微波超材料與超錶麵中波的行為 [Behaviors of Microwaves in Metamaterials and Metasurfaces] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙曉鵬，劉亞紅 著

圖書標籤:

• 微波超材料
• 超錶麵
• 電磁學
• 微波技術
• 周期結構
• 人工材料
• 天綫
• 散射
• 數值模擬
• 毫米波

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030477934

版次：1

商品編碼：11952032

包裝：精裝

外文名稱：Behaviors of Microwaves in Metamaterials and Metasurfaces

開本：16開

齣版時間：2016-04-01

用紙：膠版紙

頁數：595

字數：750000

正文

內容簡介

　　微波在超材料與超錶麵中的行為，在信息傳輸、天綫、雷達、網絡、隱身等領域都有許多應用。《微波超材料與超錶麵中波的行為》從超材料和超錶麵概念齣發，依據局域共振原理，采用仿生設計模型係統介紹瞭作者課題組十多年在微波超材料和微波超錶麵器件等方麵的研究工作。總結和探討瞭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係與變化規律，為研製新型高性能微波超材料和超錶麵提供瞭方法。另外，該書還從理論和實驗介紹瞭窄帶、多帶與寬帶超材料完全吸收器；超材料基闆微帶天綫、近零摺射率超材料天綫的設計和行為，為研製新型隱身結構和相控陣天綫提供瞭基礎。
　　《微波超材料與超錶麵中波的行為》可作為材料科學與工程、物理學、光學工程、電子科學與技術、微波天綫等專業博士、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。

作者簡介

　　趙曉鵬，1957年生於陝西榆林，1979年畢業於蘭州大學物理係，1995年獲中國科學院金屬研究所工學博士學位。現為首位完成人獲陝西省科學技術一等奬（2005年）、二等奬（2003年、2009年）、國防科工委國防科學技術二等奬（2005年）、中國航空工業科技進步三等奬（1998年）等。獲國務院政府特殊津貼，國防科技工業有突齣貢獻中青年專傢.陝西省優秀發明人等榮譽稱號。
　　
　　劉亞紅，1981年生，畢業於西北工業大學理學院應用物理係，凝聚態物理專業博士，導師為趙曉鵬教授。現為西北工業大學理學院應用物理係副教授。主持國傢自然科學基金、陝西省自然科學基礎研究計劃等項目。在國內外期刊雜誌發錶SCI研究論文20餘篇，論文引用100餘次，參加撰寫英文專著Metamaterials:Classes，Properties and Appllcations一章，擁有授權中國發明專利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。

內頁插圖

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狀
1．1 左手超材料
1．2 擁有負參數的人工超材料
1．2．1 負有效介電常數
1．2．2 負有效磁導率
1．2．3 左手超材料的實現
1．2．4 手性雙各嚮同性超材料
1．2．5 復閤左右手傳輸綫超材料
1．3 超材料設計——從靜態場到可見光
1．4 超材料的有效電磁參數
1．4．1 散射參量提取法
1．4．2 實現負摺射率的充要條件
1．5 超材料新物理特性及應用
1．5．1 超級透鏡與突破衍射極限
1．5．2 光學隱形與變換光學
1．5．3 捕獲彩虹效應
1．6 超材料領域麵臨的挑戰
1．6．1 剋服本徵損耗
1．6．2 實驗實現光頻段超材料
1．6．3 三維超材料的發展
參考文獻
第2章 六邊形結構單元與缺陷效應
2．1 引言
2．2 負磁導率材料
2．2．1 六邊形SRRs設計
2．2．2 六邊形SRRs製備及測試裝置
2．2．3 單個六邊形SRRs測試
2．2．4 兩個六邊形SRRs的相互作用
2．2．5 負磁導率的實現
2．3 負介電常數材料
2．3．1 幾何參數對等離子體頻率的影響
2．3．2 電連續性對諧振頻率的影響
2．3．3 負介電常數的實現
2．4 實現左手超材料
2．4．1 樣品製備與透射測量
2．4．2 負摺射測量
2．5 負磁導率材料的缺陷效應
2．5．1 引言
2．5．2 一維材料的缺陷效應
2．5．3 二維材料的缺陷效應
2．6 左手超材料的缺陷效應
2．6．1 引言
2．6．2 單層SRRs的缺陷效應
2．6．3 三層SRRs的缺陷效應
2．6．4 左手超材料的禁帶現象
2．6．5 含LHMs一維光子晶體的反常禁帶
2．7 左手超材料微波反射特性
2．7．1 引言
2．7．2 左手超材料反射仿真
2．7．3 測量儀器及步驟
2．7．4 負介電常數材料反射
2．7．5 負磁導率材料反射
2．7．6 左手超材料反射
2．7．7 禁帶左手超材料反射特性
2．8 缺陷對左手超材料負摺射的調控
2．8．1 點缺陷與空位對負摺射率的影響
2．8．2 缺陷調控的雙帶負摺射率
參考文獻
第3章 由V結構單元構築負磁導率材料與左手超材料
3．1 引言
3．2 V結構單元及磁諧振分析
3．2．1 樣品設計及製備
……
下篇 微波超錶麵器件

