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[图书] 《微波铁氧体器件HFSS设计原理(上册+下册)》- 正版书

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楼主
发表于 2023-6-18 11:37:59 | 字数: 6,135 | 倒序浏览
《微波铁氧体器件HFSS设计原理(上册+下册)》


一、内容简介:

本书将全新的穿越方程和高频电磁场结构仿真软件(HFSS)相结合,对各类微波铁氧体器件进行了仿真设计。列举了各种结构的环行器、隔离器的设计范例,探索了获得高性能、高稳定性和高可靠性的设计途径,对其非互易性应用穿越方程进行了深入探讨;对各类变场器件如移相器、开关进行了仿真设计,应用穿越方程对其非互易相移、开关相移(或差相移)和磁化相移进行计算,提供了有效设计数据;对幅/相可控类器件如变极化器和全极化器介绍了多种实施方案,给出了仿真设计结果,理论上对法拉第旋转和变极化机制进行了探讨,用穿越方程计算了双模器件的变极化系数。在设计层面上具有一定的创新性;从旋磁理论层面上,给出了各类器件各种形式的三维电磁场穿越方程,弥补了经典旋磁器件理论中超越方程的局限性。


二、课程目录:

【上册】
前言
第一篇基本理论
第1章旋磁性3
1.1磁矩进动方程3
1.1.1张量磁导率4
1.1.2任意磁化方向的张量磁导率5
1.2阻尼进动5
1.3铁磁共振频率7
1.4形状各向异性对张量磁导率的影响9
1.5张量磁导率的归一化表示式9
1.5.1张量磁导率μ、κ的磁谱曲线10
1.5.2有效磁导率μe、比磁导率κ/μ的磁谱曲线11
1.5.3有效磁导率μe的高场磁谱曲线和低场磁谱曲线12
1.5.4κ/μ的高、低场磁谱曲线12
1.5.5正负圆极化磁导率μ±磁谱曲线13
1.5.6薄片μx、μy磁谱曲线13
1.6本征态磁导率14
1.7去磁态磁导率16
1.7.1反平行畴理论16
1.7.2去磁态磁导率的统计理论18
1.7.3自然共振损耗20
1.8部分磁化状态与零场损耗21
1.9非线性效应25
1.9.1自旋波25
1.9.2一致进动的散射机制27
1.9.3第一类非线性效应27
1.9.4第二类非线性效应——倍频、混频、三阶互调31
1.10微波铁氧体材料选用35
1.10.1石榴石材料36
1.10.2尖晶石材料39
1.10.3材料应用的综合知识41
1.11微波铁氧体材料参数测试42
1.11.1γ、4πMs和ΔH的测试42
1.11.2高场有效线宽ΔHe的测试49
1.11.3低场有效线宽ΔHeff测试55
1.11.4本征线宽ΔH0测试57
1.11.5铁磁共振线宽ΔH的常规测试58
1.11.6毫米波段铁磁共振线宽ΔH测试63
1.11.7自旋波线宽ΔHK的测试66
1.11.8介电常数的测定69
1.11.9铁氧体和吸收材料参数测试72
第2章电磁波在旋磁介质中传播76
2.1电磁波在无限旋磁介质中传播76
2.1.1法拉第旋转效应76
2.1.2双折射效应77
2.2电磁波在充有铁氧体波导中的传播78
2.2.1微扰理论78
2.2.2穿越方程81
2.2.3互易性和非互易性82
2.2.4本节小结101
2.3电磁波在双模铁氧体波导中传播104
2.3.1铁氧体双模波导中的基本效应104
2.3.2双模波导中的耦合模和本征模传播105
2.3.3简并耦合波方程解及极化传输矩阵108
2.3.4非简并耦合波方程解及极化传输矩阵112
2.3.5广义微扰理论119
