Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Christophe Caloz

出品人:

页数:376

译者:

出版时间:2005-11-25

价格:$105.00

装帧:HRD

isbn号码:9780471669852

丛书系列:

图书标签:

microwave
metamaterials
lefthand
电路
物理
材料学
材料
微波
Electromagnetic Metamaterials
Transmission Line Theory
Microwave Engineering
Metamaterials
Electromagnetics
Microwave Applications
Antennas
RF Circuits
Material Science
Photonics

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具体描述

Electromagnetic metamaterials-from fundamental physics to advanced engineering applications This book presents an original generalized transmission line approach associated with non-resonant structures that exhibit larger bandwidths, lower loss, and higher design flexibility. It is based on the novel concept of composite right/left-handed (CRLH) transmission line metamaterials (MMs), which has led to the development of novel guided-wave, radiated-wave, and refracted-wave devices and structures. The authors introduced this powerful new concept and are therefore able to offer readers deep insight into the fundamental physics needed to fully grasp the technology. Moreover, they provide a host of practical engineering applications. The book begins with an introductory chapter that places resonant type and transmission line metamaterials in historical perspective. The next six chapters give readers a solid foundation in the fundamentals and practical applications: Fundamentals of LH MMs describes the fundamental physics and exotic properties of left-handed metamaterials TL Theory of MMs establishes the foundations of CRLH structures in three progressive steps: ideal transmission line, LC network, and real distributed structure Two-Dimensional MMs develops both a transmission matrix method and a transmission line method to address the problem of finite-size 2D metamaterials excited by arbitrary sources Guided-Wave Applications and Radiated-Wave Applications present a number of groundbreaking applications developed by the authors The Future of MMs sets forth an expert view on future challenges and prospects This engineering approach to metamaterials paves the way for a new generation of microwave and photonic devices and structures. It is recommended for electrical engineers, as well as physicists and optical engineers, with an interest in practical negative refractive index structures and materials.

《电磁材料：传输线理论与微波应用》一书，旨在深入探讨一类革新性的物质材料——电磁超材料，并重点阐述其在微波工程领域的实际应用。本书的独特之处在于，它将电磁超材料的微观结构特性与其宏观电磁响应紧密结合，尤其关注运用传输线理论这一经典而强大的工具来理解和设计这些新型材料。本书开篇，我们将从电磁波与物质相互作用的基本原理出发，循序渐进地引入电磁超材料的概念。不同于自然材料，电磁超材料是通过精心设计的亚波长单元结构（如金属环、偶极子等）周期性排列而成，从而能够展现出自然界罕见的负电导率、负磁导率等奇异的电磁参数。我们将详细解析这些单元结构的设计原则，以及它们如何影响材料的等效介电常数和磁导率。核心章节将聚焦于传输线理论在电磁超材料研究中的应用。传输线理论为我们提供了一个强大的框架来理解和描述电磁波在周期性结构中的传播特性。本书将深入分析如何将电磁超材料等效为具有特定传输线参数（如特性阻抗、传播常数）的均匀媒质。我们将详细推导并阐述，如何通过分析超材料单元的几何形状、尺寸以及材料特性，来精确计算其等效的传输线参数。这不仅为理解超材料的电磁行为提供了直观的物理图像，更为后续的器件设计奠定了坚实的基础。本书内容将覆盖多种典型的电磁超材料结构，包括但不限于基于金属环共振器（SRR）、分裂环共振器（SRR）、螺旋线等构成的左手材料、负折射材料等。我们将结合传输线模型，对这些结构在不同频率下的电磁响应进行详细的理论分析，包括反射系数、透射系数、相移等关键参数的计算。在微波应用方面，本书将深入探讨电磁超材料如何革新传统的微波器件和系统。我们将详细介绍超材料在以下几个方面的应用：超材料天线：通过设计具有特定传输线特性的超材料结构，可以实现超薄、超宽带、高增益、定向性强的天线，有效克服传统天线的尺寸和性能限制。我们将讨论如何利用超材料的奇异电磁参数来调控天线的辐射效率、方向图和阻抗匹配。超材料滤波器：利用超材料的负折射特性或其特殊的阻抗匹配能力，可以设计出具有高选择性、低损耗、紧凑尺寸的微波滤波器。本书将分析超材料滤波器的工作原理，以及如何通过调整超材料的结构来实现所需的滤波特性。超材料隐身斗篷：这是电磁超材料最令人瞩目的应用之一。本书将阐述基于传输线理论的隐身斗篷设计原理，如何通过弯曲和引导电磁波，使得物体周围的电磁场如同绕过了一个空腔，从而实现对雷达探测的“隐身”。我们将讨论不同类型的隐身斗篷设计，以及其实现的关键技术挑战。超材料电磁透镜：利用负折射和亚波长聚焦的能力，超材料可以构建出突破衍射极限的电磁透镜，实现超分辨成像。本书将详细分析超材料透镜的成像机理，以及其在微波成像领域的潜在应用。超材料吸波体：通过设计能够有效吸收特定频率电磁波的超材料结构，可以实现高效的吸波材料，广泛应用于电磁兼容（EMC）、雷达吸波涂层等领域。我们将分析超材料吸波体的吸收机理，以及如何通过优化结构参数来提高吸收效率和频带宽度。超材料功率合成器和功率分配器：超材料的特殊传输线特性使其在设计高效的功率合成器和分配器方面具有独特优势，可以减小器件尺寸并提高功率传输效率。本书在理论推导过程中，将力求严谨和清晰，并辅以大量的数值模拟结果和实验验证数据，以增强理论的可靠性和指导性。同时，我们还将探讨超材料在实际微波系统集成时所面临的挑战，例如加工精度、损耗问题、宽带化设计以及与其他器件的匹配等，并提出相应的解决方案。本书的目标读者包括从事微波工程、电子工程、材料科学、物理学等领域的研究人员、工程师以及相关专业的研究生。通过阅读本书，读者将能够深刻理解电磁超材料的工作原理，掌握运用传输线理论设计和分析新型电磁器件的方法，并为开发更先进的微波和射频技术提供理论指导和实践参考。本书强调理论与实践的结合，旨在为超材料在微波领域的广泛应用提供坚实的理论基础和清晰的技术路径。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，初看之下可能略显晦涩，因为它采用了非常精确和专业的术语，这对于初学者来说是一个不小的挑战。然而，一旦适应了这种高密度的表达方式，就会发现其中蕴含着巨大的信息密度和极高的效率。作者行文简洁有力，避免了冗余的描述和不必要的文学修饰，每一个句子似乎都承载着清晰的物理信息。比如，在描述复合超材料单元结构时，作者能用短短几句话概括出复杂的几何参数对整体电磁响应的影响趋势，这种凝练的表达方式，极大地节省了我的阅读时间，让我能更快地抓住核心要点。当然，这意味着读者需要有一定的电磁学基础作为支撑，它更像是一本为已经入门的专业人士准备的“进阶手册”，旨在将知识体系推向更精细、更深入的层次，而非作为入门的敲门砖。

