High Energy Density and High Power RF pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:WORKSHOP ON HIGH ENERGY DENSITY AND HIGH/ Abe, David K./ Nusinovich, G. S.

出品人:

页数:518

译者:

出版时间:2006-1

价格:$ 197.75

装帧:HRD

isbn号码:9780735402980

丛书系列:

图书标签:

• 射频
• 高能密度
• 高功率
• 微波
• 电路
• 器件
• 系统
• 无线能量传输
• 电力电子
• 电磁场

《电磁波在复杂介质中的传播与散射》 内容简介 本书系统深入地探讨了电磁波在具有复杂结构、非均匀特性以及动态变化的介质环境中的传播、散射、吸收与辐射等核心物理现象。全书以严谨的理论基础和丰富的工程应用背景为导向，力求在基础物理原理的阐述与前沿技术的应用之间架起一座坚实的桥梁。 第一部分：基础理论与建模 本部分首先回顾了麦克斯韦方程组在各向异性、非线性介质中的推广形式，重点分析了材料参数（如复介电常数、磁导率、电导率）随频率、温度、应力甚至电场强度的变化特性。 微观机理与宏观参数的关联： 详细阐述了电磁场与介质内部分子、原子、电子及宏观结构之间的相互作用机制。针对复合材料、超材料、生物组织等复杂介质，引入了有效介质理论（EMT）、偶极子模型以及格林函数方法，用于精确预测材料的等效电磁参数。 波动方程的数值求解： 深入剖析了用于求解复杂介质中电磁场分布的先进数值方法，包括有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）、边界元法（BEM）以及矩量法（MoM）。特别关注了这些方法在处理高对比度介质界面、尖锐结构边缘以及无限大问题时的边界条件处理与网格划分策略。讨论了如何有效处理色散（Frequency-dependent materials）和非线性效应（如高功率注入下的等离子体响应）。 第二部分：复杂环境中的传播特性 本部分聚焦于电磁波在真实世界中的复杂传播路径分析，特别是当传播路径被散射体、吸收体或引导结构所干扰时的情况。 多散射与穿透机制： 探讨了电磁波在随机介质（如云雾、雨雪、粗糙地表）或包含大量离散散射体的环境中的传播衰减和相干性损失。引入了波束传播方法（Beam Propagation Method, BPM）和随机介质理论，用于模拟大气穿透和植被覆盖区的信号衰减。 波导与腔体理论的扩展： 针对具有复杂截面或材料变化的波导结构（如光纤、微带线、光子晶体波导），分析了模态的色散关系、损耗机制以及模式耦合现象。对于谐振腔，探讨了其品质因数（Q值）与腔壁材料损耗、耦合孔径大小之间的定量关系。 表面波与界面效应： 详细分析了表面等离子激元（SPPs）、表面声波（SAW）以及电磁诱导透明（EIT）等现象在不同材料界面上的激发与传播。研究了界面粗糙度对表面波传播损耗的影响。 第三部分：散射与成像理论 本部分侧重于如何从接收到的信号中反演出散射体的几何形状、材料特性以及运动状态。 反问题的数学基础： 介绍了远场逆散射理论，包括 Born 近似、Rytov 近似以及迁移方程（Migration Equation）在重建散射体形状中的应用。重点讨论了成像分辨率的限制因素，如波长、噪声水平和介质的非均匀性。 极化分析与目标识别： 分析了电磁波在散射过程中极化状态的改变。引入了散射矩阵（S-matrix）和目标散射特性矩阵（T-matrix）的概念，用于描述散射体的全方位电磁响应。利用极化信息对目标进行分类和识别的技术原理。 介质成像技术： 探讨了基于时域或频域数据的介质成像应用，如层析成像（Tomography）和合成孔径雷达（SAR）成像原理。特别关注了对低对比度、深层目标进行高分辨率成像所面临的挑战及其解决方案。 第四部分：工程应用案例分析 本部分将理论知识应用于具体的工程领域，展示了复杂介质电磁学在现代技术中的关键作用。 电磁兼容性（EMC）与屏蔽设计： 分析了高密度集成电路板、屏蔽罩与电缆束之间的互耦效应。基于场路协同分析方法，设计了高效的电磁屏蔽材料和结构，以抑制串扰和辐射发射。 先进传感器设计： 介绍了如何利用电磁波在特定介质中的敏感响应来设计高灵敏度的传感器，例如用于生物分子检测的表面等离子体共振传感器、用于结构健康监测的导波传感器，以及用于环境监测的微波辐射计。 非破坏性检测（NDT）： 阐述了涡流检测（Eddy Current Testing）、超声波检测（作为准电磁波在固体中的类比）以及微波/毫米波在材料缺陷检测、厚度测量和内部结构成像中的应用原理和局限性。 本书面向高等院校电磁场与微波技术、电子信息工程、物理学以及材料科学等专业的高年级本科生、研究生和科研人员。要求读者具备扎实的经典电磁学和复变函数基础。本书旨在培养读者理解和解决复杂电磁环境问题的能力，为后续在先进通信、雷达、遥感和电磁功能材料等领域的研究与开发打下坚实的理论基础。

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