書籍信息,內容簡介,圖書目錄,
書籍信息
書名 電磁異向介質特性及微帶天線套用
書號 978-7-118-11790-5
作者 高軍等
出版時間 2018年12月
譯者
版次 1版1次
開本 16
裝幀 平裝
出版基金
頁數 196
字數 236
中圖分類 TN822
叢書名
定價 158.00
內容簡介
本書是作者及其研究團隊過去幾年在電磁異向介質領域研究成果的全面總結。書中詳細介紹了異向介質概念、奇異電磁特性及這些電磁特性在微帶天線設計中的套用，內容包括電磁異向介質的概念、電磁特性及設計理論、異向介質單元結構設計、局域諧振特性、傳輸線實現以及在微帶天線小型化和高增益方面的套用。本書可作為電磁異向介質初學者、工程研發人員的參考書籍，也可作為本科大三學生學習電磁場與電磁波及天線、研究生學習高等電磁場理論和高等天線理論等相關課程的教學參考書。
圖書目錄
第1章 緒論1
1.1 研究背景及意義1
1.2 研究現狀及進展2
1.3 本書主要工作及內容安排8
第2章 均勻異向介質的特性分析10
2.1 引言10
2.2 媒質的分類10
2.2.1 各向同性媒質11
2.2.2 各向異性媒質11
2.2.3 雙各向異性媒質11
2.3 各向同性異向介質的奇特電磁特性12
2.3.1 左手螺旋關係12
2.3.2 頻率色散特性12
2.3.3 逆Snell定律13
2.3.4 逆都卜勒效應14
2.3.5 逆Goos-Hänchen效應15
2.3.6 逆切倫科夫（Cherenkov）輻射15
2.3.7 完美透鏡（Perfect Lens）效應16
2.4 各向異性異向介質電磁波傳輸特性17
2.4.1 各向異性異向介質的色散方程17
2.4.2 各向異性異向介質的分類19
2.4.3 各向異性異向介質中電磁波傳輸特性20
2.5 色散時域有限差分法22
2.5.1 負材料參數的三種等效模型22
2.5.2 異向介質材料的FDTD差分方程23
2.5.3 異向介質的FDTD仿真驗證25
2.6 均勻異向介質的套用30
2.6.1 LHM/PEC局域諧振模型31
2.6.2 LHM/PEC局域諧振模型的改進32
2.6.3 開放式局域諧振模型33
2.7 小結34
第3章 非均勻異向介質特性及設計理論35
3.1 引言35
1.1 研究背景及意義1
1.2 研究現狀及進展2
1.3 本書主要工作及內容安排8
第2章 均勻異向介質的特性分析10
2.1 引言10
2.2 媒質的分類10
2.2.1 各向同性媒質11
2.2.2 各向異性媒質11
2.2.3 雙各向異性媒質11
2.3 各向同性異向介質的奇特電磁特性12
2.3.1 左手螺旋關係12
2.3.2 頻率色散特性12
2.3.3 逆Snell定律13
2.3.4 逆都卜勒效應14
2.3.5 逆Goos-Hänchen效應15
2.3.6 逆切倫科夫（Cherenkov）輻射15
2.3.7 完美透鏡（Perfect Lens）效應16
2.4 各向異性異向介質電磁波傳輸特性17
2.4.1 各向異性異向介質的色散方程17
2.4.2 各向異性異向介質的分類19
2.4.3 各向異性異向介質中電磁波傳輸特性20
2.5 色散時域有限差分法22
2.5.1 負材料參數的三種等效模型22
2.5.2 異向介質材料的FDTD差分方程23
2.5.3 異向介質的FDTD仿真驗證25
2.6 均勻異向介質的套用30
2.6.1 LHM/PEC局域諧振模型31
2.6.2 LHM/PEC局域諧振模型的改進32
2.6.3 開放式局域諧振模型33
2.7 小結34
第3章 非均勻異向介質特性及設計理論35
3.1 引言35
3.2 基於MPI技術的並行FDTD算法35
3.2.1 並行FDTD算法區域劃分35
3.2.2 並行算法的軟硬體平台及MPI函式37
3.2.3 算例驗證37
3.3 非均勻異向介質分析40
3.3.1 圓環電磁cloak的基本模型40
3.3.2 圓環電磁cloak的FDTD差分方程40
3.3.3 算例驗證43