2.3.6双模铁氧体波导非互易相移123
2.3.7双模互易移相器原理124
2.3.8旋转场移相器128
2.3.9圆极化移相器131
2.3.10移相器小结132
2.4电磁波在非互易结中的传播133
2.4.1Y形环行器的非互易性方程133
2.4.2对称结Y形环行器的散射矩阵理论138
2.4.3S波段带线Y形环行器的场积分分析140
2.4.4X波段四端波导差相移环行器的场积分分析142
2.5传播理论公式总结143
第二篇微波铁氧体恒场器件
第3章Y形结环行器的非互易网络理论147
3.1散射矩阵与阻抗矩阵147
3.1.1阻抗矩阵与导纳矩阵147
3.1.2本征值问题148
3.1.3Y形对称结的Z矩阵和Y矩阵的对角化矩阵Zn和Yn148
3.1.4对称三端结环行器的本征值149
3.2非互易结的耦合电路方程151
3.2.1非互易结的本征值152
3.2.24种非互易电路的本征值153
3.2.3非互易结的环行条件154
3.2.4集总元件环行器的结构设计及其输入阻抗159
3.3窄带集总参数环行器的设计159
3.3.1360~390MHz窄带环行器160
3.3.2600~660MHz窄带环行器160
3.3.3900~990MHz窄带环行器162
3.4宽带集总参数环行器的设计163
3.5集总参数环行器的编网结构164
3.5.1265~295MHz集总参数环行器165
3.5.262.5~66.5MHz集总参数环行器166
3.5.3420~620MHz集总参数环行器170
3.5.4宽带匹配过程172
3.6结电抗集总参数环行器172
3.6.1(L0//C0)型环行器174
3.6.2(L0//C0?Cj)结电容型环行器176
3.6.3(L0//C0?Xs)型环行器177
3.6.4(L0//C0?Xs//Cj)型环行器177
3.6.5集总参数环行器结构180
3.7集总参数环行器小结181
第4章波导Y形结环行器183
4.1三毫米环行器的设计183
4.1.1Y形结毫米波环行器概要183
4.1.2环行器的相对带宽2δ和QL183
4.1.3三毫米Y形结环行器的设计187
4.1.4耐功率问题187
4.2宽带波导Y形环行器189
4.2.1Ku波段波导宽带Y形环行器189
4.2.2X波段波导宽带Y形环行器189
4.2.3Ka波段波导宽带Y形环行器191
4.3开关环行器192
4.3.1X波段单层结开关环行器192
4.3.2X波段双层结开关环行器194
4.3.3S波段多层结开关环行器197
4.4915MHz大功率Y形波导结环行器200
4.5高性能Y形波导结环行器202
4.5.1C波段Y形波导结环行器202
4.5.2X波段Y形波导结环行器205
4.6多层结构Y形波导结环行器206
4.6.1C波段3层结构Y形波导环行器206
4.6.2S波段双层结构Y形波导环行器208
4.7E面波导结Y形环行器211
4.8脊梁波导Y形环行器212
第5章带线环行器和微带环行器215
5.1低场带线环行器215
5.1.1X波段双Y结微型环行器结构215
5.1.2Y形S波段带线小型化环行器216
5.1.3低场带线环行器的二次谐波抑制219
5.2宽带带线环行器220
5.3倍频程带线环行器223
5.3.1S波段倍频程带线环行器224
5.3.2L波段倍频程带线环行器225
5.3.3X-Ku波段倍频程带线环行器229
5.3.4L-S波段倍频程带线环行器229
5.3.5倍频程带线环行器小型化设计232
5.3.6S-C波段倍频程带线环形器的小型化设计236
5.4超宽带环行器设计237
