定 價：188 元
叢書名：普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材普通高等院校工程實踐系列規(guī)劃教材
- 作者：趙曉鵬，劉亞紅著
- 出版時間：2016/5/1
- ISBN：9787030477934
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TB33
- 頁碼：612
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：32開
微波在超材料與超表面中的行為，在信息傳輸、天線、雷達、網絡、隱身等領域都有許多應用�！段⒉ǔ牧吓c超表面中波的行為》從超材料和超表面概念出發(fā)，依據(jù)局域共振原理，采用仿生設計模型系統(tǒng)介紹了作者課題組十多年在微波超材料和微波超表面器件等方面的研究工作�？偨Y和探討了結構單元與缺陷效應；樹枝狀、樹葉狀結構與左手超材料性能的內在聯(lián)系與變化規(guī)律，為研制新型高性能微波超材料和超表面提供了方法。另外，該書還從理論和實驗介紹了窄帶、多帶與寬帶超材料完全吸收器；超材料基板微帶天線、近零折射率超材料天線的設計和行為，為研制新型隱身結構和相控陣天線提供了基礎。
《微波超材料與超表面中波的行為》可作為材料科學與工程、物理學、光學工程、電子科學與技術、微波天線等專業(yè)博士、碩士研究生、高年級學生和從事相關工作科研人員、丁程技術人員的參考書。
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趙曉鵬，1957年生于陜西榆林，1979年畢業(yè)于蘭州大學物理系，1995年獲中國科學院金屬研究所工學博士學位�，F(xiàn)為首位完成人獲陜西省科學技術一等獎（2005年）、二等獎（2003年、2009年）、國防科工委國防科學技術二等獎（2005年）、中國航空工業(yè)科技進步三等獎（1998年）等。獲國務院政府特殊津貼，國防科技工業(yè)有突出貢獻中青年專家.陜西省優(yōu)秀發(fā)明人等榮譽稱號。
劉亞紅，1981年生，畢業(yè)于西北工業(yè)大學理學院應用物理系，凝聚態(tài)物理專業(yè)博士，導師為趙曉鵬教授。現(xiàn)為西北工業(yè)大學理學院應用物理系副教授。主持國家自然科學基金、陜西省自然科學基礎研究計劃等項目。在國內外期刊雜志發(fā)表SCI研究論文20余篇，論文引用100余次，參加撰寫英文專著Metamaterials:Classes，Properties and Appllcations一章，擁有授權中國發(fā)明專利8項。目前主要從事人工電磁超材料，電磁波及應用等領域的研究。
目錄
前言
上篇 微波左手超材料
第1章 左手超材料基本概念與現(xiàn)狀3
1.1左手超材料3
1.2擁有負參數(shù)的人工超材料5
1.2.1負有效介電常數(shù)6
1.2.2負有效磁導率7
1.2.3左手超材料的實現(xiàn)9
1.2.4手性雙各向同性超材料10
1.2.5復合左右手傳輸線超材料12
1.3超材料設計——從靜態(tài)場到可見光14
1.4超材料的有效電磁參數(shù)19
1.4.1散射參量提取法19
1.4.2實現(xiàn)負折射率的充要條件22
1.5超材料新物理特性及應用26
1.5.1超級透鏡與突破衍射極限26
1.5.2光學隱形與變換光學30
1.5.3捕獲彩虹效應36
1.6超材料領域面臨的挑戰(zhàn)40
1.6.1克服本征損耗41
1.6.2實驗實現(xiàn)光頻段超材料41
1.6.3三維超材料的發(fā)展42
參考文獻43
第2章 六邊形結構單元與缺陷效應53
2.1引言53
2.2負磁導率材料53
2.2.1六邊形SRRs設計53
2.2.2六邊形SRRs制備及測試裝置58
2.2.3單個六邊形SRRs測試59
2.2.4兩個六邊形SRRs的相互作用63
2.2.5負磁導率的實現(xiàn)65
2.3負介電常數(shù)材料66
2.3.1幾何參數(shù)對等離子體頻率的影響66
2.3.2電連續(xù)性對諧振頻率的影響68
2.3.3負介電常數(shù)的實現(xiàn)70
2.4實現(xiàn)左手超材料70
2.4.1樣品制備與透射測量70
2.4.2負折射測量73