3.3.4 COMSOL Multiphysics軟體仿真44
3.4 規則形狀非均勻異向介質解析設計方法48
3.4.1 直角坐標系變換公式48
3.4.2 曲線坐標系變換公式50
3.4.3 曲線坐標系下媒質參數張量變換關係51
3.4.4 算例驗證58
3.5 不規則形狀非均勻異向介質數值設計方法65
3.5.1 線性變換方程求解法66
3.5.2 拉普拉斯方程求解法66
3.5.3 泊松方程求解法67
3.5.4 泊松方程求解法的算例驗證67
3.6 小結71
3.2.1 並行FDTD算法區域劃分35
3.2.2 並行算法的軟硬體平台及MPI函式37
3.2.3 算例驗證37
3.3 非均勻異向介質分析40
3.3.1 圓環電磁cloak的基本模型40
3.3.2 圓環電磁cloak的FDTD差分方程40
3.3.3 算例驗證43
3.3.4 COMSOL Multiphysics軟體仿真44
3.4 規則形狀非均勻異向介質解析設計方法48
3.4.1 直角坐標系變換公式48
3.4.2 曲線坐標系變換公式50
3.4.3 曲線坐標系下媒質參數張量變換關係51
3.4.4 算例驗證58
3.5 不規則形狀非均勻異向介質數值設計方法65
3.5.1 線性變換方程求解法66
3.5.2 拉普拉斯方程求解法66
3.5.3 泊松方程求解法67
3.5.4 泊松方程求解法的算例驗證67
3.6 小結71
第4章 異向介質單元的結構設計72
4.1 引言72
4.2 負介電常數材料的設計理論72
4.2.1 負介電常數的產生機理72
4.2.2 ROD單元的色散特性74
4.3 負磁導率材料的設計理論75
4.3.1 負磁導率的產生機理76
4.3.2 不同結構參數對磁導率的影響78
4.1 引言72
4.2 負介電常數材料的設計理論72
4.2.1 負介電常數的產生機理72
4.2.2 ROD單元的色散特性74
4.3 負磁導率材料的設計理論75
4.3.1 負磁導率的產生機理76
4.3.2 不同結構參數對磁導率的影響78
4.3.3 SRR單元的色散特性80
4.4 雙負材料設計理論82
4.4.1 不同的組合方式82
4.4.2 NRW等效媒質參數提取方法84
4.4.3 實驗加工與測量85
4.5 基於“耶路撒冷十字”結構新型雙負異向介質設計88
4.5.1 單元結構的等效諧振電路分析89
4.5.2 雙負特性驗證及結構參數分析92
4.5.3 新型“耶路撒冷十字”單元結構寬頻特性95
4.6 小結95
第5章 異向介質單元的局域諧振特性96
5.1 引言96
5.2 基於模型的參數估計技術的廣義諧振理論96
5.2.1 MBPE96
5.2.2 電磁系統的廣義諧振理論97
5.3 基於分段插值MBPE技術的廣義諧振理論98
5.3.1 分段插值MBPE技術98
5.3.2 數值驗證99
5.4 異向介質結構單元的局域諧振特性102
5.4.1 SW結構傳輸係數及系統函式特性103
5.4.2 SRR結構傳輸係數及系統函式特性105
5.4.3 MTM結構傳輸係數及系統函式特性107
5.5 小結108
第6章 均勻異向介質的傳輸線實現109
6.1 引言109
6.2 CRLH複合傳輸線等效電路分析109
6.2.1 CRLH複合傳輸線的等效電路模型109
6.2.2 CRLH複合傳輸線的色散方程110
6.3 一維CRLH複合傳輸線電路實現112
6.3.1 一維CRLH複合傳輸線的典型微帶實現結構112
6.3.2 CRLH複合傳輸線的結構改進112
6.3.3 數值仿真及實驗驗證113
6.4 小結115
第7章 均勻異向介質在小型化微帶天線中的套用116
7.1 引言116
7.2 基於均勻異向介質的小型化微帶天線模型116
4.4 雙負材料設計理論82
4.4.1 不同的組合方式82
4.4.2 NRW等效媒質參數提取方法84
4.4.3 實驗加工與測量85
4.5 基於“耶路撒冷十字”結構新型雙負異向介質設計88
4.5.1 單元結構的等效諧振電路分析89
