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- 基于超构材料的高功率微波技术
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- 作者：编者:(美)约翰·W.卢金斯兰德//贾森·A.马歇尔//阿尔杰·纳克曼//埃德尔·沙米洛格鲁|责编:贺峰涛|译者:刘美琴//李勇//江伟华
- 出版社：西安交大
- ISBN：9787569307641
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售价：35.6
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内容大纲
本书是一部探索高功率微波源和超构材料领域最新研究路线的学术专著，是继已大获成功的《高功率微波》（High Power Microwave Sources and Technologies）后，展示超构材料如何影响高功率微波源领域以及最新研究所揭示的新方向的又一部力作。本书由该领域的杰出研究团队撰写，他们探索了一种考虑微波与材料介质相互作用的新范式。
本书提供了多个研究机构关于慢波结构设计的理论概念和实验研究的成果，还讨论了这些研究成果中所展示的自20世纪四五十年代以来使用的传统周期结构如何具有双负（负介电常数和负磁导率）的超构材料结构的属性。
本书内容还包括：
1.对高功率微波振荡器和放大器，以及如何将超构材料作为慢波结构和其他组件引入的全面介绍。
2.对慢波结构设计中色散工程学的理论概念，包括多传输线模型和粒子模拟模型的深入探索。
3.对慢波结构采用色散工程学设计中的实验测量问题的实操性讨论。
4.对无源和有源组件以及电磁场随时间演化的深入研究。
本书是核与等离子科学、微波与天线领域的研究生及研究人员的理想参考书。
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作者介绍
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目录
第1章 导言与概述
1.1 引言
1.2 电磁材料
1.3 等效介质理论
1.4 等效材料历史
1.4.1 人工电介质
1.4.2 人工磁性介质
1.5 双负介质
1.5.1 双负介质的实现
1.6 返波传输
1.7 色散
1.8 参数提取
1.9 损耗
1.10 总结
参考文献
第2章 慢波结构与电子注互作用及多模同步的多传输线模型
2.1 引言
2.2 传输线概述
2.2.1 多传输线模型
2.3 用等效传输线模型模拟波导传播
2.3.1 均匀波导中的传播
2.3.2 周期性波导中的传播
2.3.3 弗洛凯定理
2.4 皮尔斯理论和传输线模型的重要性
2.5 多模慢波结构的广义皮尔斯模型
2.5.1 无电子注的多传输线模型：“冷”慢波结构
2.5.2 多传输线与电子注互作用：“热”慢波结构
2.6 周期性慢波结构与转移矩阵法
2.7 与电子注同步的多个简并模
2.7.1 多模简并条件
2.7.2 简并带边
2.7.3 超同步
2.7.4 周期性多传输线与电子注互作用的复色散特性
2.8 与多模相关的高增益
2.9 多模同步振荡器中的电子注低启动电流
2.10 波导内双异耦合传输线构成的慢波结构
2.10.1 双异耦合的传输线对慢波结构的色散工程
2.10.2 基于蝶形结构的返波振荡器设计
2.11 三本征模超同步：放大器中的应用
2.12 总结
参考文献
第3章 拉格朗日函数中的广义皮尔斯模型
3.1 引言
3.2 主要结果
3.2.1 拉格朗日框架下的标准皮尔斯模型
3.2.2 多传输线
3.2.3 放大机理与负势能
3.2.4 电子注不稳定性和简并电子注拉格朗日方法
3.2.5 对放大机制存在的完整描述
3.2.6 能量守恒和通量
3.2.7 负势能和一般增益介质
3.3 皮尔斯模型
3.4 皮尔斯模型的拉格朗日形式
3.4.1 拉格朗日公式
3.4.2 多传输线模型的推广
3.5 多传输线系统的哈密顿结构
3.5.1 二次拉格朗日密度的哈密顿形式
3.5.2 多传输线系统
3.6 作为放大源的电子注：不稳定性的作用
3.6.1 空间电荷波动力学：本征模和稳定性问题
3.7 均匀情况下的放大
3.7.1 当60和を一时放大因子的渐近行为
3.8 能量守恒与传输”
3.8.1 子系统之间的能量交换
3.9 重新审视皮尔斯模型
3.10 数学主题
3.10.1 基于诺特定理的能量守恒
3.10.2 子系统之间的能量交换
3.11 总结
参考文献
第4章 慢波结构设计中的色散工程学
4.1 引言
4.2 基于超构材料互补开口谐振环的慢波结构