5.4.1PLS超宽带环行器238
5.4.2SC超宽带环行器241
5.4.3CXKu超宽带环行器243
5.4.48~18GHz超宽带小型化环行器244
5.5高场带线环行器247
5.5.1S波段小型化环行器247
5.5.2L、P波段小型化环行器249
5.5.3米波波段小型化带线环行器252
5.5.4米波段宽带带线环行器254
5.5.5高场宽带带线环行器257
5.5.6225~450MHz高场倍频程环行器262
5.5.7高场带线环行器的二次谐波抑制265
5.5.8高场双结带线环形器266
5.6高场环行器的温度稳定性267
5.7扁平结构的环行器269
5.7.1P-L波段扁平结构的环行器269
5.7.2L-S波段扁平结构环行器271
5.8环行器中的三阶互调272
5.8.1900MHz带线环行器273
5.8.21800MHz带线环行器274
5.8.33G带线环行器276
5.8.4环行器三阶互调的测量277
5.9集成块结构共振隔离器278
5.10微带环行器/隔离器280
5.10.112~21GHz宽频带微带环行器280
5.10.2Ku、K、Ka波段宽带微带环行器281
5.10.3微带隔离器288
5.10.4宽带微带隔离器288
5.11低温带线环行器289
5.12边导模隔离器291
5.12.1浮位式边导模隔离器292
5.12.2零位式边导模隔离器292
5.12.3边导模隔离器中场分布293
5.12.4SCX边导模隔离器295
5.12.5LS边导模隔离器297
5.12.6五频程边导模隔离器299
第6章高功率环行器306
6.1高功率四端波导差相移环行器306
6.1.1差相移环行器的基本原理307
6.1.2L波导差相移环行器307
6.1.3L波段高功率四端波导差相移环行器312
6.1.4L波段高功率环行器耐功率估算314
6.1.5X波段四端波导差相移环行器316
6.2四端波导变极化环行器319
6.2.1非互易圆极化器(TNCP)319
6.2.2互易圆极化器322
6.2.3正交模耦合器324
6.2.4变极化环行器的结构仿真324
6.3两端口双模环行器(2P2M型环行器)326
6.4双层结构大功率Y形波导结环行器328
6.5高功率带线环行器331
6.6低频、大功率、宽频带、小损耗、高温度稳定性Y形带线环行器综合设计334
6.6.1低频小损耗环行器机理334
6.6.2功耗和散热结构339
6.6.3温度稳定性与温度补偿原理340
6.7脉冲大功率环行器设计与探讨342
6.7.1概论342
6.7.2Y形结脉冲大功率波导环行器344
6.7.3差相移型脉冲大功率波导环行器346
6.7.4分析和讨论347
第7章Y形结环行器的小型化设计348
7.1毫米波Y形结波导环行器348
7.1.1W波段Y形结环行器348
7.1.2Ka波段Y形结环行器350
7.2K波段带线环行器小型化设计351
7.3Ku和X波段微带环行器353
7.3.1Ku波段微带环行器353
7.3.2X波段微带环行器354
7.4C波段和S波段带线环行器355
7.4.1C波段低场带线环行器355
7.4.2S波段高场带线环行器356
7.5L波段小型化带线环行器设计357
7.5.1L波段高端频率的设计357
7.5.2L波段低端频率的设计358
7.6集总参数环行器359
7.6.1P波段集总参数环行器359
7.6.2UHF集总参数环行器361
7.7P波段小型化带线环行器362
7.8小型化环行器设计综合分析363
总结365
参考文献369