4.5.2 雙負特性驗證及結構參數分析92
4.5.3 新型“耶路撒冷十字”單元結構寬頻特性95
4.6 小結95
第5章 異向介質單元的局域諧振特性96
5.1 引言96
5.2 基於模型的參數估計技術的廣義諧振理論96
5.2.1 MBPE96
5.2.2 電磁系統的廣義諧振理論97
5.3 基於分段插值MBPE技術的廣義諧振理論98
5.3.1 分段插值MBPE技術98
5.3.2 數值驗證99
5.4 異向介質結構單元的局域諧振特性102
5.4.1 SW結構傳輸係數及系統函式特性103
5.4.2 SRR結構傳輸係數及系統函式特性105
5.4.3 MTM結構傳輸係數及系統函式特性107
5.5 小結108
第6章 均勻異向介質的傳輸線實現109
6.1 引言109
6.2 CRLH複合傳輸線等效電路分析109
6.2.1 CRLH複合傳輸線的等效電路模型109
6.2.2 CRLH複合傳輸線的色散方程110
6.3 一維CRLH複合傳輸線電路實現112
6.3.1 一維CRLH複合傳輸線的典型微帶實現結構112
6.3.2 CRLH複合傳輸線的結構改進112
6.3.3 數值仿真及實驗驗證113
6.4 小結115
第7章 均勻異向介質在小型化微帶天線中的套用116
7.1 引言116
7.2 基於均勻異向介質的小型化微帶天線模型116
7.2.1 小型化一維相位補償諧振腔模型116
7.2.2 小型化微帶天線相位補償腔體模型117
7.3 小型化微帶天線設計119
7.3.1 CSRR環結構及其等效媒質參數提取119
7.3.2 基於CSRR環結構的微帶天線設計120
7.4 小結122
第8章 均勻異向介質激勵型寬頻高增益貼片天線123
8.1 引言123
8.2 寬頻高增益微帶天線123
8.2.1 天線設計與分析123
8.2.2 仿真與實驗124
8.3 超寬頻高增益貼片天線[119]126
8.3.1 理論分析126
8.3.2 天線的結構設計與分析128
8.3.3 仿真與實驗128
8.4 寬頻強定向性貼片天線133
8.4.1 天線的結構設計與分析133
8.4.2 仿真與實驗133
8.5 小結140
第9章 均勻異向介質覆層高增益微帶天線141
9.1 引言141
9.2 X波段高增益微帶天線[120]141
9.2.1 理論分析142
9.2.2 雙屏FSS的設計與分析143
9.2.3 天線的輻射性能145
9.3 寬頻高增益縫隙耦合微帶天線147
9.3.1 理論分析148
9.3.2 FSS覆層設計149
9.3.3 雙貼片縫隙耦合微帶天線設計152
9.3.4 天線的輻射性能153
9.4 小結157
總結與展望158
附錄160
參考文獻183
7.2.2 小型化微帶天線相位補償腔體模型117
7.3 小型化微帶天線設計119
7.3.1 CSRR環結構及其等效媒質參數提取119
7.3.2 基於CSRR環結構的微帶天線設計120
7.4 小結122
第8章 均勻異向介質激勵型寬頻高增益貼片天線123
8.1 引言123
8.2 寬頻高增益微帶天線123
8.2.1 天線設計與分析123
8.2.2 仿真與實驗124
8.3 超寬頻高增益貼片天線[119]126
8.3.1 理論分析126
8.3.2 天線的結構設計與分析128
8.3.3 仿真與實驗128
8.4 寬頻強定向性貼片天線133
8.4.1 天線的結構設計與分析133
8.4.2 仿真與實驗133
8.5 小結140
第9章 均勻異向介質覆層高增益微帶天線141
9.1 引言141
9.2 X波段高增益微帶天線[120]141
9.2.1 理論分析142
9.2.2 雙屏FSS的設計與分析143
9.2.3 天線的輻射性能145
9.3 寬頻高增益縫隙耦合微帶天線147
9.3.1 理論分析148
9.3.2 FSS覆層設計149
9.3.3 雙貼片縫隙耦合微帶天線設計152
9.3.4 天線的輻射性能153
9.4 小結157
總結與展望158
附錄160
參考文獻183