2.5負磁導率材料的缺陷效應74
2.5.1引言74
2.5.2一維材料的缺陷效應75
2.5.3二維材料的缺陷效應79
2.6左手超材料的缺陷效應88
2.6.1引言88
2.6.2單層SRRs的缺陷效應88
2.6.3三層SRRs的缺陷效應93
2.6.4左手超材料的禁帶現(xiàn)象97
2.6.5含LHMs一維光子晶體的反常禁帶103
2.7左手超材料微波反射特性113
2.7.1引言113
2.7.2左手超材料反射仿真113
2.7.3測量儀器及步驟116
2.7.4負介電常數(shù)材料反射116
2.7.5負磁導率材料反射117
2.7.6左手超材料反射119
2.7.7禁帶左手超材料反射特性121
2.8缺陷對左手超材料負折射的調控125
2.8.1點缺陷與空位對負折射率的影響125
2.8.2缺陷調控的雙帶負折射率131
參考文獻135
第3章 由V結構單元構筑負磁導率材料與左手超材料140
3.1引言140
3.2V結構單元及磁諧振分析140
3.2.1樣品設計及制備140
3.2.2實驗平臺及數(shù)值仿真軟件141
3.2.3一級V結構142
3.2.4二級V結構144
3.2.5三級V結構145
3.3雙V結構的相互耦合146
3.3.1高級分支對磁諧振的影響146
3.3.2環(huán)間距對磁諧振的影響147
3.3.3三分支V結構的磁諧振149
3.4V結構左手超材料151
3.4.1平行入射151
3.4.2垂直入射154
參考文獻159
第4章 樹枝狀結構負磁導率材料與左手超材料162
4.1引言162
4.2樹枝狀結構負磁導率材料162
4.2.1模型構造及分析162
4.2.2實驗樣品制備163
4.2.3微波實驗測試平臺163
4.2.4仿真環(huán)境設置164
4.2.5結果與分析166
4.2.6各種形貌及結構參數(shù)影響169
4.3樹枝狀結構左手超材料170
4.4單一結構樹枝狀左手超材料172
4.5垂直入射條件下的樹枝狀左手超材料183
4.5.1模型構造及分析183
4.5.2實驗樣品制備與測試184
4.5.3結果與討論184
4.6樹枝狀超材料的分形維數(shù)調控188
4.6.1模型構造及理論分析189
4.6.2數(shù)值仿真與微波實驗192
4.7超材料透鏡亞波長成像質量評估195
4.7.1引言195
4.7.2突破衍射極限成像原理196
4.7.3平板透鏡制備及實驗平臺198
4.7.4不同配置條件實現(xiàn)透鏡成像199
4.8準周期及無序分布的樹枝狀結構超材料207
4.8.1引言207
4.8.2準晶排列的樹枝狀超材料208
4.8.3樹枝狀超材料的無序效應212
4.9基于電流變液的樹枝狀超材料通帶調諧218
4.9.1引言218
4.9.2原理與測試裝置218
4.9.3電流變液調控的單連通樹枝狀結構超材料220
4.9.4可調諧雙連通樹枝狀超材料225
參考文獻230
第5章 其他結構超材料235
5.1引言235
5.2樹葉狀結構左手超材料235
5.2.1模型分析236
5.2.2微波段樹葉狀左手超材料236
5.2.3多層結構樹葉狀左手超材料240
5.2.4光頻段樹葉狀左手超材料241
5.3低損耗“蝴蝶結”左手超材料243
5.3.1引言243
5.3.2結構模型244
5.3.3結構參數(shù)調節(jié)與透射行為245
5.3.4低損耗“蝴蝶結”結構超材料247
5.4H結構左手超材料252
5.4.1結構單元設計與實驗252
5.4.2實驗結果與分析252
5.4.3左手特性驗證255
5.5手性超材料258
5.5.1引言258
5.5.2手性超材料廣角90°極化旋轉器259
5.5.3復合手性超材料90°極化旋轉器271
5.5.4圓極化波全相位手性超材料287
5.6準相位匹配非線性左手超材料292
5.6.1引言292
5.6.2結構設計與結果294
5.6.3非線性效應與準相位匹配296
參考文獻299
第6章 超材料電磁參數(shù)計算方法306
6.1引言306
6.2雙各向異性媒質的宏觀和微觀參量311
6.3雙各向同性媒質本構方程的其他形式314
6.4不同形式本構方程中宏觀參量的相互轉換314
6.5超材料宏觀參量計算方法316
6.6坐標系選擇318
6.7計算示例321
6.7.1六邊形開口諧振環(huán)陣列的磁導率321