前言/序言

好的，以下是一份關於《微波超材料與超錶麵中波的行為》這本書的圖書簡介，內容詳實，旨在描述該領域的重要性和研究前沿，同時不提及任何可能指嚮人工智能生成的內容的措辭。 --- 圖書簡介：微波超材料與超錶麵中波的行為 導論：跨越傳統物理的電磁新紀元 在當代物理學和工程學領域，對電磁波行為的操控能力是衡量技術前沿的關鍵指標之一。自十九世紀麥剋斯韋方程組被確立以來，人類對電磁波的理解主要基於材料的本徵屬性，如介電常數和磁導率。然而，這些傳統的材料設計範式在實現對電磁波的超常調控方麵逐漸顯露齣局限性。 《微波超材料與超錶麵中波的行為》一書，正是立足於這一技術瓶頸，係統性地闡述瞭新興的電磁結構——超材料（Metamaterials）與超錶麵（Metasurfaces）——如何徹底革新我們對微波波段電磁波的認知與操控。本書聚焦於微波頻率範圍內，這些人工設計的亞波長結構如何賦予材料“自然界不存在”的電磁特性，從而開闢瞭全新的應用前景。 第一部分：超材料的基礎物理與設計原理 本書的開篇部分深入探討瞭超材料這一概念的理論基石。超材料並非基於材料本身的化學成分，而是依賴於其內部精巧排列的、尺寸遠小於波長的單元結構——“超原子”（meta-atoms）的幾何排布和相互作用。 1. 負摺射率的物理學基礎： 傳統材料的摺射率始終為正，這限製瞭光束的傳播路徑。本書詳細解析瞭如何通過構建具有負介電常數 ($epsilon$) 和/或負磁導率 ($mu$) 的結構，實現負摺射率現象。討論涉及螺鏇結構（Split-Ring Resonators, SRRs）和雙綫結構等經典單元在微波頻段的響應機製，以及它們如何打破斯涅爾定律的傳統束縛。 2. 等效介質理論的局限與拓展： 在描述超材料的宏觀電磁行為時，等效介質理論扮演瞭核心角色。本書不僅介紹瞭如何利用有效參數模型來近似描述這些結構，還深入分析瞭在亞波長尺度下，當單元尺寸接近或超過工作波長時，等效理論的適用邊界及其修正方法。 3. 手性與各嚮異性調控： 超材料設計的一個關鍵優勢在於其能夠實現極度復雜的電磁響應。書中詳細闡述瞭如何設計手性超材料，以實現對圓偏振波的獨立控製，例如分離左鏇和右鏇圓偏振光束，這在三維信息傳輸和傳感中具有重要意義。此外，對於各嚮異性響應的構建，如實現特定方嚮上的高透射率或零反射率，也進行瞭詳盡的數學建模和仿真分析。 第二部分：從三維到二維：超錶麵的崛起與波前整形 隨著對輕量化、集成化需求的提升，研究重心逐漸從三維的、體積龐大的超材料轉嚮二維的、平麵化的超錶麵結構。本書的中間部分集中探討瞭超錶麵在波前調控中的革命性作用。 1. 廣義斯涅爾定律與相位梯度： 超錶麵的核心能力在於其能夠在極薄的結構層上實現對電磁波相位、振幅和偏振態的亞波長級彆調控。本書重點講解瞭基於廣義斯涅爾定律的理論框架，即通過在超錶麵上引入一個預先設計的、連續變化的相位梯度（Phase Gradient），從而精確控製透射或反射波的傳播方嚮。 2. 調控機製的實現： 詳細分析瞭實現精確相位調控的幾種主流技術路徑： 共振型超錶麵： 基於法布裏-珀羅腔或特定的貼片諧振器結構，利用單元尺寸或間距的微小變化來調控共振頻率和相位響應。 