內容大鋼
本書是一部探索高功率微波源和超構材料領域最新研究路線的學術專著，是繼已大獲成功的《高功率微波》（High Power Microwave Sources and Technologies）后，展示超構材料如何影響高功率微波源領域以及最新研究所揭示的新方向的又一部力作。本書由該領域的傑出研究團隊撰寫，他們探索了一種考慮微波與材料介質相互作用的新範式。
本書提供了多個研究機構關於慢波結構設計的理論概念和實驗研究的成果，還討論了這些研究成果中所展示的自20世紀四五十年代以來使用的傳統周期結構如何具有雙負（負介電常數和負磁導率）的超構材料結構的屬性。
本書內容還包括：
1.對高功率微波振蕩器和放大器，以及如何將超構材料作為慢波結構和其他組件引入的全面介紹。
2.對慢波結構設計中色散工程學的理論概念，包括多傳輸線模型和粒子模擬模型的深入探索。
3.對慢波結構採用色散工程學設計中的實驗測量問題的實操性討論。
4.對無源和有源組件以及電磁場隨時間演化的深入研究。
本書是核與等離子科學、微波與天線領域的研究生及研究人員的理想參考書。
作者介紹
編者:(美)約翰·W.盧金斯蘭德//賈森·A.馬歇爾//阿爾傑·納克曼//埃德爾·沙米洛格魯|責編:賀峰濤|譯者:劉美琴//李勇//江偉華
目錄
第1章 導言與概述
1.1 引言
1.2 電磁材料
1.3 等效介質理論
1.4 等效材料歷史
1.4.1 人工電介質
1.4.2 人工磁性介質
1.5 雙負介質
1.5.1 雙負介質的實現
1.6 返波傳輸
1.7 色散
1.8 參數提取
1.9 損耗
1.10 總結
參考文獻
第2章 慢波結構與電子注互作用及多模同步的多傳輸線模型
2.1 引言
2.2 傳輸線概述
2.2.1 多傳輸線模型
2.3 用等效傳輸線模型模擬波導傳播
2.3.1 均勻波導中的傳播
2.3.2 周期性波導中的傳播
2.3.3 弗洛凱定理
2.4 皮爾斯理論和傳輸線模型的重要性
2.5 多模慢波結構的廣義皮爾斯模型
2.5.1 無電子注的多傳輸線模型：「冷」慢波結構
2.5.2 多傳輸線與電子注互作用：「熱」慢波結構
2.6 周期性慢波結構與轉移矩陣法
2.7 與電子注同步的多個簡並模
2.7.1 多模簡並條件
2.7.2 簡並帶邊
2.7.3 超同步
2.7.4 周期性多傳輸線與電子注互作用的複色散特性
2.8 與多模相關的高增益
2.9 多模同步振蕩器中的電子注低啟動電流
2.10 波導內雙異耦合傳輸線構成的慢波結構
2.10.1 雙異耦合的傳輸線對慢波結構的色散工程
2.10.2 基於蝶形結構的返波振蕩器設計
2.11 三本征模超同步：放大器中的應用
2.12 總結
參考文獻
第3章 拉格朗日函數中的廣義皮爾斯模型
3.1 引言
3.2 主要結果
3.2.1 拉格朗日框架下的標準皮爾斯模型
3.2.2 多傳輸線
3.2.3 放大機理與負勢能
3.2.4 電子注不穩定性和簡並電子注拉格朗日方法
3.2.5 對放大機制存在的完整描述
3.2.6 能量守恆和通量
3.2.7 負勢能和一般增益介質
3.3 皮爾斯模型
3.4 皮爾斯模型的拉格朗日形式
3.4.1 拉格朗日公式
3.4.2 多傳輸線模型的推廣
3.5 多傳輸線系統的哈密頓結構
3.5.1 二次拉格朗日密度的哈密頓形式
3.5.2 多傳輸線系統
3.6 作為放大源的電子注：不穩定性的作用
3.6.1 空間電荷波動力學：本征模和穩定性問題
3.7 均勻情況下的放大
3.7.1 當60和を一時放大因子的漸近行為
3.8 能量守恆與傳輸」
3.8.1 子系統之間的能量交換
3.9 重新審視皮爾斯模型
3.10 數學主題
3.10.1 基於諾特定理的能量守恆
3.10.2 子系統之間的能量交換
3.11 總結
參考文獻
第4章 慢波結構設計中的色散工程學
4.1 引言
4.2 基於超構材料互補開口諧振環的慢波結構
4.2.1 載入互補開口諧振環板的超構材料波導的設計
4.2.2 載入互補開口諧振環板的超構材料波導的製造與冷測
4.3 基於寬邊耦合開口諧振環的超構材料慢波結構
4.3.1 載入寬邊耦合開口諧振環的超構材料波導的設計
4.3.2 載入寬邊耦合開口諧振環的超構材料波導的製造與冷測
4.4 具有簡並帶邊的載入虹膜環的波導慢波結構