4.2.1 加载互补开口谐振环板的超构材料波导的设计
4.2.2 加载互补开口谐振环板的超构材料波导的制造与冷测
4.3 基于宽边耦合开口谐振环的超构材料慢波结构
4.3.1 加载宽边耦合开口谐振环的超构材料波导的设计
4.3.2 加载宽边耦合开口谐振环的超构材料波导的制造与冷测
4.4 具有简并带边的加载虹膜环的波导慢波结构
4.4.1 加载虹膜的简并带边慢波结构的设计
4.4.2 加载虹膜的简并带边慢波结构的制造与冷测
4.5 基于二维周期性表面晶格的慢波结构
4.5.1 二维周期性表面晶格慢波结构的设计
4.5.2 二维周期性表面晶格慢波结构的制造与冷测
4.6 用于高功率行波管放大器的弯曲环杆慢波结构
4.6.1 弯曲环杆慢波结构的设计
4.6.2 弯曲环杆慢波结构的制造与冷测
4.7 具有空腔凹槽和金属环嵌人的波纹圆柱慢波结构
4.7.1 具有空腔凹槽和金属环嵌人的波纹圆柱慢波结构的设计
4.7.2 具有空腔凹槽和金属环嵌人的均匀波纹圆柱慢波结构的制造与冷测
4.7.3 具有空腔凹槽和金属环嵌人的非均匀波纹圆柱慢波结构的设计、制造与冷测
4.8 总结
参考文献
第5章 麦克斯韦方程组的微扰分析
5.1 引言
5.2 悬浮互作用结构中的增益
5.2.1 各向异性等效特性和色散关系
5.2.2 色散问题的类皮尔斯解法
5.3 互作用结构的增益
5.3.1 模型描述
5.3.2 波导中的物理与麦克斯韦方程组
5.3.3 主阶色散行为的扰动级数
5.3.4 包含电子注的波纹慢波结构混合空间电荷模式增益的主阶理论
5.3.4.1 电子注中的混合模式
5.3,4.2 阻抗条件
5.3.4.3 冷结构
5.3.4.4 皮尔斯定理
5.4 有限长度行波管内部的电动力学：传输线模型
5.4.1 传输线近似解
5.4.2 结果讨论
5.5 波纹振荡器
5.5.1 振荡器的几何结构
5.5.2 振荡器中麦克斯韦方程组的解
5.5.3 扰动展开
5.5.4 主阶理论：渐近展开的亚波长极限
5.5.5 w的色散关系
5.6 总结
参考文献
第6章 传统周期结构与超构材料慢波结构特性的相似性
6.1 引言
6.2 动机
6.3 诊断
6.3.1 低阶波的负色散现象
6.3.2 均匀周期系统中波色散随波纹深度的演化
6.3.2.1 正弦曲线轮廓的圆柱形慢波结构
6.3.2.2 矩形波纹慢波结构
6.4 从理想导电亚波长波纹分析超表面
6.4.1 方法
6.4.2 模型描述
6.4.2.1 波导物理和麦克斯韦方程组
6.4.2.2 二次渐近展开
6.4.2.3 主阶理论：渐近展开的亚波长极限
6.4.2.4 时谐波场的非局部表面阻抗公式
6.4.2.5 圆柱形波导中混合模式的有效表面阻抗
6.4.3 超构材料和波纹作为微谐振器
6.4.4 利用波纹深度控制负色散和功率流
6.5 总结
参考文献
第7章 设计用于高功率微波器件的超构材料结构的群论方法
7.1 群论背景
7.1.1 对称元素
7.1.2 对称点群
7.1.3 字符表
7.2 基于群论的超构材料分析
7.2.1 用群论分析开口谐振环的行为
7.2.1.1 群论原理
7.2.1.2 开口谐振环中的基电流
7.3 用群论求解逆问题
7.4 设计理想的超构材料
7.5 使用群论提出的新结构
7.6 各向同性负折射率材料的设计
7.7使用超构材料和群论设计多注-波返波振荡器7.7.1 简介和动机
7.7.2 超构材料设计
7.7.3 电子注与超构材料波导互作用理论
7.7.4 PIC模拟中的热测
7.8 PIC模拟
7.9 效率
7.10 总结
参考文献
第8章 超构材料结构中电磁场演化的时域行为
8.1 引言
8.2 实验观测
8.2.1 带阻滤波器系统
8.2.2 带通滤波器系统
8.3 数值模拟
8.3.1 带阻系统
8.3.2 带通滤波器系统
8.3.3 实验模型比较
8.4 线性电路模型的尝试
参考文献
第9章 超构材料在高功率微波环境中的生存能力
9.1 引言
9.2 开口谐振环损耗
9.3 互补开口谐振环损耗
9.4 人工材料损耗
9.5 混乱/无序
9.6 总结
参考文献
第10章 注-波与超构材料慢波结构互作用的实验热测
10.1 麻省理工学院第一阶段实验
10.1.1 超构材料结构
10.1.2 实验结果
10.1.3 第一阶段实验总结
10.2 麻省理工学院第二阶段实验
10.3 具有反向对称性的超构材料结构
10.4 高功率产生的实验结果
10.5 热测中的频率测量
10.6 转向线圈控制
10.7 新愚西哥大学和加州大学尔湾分校合作研究的高功率超构材料切连科夫振荡器
10.8 总结
参考文献
第11章 结论与未来方向
参考文献
索引
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