幾何相位（Pancharatnam-Berry, PB）超錶麵： 闡述瞭如何通過鏇轉相鄰單元的幾何方嚮來引入與光束偏振態相關的相位延遲，實現對偏振的有效轉換和波前重構。 加載式超錶麵： 探討瞭如何將有源器件（如PIN二極管或變容二極管）集成到超錶麵單元中，以實現對電磁波的動態、實時控製，尤其適用於相控陣和可重構設備。 3. 突破性應用——完美反射與隱身： 深入討論瞭如何利用超錶麵實現傳統光學元件無法企及的功能，例如實現理論上100%的反射效率（完美反射器），以及在特定頻段實現電磁隱身（Cloaking）所需的精確阻抗匹配和相位補償設計。 第三部分：微波波段的特定挑戰與前沿應用 本書的最後一部分將理論和設計原理具體落實到微波工程學的實際應用場景中，突顯超材料與超錶麵在當前技術熱點中的地位。 1. 高性能天綫與散射控製： 在微波通信、雷達和遙感領域，天綫的設計至關重要。本書詳細分析瞭超材料如何被用於設計超薄、高增益的平麵天綫，以及如何通過結構散射抑製（如吸收體設計）來降低目標的雷達散射截麵（RCS）。 2. 頻率選擇性錶麵（FSS）與濾波： 闡述瞭如何利用超材料單元的諧振特性，設計齣具有極窄帶或寬帶響應的頻率選擇性錶麵，這些錶麵在微波通信係統的濾波、隔離和電磁兼容（EMC）中發揮著關鍵作用。 3. 動態可調控係統： 展望瞭集成電磁調控的未來，重點研究瞭如何通過引入外部刺激（如溫度、光照或電場）來改變超材料單元的有效參數，從而實現工作頻率、輻射方嚮或吸收特性的實時、動態變化，這為未來自適應通信係統奠定瞭理論基礎。 結語 《微波超材料與超錶麵中波的行為》不僅是一本麵嚮高年級本科生、研究生和研究人員的參考書，更是一份對電磁波操控範式變革的詳盡記錄。它全麵梳理瞭從基礎物理機製到復雜工程實現的脈絡，為讀者提供瞭駕馭微波頻段內這些革命性電磁結構的必備工具和深刻洞察力。本書的價值在於，它清晰地描繪瞭如何從亞波長尺度上的結構設計，最終實現宏觀電磁功能的精妙調控。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引人，簡潔的配色和抽象的圖案，讓人忍不住想要一探究竟。我平時對物理學尤其是電磁學領域的研究一直很感興趣，但坦白說，超材料和超錶麵這些概念對我來說還是有些陌生。我抱著一種學習的心態翻開瞭這本書，期待能夠從中找到一些清晰的解釋和引人入勝的案例。我特彆關注的是書中是否能用通俗易懂的語言來闡述復雜的科學原理，畢竟，將前沿的科研成果普及給更廣泛的讀者群體，也是一項非常有價值的工作。我希望作者能夠像一位經驗豐富的嚮導一樣，帶領我穿越那些復雜的公式和理論，去理解微波在這些奇特材料中到底是如何錶現的，它們是如何被操縱和控製的，以及這些行為背後蘊含的科學邏輯。我尤其好奇書中是否會提及一些實際的應用前景，比如在通信、成像或者隱身技術等方麵，如果能有一些生動的圖示或者模擬效果的介紹，那就更好瞭。這本書就像一塊等待我去發掘的寶藏，我迫切地希望能夠通過閱讀它，打開一扇通往新世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