4.4.1 載入虹膜的簡並帶邊慢波結構的設計
4.4.2 載入虹膜的簡並帶邊慢波結構的製造與冷測
4.5 基於二維周期性表面晶格的慢波結構
4.5.1 二維周期性表面晶格慢波結構的設計
4.5.2 二維周期性表面晶格慢波結構的製造與冷測
4.6 用於高功率行波管放大器的彎曲環桿慢波結構
4.6.1 彎曲環桿慢波結構的設計
4.6.2 彎曲環桿慢波結構的製造與冷測
4.7 具有空腔凹槽和金屬環嵌人的波紋圓柱慢波結構
4.7.1 具有空腔凹槽和金屬環嵌人的波紋圓柱慢波結構的設計
4.7.2 具有空腔凹槽和金屬環嵌人的均勻波紋圓柱慢波結構的製造與冷測
4.7.3 具有空腔凹槽和金屬環嵌人的非均勻波紋圓柱慢波結構的設計、製造與冷測
4.8 總結
參考文獻
第5章 麥克斯韋方程組的微擾分析
5.1 引言
5.2 懸浮互作用結構中的增益
5.2.1 各向異性等效特性和色散關係
5.2.2 色散問題的類皮爾斯解法
5.3 互作用結構的增益
5.3.1 模型描述
5.3.2 波導中的物理與麥克斯韋方程組
5.3.3 主階色散行為的擾動級數
5.3.4 包含電子注的波紋慢波結構混合空間電荷模式增益的主階理論
5.3.4.1 電子注中的混合模式
5.3,4.2 阻抗條件
5.3.4.3 冷結構
5.3.4.4 皮爾斯定理
5.4 有限長度行波管內部的電動力學：傳輸線模型
5.4.1 傳輸線近似解
5.4.2 結果討論
5.5 波紋振蕩器
5.5.1 振蕩器的幾何結構
5.5.2 振蕩器中麥克斯韋方程組的解
5.5.3 擾動展開
5.5.4 主階理論：漸近展開的亞波長極限
5.5.5 w的色散關係
5.6 總結
參考文獻
第6章 傳統周期結構與超構材料慢波結構特性的相似性
6.1 引言
6.2 動機
6.3 診斷
6.3.1 低階波的負色散現象
6.3.2 均勻周期系統中波色散隨波紋深度的演化
6.3.2.1 正弦曲線輪廓的圓柱形慢波結構
6.3.2.2 矩形波紋慢波結構
6.4 從理想導電亞波長波紋分析超表面
6.4.1 方法
6.4.2 模型描述
6.4.2.1 波導物理和麥克斯韋方程組
6.4.2.2 二次漸近展開
6.4.2.3 主階理論：漸近展開的亞波長極限
6.4.2.4 時諧波場的非局部表面阻抗公式
6.4.2.5 圓柱形波導中混合模式的有效表面阻抗
6.4.3 超構材料和波紋作為微諧振器
6.4.4 利用波紋深度控制負色散和功率流
6.5 總結
參考文獻
第7章 設計用於高功率微波器件的超構材料結構的群論方法
7.1 群論背景
7.1.1 對稱元素
7.1.2 對稱點群
7.1.3 字元表
7.2 基於群論的超構材料分析
7.2.1 用群論分析開口諧振環的行為
7.2.1.1 群論原理
7.2.1.2 開口諧振環中的基電流
7.3 用群論求解逆問題
7.4 設計理想的超構材料
7.5 使用群論提出的新結構
7.6 各向同性負折射率材料的設計
7.7使用超構材料和群論設計多注-波返波振蕩器7.7.1 簡介和動機
7.7.2 超構材料設計
7.7.3 電子注與超構材料波導互作用理論
7.7.4 PIC模擬中的熱測
7.8 PIC模擬
7.9 效率
7.10 總結
參考文獻
第8章 超構材料結構中電磁場演化的時域行為
8.1 引言
8.2 實驗觀測
8.2.1 帶阻濾波器系統
8.2.2 帶通濾波器系統
8.3 數值模擬
8.3.1 帶阻系統
8.3.2 帶通濾波器系統
8.3.3 實驗模型比較
8.4 線性電路模型的嘗試
參考文獻
第9章 超構材料在高功率微波環境中的生存能力
9.1 引言
9.2 開口諧振環損耗
9.3 互補開口諧振環損耗
9.4 人工材料損耗
9.5 混亂/無序
9.6 總結
參考文獻
第10章 注-波與超構材料慢波結構互作用的實驗熱測
10.1 麻省理工學院第一階段實驗
10.1.1 超構材料結構
10.1.2 實驗結果
10.1.3 第一階段實驗總結
10.2 麻省理工學院第二階段實驗
10.3 具有反向對稱性的超構材料結構
10.4 高功率產生的實驗結果
10.5 熱測中的頻率測量
10.6 轉向線圈控制
10.7 新愚西哥大學和加州大學爾灣分校合作研究的高功率超構材料切連科夫振蕩器
10.8 總結
參考文獻
第11章 結論與未來方向
參考文獻
索引<
[