评分☆☆☆☆☆

我留意到这本书在引文和参考文献部分也做得极为出色，可以看出作者进行了非常广泛和深入的文献调研。它不仅仅是引用了该领域内的经典文献，更重要的是，它似乎在不同研究流派之间建立了一种对话关系，清晰地指出了当前研究的瓶颈和未来的发展方向。在讨论到某些前沿概念时，作者总是能给出清晰的历史脉络，说明某项技术是如何从一个设想发展到目前的工程实现阶段的。这种对研究历史的尊重和对未来趋势的敏锐洞察力，使得整本书的学术价值得到了极大的提升。它不仅仅是知识的陈述，更像是一张指引未来研究方向的地图，对于希望在这个领域进行创新性工作的读者来说，这种前瞻性的引导是无价的，它让我对这个领域未来的潜力充满了期待和敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用价值和前瞻性结合得非常巧妙。它并没有将自己局限在纯粹的理论推导上，而是紧密结合了当前的微波工程应用，比如新型天线设计、电磁隐身技术以及高频滤波器优化等实际案例。作者在每一个关键概念之后，都会附带一个或多个“应用洞察”的小节，这些部分往往是点睛之笔，它们将抽象的数学模型迅速落地为可操作的工程思路。我特别欣赏它对仿真和实验验证的重视，书中穿插的案例分析，清晰地展示了理论预测与实际测量之间的关系和差异，这对于在真实世界中解决工程问题至关重要。这种亦学亦用的平衡感，使得这本书既能满足深层次研究的需求，也能为一线工程师提供直接的工具和参考，避免了理论书籍常见的“空中楼阁”感，真正做到了理论指导实践。

评分☆☆☆☆☆

初读这本书时，我最大的感受是它在理论框架构建上的宏大叙事能力。作者似乎并不满足于仅仅罗列知识点，而是致力于构建一个完整的、自洽的电磁超材料理论体系。从最基础的麦克斯韦方程组的修正，到如何通过结构设计实现对电磁波的奇异调控，其逻辑链条衔接得天衣无缝，如同一部结构精密的交响乐。尤其是关于负折射率和超分辨成像的章节，作者没有采用常见的碎片化介绍方式，而是深入探讨了其背后的物理本质和潜在的工程限制，这种“知其然，更知其所以然”的阐述方式，极大地提升了读者的认知层次。对于我这种希望触类旁通的读者来说，这本书提供了一个极佳的思维模型，帮助我理解如何在不同尺度和维度上进行电磁波的操控。它鼓励读者去思考“为什么”而不是简单地记住“是什么”，这种启发性是我在其他同类书籍中较少见到的，可以说，它真正做到了引领思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计和装帧质量简直是一流的，拿在手里沉甸甸的，很有分量感，那种哑光的质感和精美的插图排版，瞬间就能让人感受到这是一部用心打造的专业著作。光是翻阅目录就能感受到作者在内容深度上的追求，那种对知识的敬畏感和严谨的态度，让我这个非专业人士都为之折服。我特别喜欢它对理论推导的详尽阐述，很多复杂的数学公式都被清晰地分解和解释，而不是简单地堆砌在那里，这对于理解背后的物理机制至关重要。比如，关于阻抗匹配那一章节，作者用极其细腻的笔触描绘了不同情境下的优化策略，配图精准到位，仿佛能带着读者一步步走进微波电路设计的核心。整体来看，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一件艺术品，它在视觉和触觉上都提供了极佳的阅读体验，让人愿意花时间沉浸其中，细细品味每一个章节的精妙之处。我甚至会时不时地拿出它来翻阅，仅仅是欣赏那种严谨的学术美感和高质量的印刷工艺，都觉得是一种享受。

评分☆☆☆☆☆

新瓶装旧酒，经典内容冠以现代概念。

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