我一直以來都對那些能夠“扭麯”自然規律的科技充滿瞭好奇，而“超材料”和“超錶麵”無疑是近些年來最讓我著迷的概念之一。這本書的標題直接點明瞭其核心內容，讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我特彆想知道，這本書會以什麼樣的深度來探討微波在這些非傳統材料中的行為。是會側重於理論推導和數學模型的建立，還是會通過大量的實驗數據和現象分析來論證？我更傾嚮於後者，因為我希望看到真實的、可驗證的科學證據，而不是空中樓閣般的理論構想。而且，如果書中能夠穿插一些曆史發展脈絡，介紹一下超材料和超錶麵是如何從概念走嚮現實的，那會非常有啓發性。我希望書中不僅僅是羅列現象，更能深入分析這些現象背後的物理機製，例如波的衍射、反射、摺射以及能量的吸收和傳輸等，是如何在超材料和超錶麵的特殊結構下産生與眾不同的錶現的。總而言之，我希望這本書能給我帶來一次深入淺齣的科學體驗，讓我能夠真正理解微波與這些前沿材料之間的奇妙互動。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的標題來看，它似乎觸及瞭一個非常前沿且充滿潛力的研究領域。作為一名對科技發展有高度關注的普通讀者，我希望這本書能夠解答我心中關於“超材料”和“超錶麵”的一些基本疑問。我尤其關注的是，作者是如何將“微波”這一特定的電磁波段與這些新型材料聯係起來的。微波的特性與可見光、無綫電波等有什麼本質區彆，為什麼它們在超材料和超錶麵中會展現齣如此特彆的行為？我期待書中能夠提供一些清晰的類比或者圖像化的解釋，幫助我理解這些抽象的物理概念。此外，我非常好奇，這些“行為”具體指的是什麼？是改變波的傳播方嚮、增強或減弱信號強度、實現能量的聚焦或者擴散，還是其他更奇特的現象？如果書中能夠結閤一些具體的實例，比如作者在科研過程中遇到的有趣現象，或者一些已經實現的創新應用，那將極大地提升閱讀的趣味性和知識性。我希望這本書能讓我對微波、超材料和超錶麵有一個更全麵、更深入的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目“微波超材料與超錶麵中波的行為”在我的腦海裏立刻勾勒齣一幅科技感十足的畫麵。我對“超材料”和“超錶麵”這些名詞本身就充滿瞭好奇，它們聽起來就好像是能夠突破物理極限的材料。我尤其想知道，在這本書裏，作者是如何具體闡述“波的行為”的。是關於它們是如何與這些結構相互作用，從而産生各種奇特現象的嗎？我期待書中能夠提供一些關於微波傳播、吸收、反射、衍射等基本物理原理在超材料和超錶麵中的特殊錶現的詳細解釋。如果書中能夠包含一些實際案例，比如它們在通信天綫、雷達散射、甚至未來可能實現的某種創新應用中的作用，那就更好瞭。我希望這本書能夠以一種嚴謹但又不失趣味的方式，將這些復雜的概念傳遞給我，讓我能夠理解為什麼這些材料能夠對微波産生如此顯著的影響，以及這種影響可能帶來的深遠意義。我希望這本書能讓我對這個領域有一個清晰、深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

最近聽到不少關於“超材料”和“超錶麵”的討論，感覺它們是未來科技發展的重要方嚮。這本書的標題讓我眼前一亮，它精確地指齣瞭研究的對象——微波，以及研究的核心——這些材料中波的行為。我希望這本書能夠提供一個清晰的框架，讓我能夠理解這些前沿概念。我更想知道的是，這本書是否能夠深入淺齣地解釋“超材料”和“超錶麵”是如何被設計和製造齣來的，它們特殊的結構是如何賦予它們與眾不同的電磁響應的。而且，“波的行為”這個說法也讓我很感興趣，我想瞭解這些行為具體體現在哪些方麵，比如能否實現對微波的精準控製，例如束縛、聚焦、引導，甚至産生負摺射等奇特現象。如果書中能夠提供一些相關的理論基礎，但又不過於晦澀，同時又能輔以一些生動的圖示或者動畫演示（雖然是文字書，但可以通過描述來想象），那就再好不過瞭。我希望通過這本書，能夠對微波在這些新型材料中的應用潛力有一個初步的瞭解。

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還不錯，專業的書

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好

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挺好

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好好好好好好好好好好

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評分☆☆☆☆☆

挺厚的。內容比較翔實

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

書不錯，快遞給力。