6.7.2樹枝狀結構陣列的磁導率325
6.7.3金屬桿陣列的介電常數(shù)326
6.7.4左手超材料的介電常數(shù)和磁導率329
6.7.5六邊形開口諧振單環(huán)陣列的磁導率和電磁耦合系數(shù)331
參考文獻334
下篇 微波超表面器件
超表面研究簡介339
參考文獻344
第7章 超材料吸收器346
7.1引言346
7.2窄帶超材料完全吸收器347
7.3多帶與寬帶超材料完全吸收器351
7.3.1多帶完全吸收器351
7.3.2寬帶完全吸收器354
參考文獻359
第8章 圓片結構多帶與寬帶超材料吸收器364
8.1圓片結構窄帶吸收器364
8.2圓片結構多帶吸收器369
8.3圓片結構寬帶吸收器373
8.3.1第一種寬帶吸收器373
8.3.2第二種寬帶吸收器375
參考文獻380
第9章 樹枝狀結構超材料吸收器381
9.1樹枝狀超材料窄帶吸收器381
9.2樹枝狀超材料寬帶吸收器383
9.3阻抗匹配樹枝狀超材料吸收器387
9.3.1設計原理387
9.3.2樣品制備388
9.3.3實驗及仿真結果388
9.4樹枝狀結構共形吸收器392
9.5無序排列對吸收器特性的影響393
9.6高阻抗薄膜樹枝狀寬頻吸收器397
9.7樹枝狀超材料吸收器的RCS402
9.7.1雷達散射截面402
9.7.2高阻抗薄膜樹枝狀吸收器的RCS404
9.7.3金屬樹枝狀超材料吸收器的RCS409
參考文獻413
第10章 樹葉狀結構超材料吸收器415
10.1微波段樹葉狀結構吸收器415
10.2紅外波段樹葉狀結構吸收器417
10.2.1單頻樹葉狀結構吸收器417
10.2.2雙頻樹葉狀結構吸收器420
參考文獻423
第11章 超材料天線424
11.1近零折射率高方向性天線424
11.2光子帶隙和電磁帶隙天線426
11.3法布里-珀羅諧振腔天線431
11.4梯度折射率平面透鏡和相控陣天線覆層433
11.5復合左右手傳輸線天線437
參考文獻441
第12章 超材料基板微帶天線445
12.1引言445
12.2樹枝狀負磁導率基板微帶天線445
12.2.1負磁導率材料設計與制備445
12.2.2超材料的電磁諧振行為447
12.2.3樹枝狀結構超材料微帶天線448
12.2.4討論452
12.3正方形結構負磁導率基板微帶天線455
12.3.1負磁導率材料455
12.3.2負磁導率基板寬帶微帶天線457
參考文獻462
第13章 復合左右手傳輸線微帶天線465
13.1引言465
13.2非平衡態(tài)復合左右手傳輸線雙頻天線465
13.2.1天線設計理論466
13.2.2天線模型469
13.2.3結果470
13.3負介電傳輸線微帶天線473
13.3.1矩形負介電傳輸線天線473
13.3.2圓形負介電零階諧振器天線484
13.3.3多頻雙模和雙頻/寬頻全向天線492
13.4水平面高增益全向微帶天線510
13.4.1引言510
13.4.2設計原理510
13.4.3參數(shù)分析512
13.4.4水平面高增益雙磁流環(huán)天線515
13.5雙模雙磁流環(huán)天線的阻抗匹配518
13.5.1貼片耦合雙模雙磁流環(huán)天線519
13.5.2縫隙耦合饋電雙模雙磁流環(huán)天線524
13.6增強傳輸結構高方向性天線527
13.6.1引言527
13.6.2增強傳輸結構528
13.6.3高方向性輻射530
參考文獻534
第14章 諧振腔結構超材料微帶天線540
14.1引言540
14.2各向異性負磁導率微帶天線540
14.2.1天線輻射機理540
14.2.2負磁導率材料和天線設計542
14.2.3結果與討論544
14.3近零折射超材料諧振天線548
14.3.1引言548
14.3.2網格狀零折射率天線548
14.3.3樹枝狀零折射率天線553
14.4超低剖面高增益諧振腔天線566
14.4.1引言566
14.4.2天線分析與設計566
14.4.3結果與討論568
14.5手性超材料圓極化天線574
14.5.1引言574
14.5.2手性超材料574
14.5.3基于手性超材料的圓極化微帶天線576
參考文獻580
附錄583
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