波導共振器英文解釋翻譯、波導共振器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 waveguide resonator

分詞翻譯：

波導的英語翻譯：

wave guide
【計】 waveguide
【化】 waveguide

共振器的英語翻譯：

resonator
【化】 resonator
【醫】 resonator

專業解析

波導共振器（Waveguide Resonator）是微波工程中的關鍵器件，指利用金屬波導結構在特定頻率下産生電磁場諧振的裝置。其工作原理基于電磁波在波導封閉空間内的反射與相長幹涉，當波導尺寸滿足諧振條件時，特定模式的電磁能量會在腔内形成穩定駐波。

核心特性與原理

1. 諧振條件

   諧振頻率取決于波導幾何尺寸與傳播模式。以矩形波導為例，其TMₘₙₚ或TEₘₙₚ模式的諧振頻率公式為：

   $$ f_{res} = frac{c}{2sqrt{mu_r epsilon_r}} sqrt{ left( frac{m}{a} right) + left( frac{n}{b} right) + left( frac{p}{d} right) } $$

   其中 (a, b, d) 分别代表波導寬邊、窄邊和長度尺寸，(m,n,p) 為模式整數，(c) 為光速。

2. 能量約束機制

   金屬波導壁形成電磁邊界條件（如切向電場為零），迫使電磁波在腔内多次反射。當波導長度 (L = p cdot lambda_g/2)（(lambda_g) 為導波波長，(p) 為正整數）時，正向與反向波相位匹配，實現諧振。

3. 品質因數（Q值）

   表征能量存儲與損耗比，計算公式為：

   $$ Q = 2pi frac{text{存儲能量}}{text{周期能量損耗}} $$

   導體損耗與介質損耗是主要影響因素，通常可達數千至百萬量級。

典型應用場景

• 濾波器設計：通過多腔耦合實現頻率選擇功能，用于衛星通信系統
• 粒子加速器：作為高頻腔提供加速電場，如回旋管中的微波源
• 量子計算：超導波導諧振腔用于操控量子比特（如Transmon量子比特）

技術演進

現代波導共振器已發展出介質填充、超材料加載等變體，并在太赫茲波段與光子集成電路中拓展應用。

參考文獻

1. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, "Design of Waveguide Cavity Filters"
2. Principles of Microwave Engineering (Cambridge University Press), Ch.7 Resonant Systems
3. Physical Review Applied, "High-Q Superconducting Resonators for Quantum Computing"

網絡擴展解釋

波導共振器是結合波導結構和共振原理的裝置，主要用于電磁波或聲波的頻率選擇、能量儲存及信號處理。其核心特點是通過特定結構設計，在特定頻率下産生強烈共振響應。以下是詳細解析：

一、基本定義

波導共振器由波導（引導電磁波或聲波傳輸的物理結構）和共振單元組成。當外部激勵頻率與其固有頻率匹配時，系統發生共振，能量在波導内高效存儲或傳輸。例如，在微波工程中，它常表現為金屬空腔或介質諧振器結構。

二、工作原理

1. 共振條件：遵循公式 $$F_{res} = frac{1}{2pisqrt{m cdot C}}$$（機械系統）或電磁場模式對應的頻率方程。
2. 能量傳遞：波導将外部能量引導至共振單元，在特定頻率下形成駐波，實現能量集中放大。

三、典型結構

• 波導類型：金屬波導（如矩形/圓形波導）或介質波導（如光纖）。
• 共振單元：空腔、周期性結構（如光子晶體）或集成在印刷電路基闆上的微帶線。

四、應用領域

1. 通信系統：用于濾波器、振蕩器及天線設計，提升信號質量。
2. 傳感技術：通過共振頻率偏移檢測環境參數（如溫度、壓力）。
3. 高頻電子：在雷達、衛星通信中實現高頻信號處理。

五、優勢與局限

• 優勢：高品質因數（Q值）、低損耗、頻率選擇性優異。
• 局限：體積較大（傳統金屬波導），高頻設計複雜度高。

如需更詳細的技術參數或應用案例，（結構設計）及（高頻應用）。

分類

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