【下册】
前言
第三篇 微波铁氧体变场器件
第8章 双模多极化非互易移相器
8.1 双模非互易移相器的结构和工作原理
8.2 管状铁氧体非互易移相器
8.3 移相器的差相移△θ磁化相移θδ和非互易相移|dθ|
8.4 开关能量、开关时间的估值
8.5 移相器散热结构和温度分布
第9章 双模旋转场移相器
9.1 概述
9.2 耦合模传输理论
9.3 简正模传输理论
9.4 网络分析方法
9.5 四磁极半波片的仿真设计与计算
9.6 介质片圆极化器
9.7 铁氧体旋转场移相器
9.8 铁氧体/介质复合结构旋转半波片
9.9 高功率旋转半波片
9.10 铁氧体旋转半波片的综合分析
第10章 双模互易移相器
10.1 双模互易移相器的基本原理
10.2 法拉第旋转段仿真设计与分析
10.2.1 简正模分析法
10.2.2 耦合模分析法
10.2.3 差相移段的频率特性
10.3 铁氧体圆极化器
10.4 双模互易移相器的仿真设计
10.4.1 静磁仿真模型
10.4.2 HFSS仿真结果
10.5 外磁路结构对移相器性能的影响
10.6 双模互易移相器磁化相移δθ±和反磁化相移△θ±
第11章 圆极化移相器
11.1 概述
11.2 圆极化移相器的设计原理与分析
11.2.1 方波导圆极化移相器
11.2.2 圆波导圆极化移相器
11.3 Ka波段圆波导圆极化移相器的设计
11.3.1 CP型(圆柱一圆管)结构圆极化移相器
11.3.2 CY型结构圆极化移相器
11.4 C波段CY型结构圆极化移相器分析
11.4.1 基本分析方法
11.4.2 C波段圆极化移相器设计与仿真
第12章 闭锁式非互易移相器
12.1 十字形波导非互易移相器
12.2 鼓形铁氧体波导非互易移相器
12.2.1 鼓形铁氧体波导非互易移相器的基本特性
12.2.2 非互易相移|dθ|反磁化相移(差移相)|Aθ|、磁化相移|δθ|
12.3 矩形环铁氧体非互易移相器
12.3.1 矩形环非互易移相器的相移分析
12.3.2 双环结构的非互易移相器
12.3.3 同轴-波导非互易移相器设计
第13章 Reggia-Spancer移相器
13.1 E面磁路R-S移相器
13.1.1 R.s移相器仿真结果
13.1.2 互易性和倒易性
13.1.3 R.S移相器的几种磁化相移计算
13.2 H面磁路R-S移相器
13.2.1 超前相移与滞后相移
13.2.2 移相器的倒易性和互易性计算
13.2.3 磁化相移的理论计算
13.3 R.S移相器的场结构观察
13.3.1 R-S移相器的扬结构
13.3.2 R-s移相器中高频磁场的极化特性
13.3.3 未磁化态和磁化态时极化的变化
13.3.4 R-S移相器机理研究
第14章 平面结构的铁氧体移相器
14.1 铁氧体一波导表面模移相器
14.1.1 波导表面模移相器的场型观察
14.1.2 铁氧体一波导裂缝天线扫描组件
14.2 铁氧体一金属表面波移相器
14.2.1 铁氧体一金属表面模的场结构观察
14.2.2 铁氧体电扫描天线阵
14.3 微带移相器
14.4 平行板结构非互易移相器
14.5 槽线移相器
14.5.1 A型槽线移相器
14.5.2 B型槽线移相器
第15章 铁氧体变极化技术及其应用
15.1 极化球概念
15.2 铁氧体变极化器原理
15.3 铁氧体全极化器
15.3.1 A-Θ型全极化器
15.3.2 A-(π)型全极化器(极化扫描)
15.3.3 A-F型全极化器
15.4 A.Θ型全极化器的仿真设计与计算
15.5 高功率A-Θ型全极化器
15.5.1 双模变极化段Ta
15.5.2 双模差相移段Tθ
15.5.3 高功率全极化器的级联和仿真结果
15.6 高功率A/Θ型全极化器
15.7 微带结构全极化器
15.7.1 慢波线非互易移相器
15.7.2 三分贝90°混合桥路
15.7.3 全极化器的仿真性能
15.8 双通道全极化器
15.9 双模全极化器
15.9.1 基本件能
15.9.2 全极化器承受高功率问题
15.10极化扫描技术及其应用
15.10.1 极化扫描器的工作原理一
15.10.2 极化扫描器的仿真设计
15.10.3 旋转场调制器及其应用
15.11变极化移相器的研究
15.11.1 变极化移相器的基本工作原理
15.11.2 变极化移相器的仿真研究
15.11.3 锁式可变极化移相器设计性能
15.12 同轴波导变换——变极化器一介质天线组件
15.12.1 介质天线
15.12.2 同轴一波导变换
15.12.3 双模变极化段Ta和双模移相段Tθ
15.12.4 组件的匹配仿真结果
总结
参考文献
附录

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