New Electromagnetic Methods and Applications of Antennas in Biomedicine pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ibrahim, Tamer S. (EDT)/ Crozier, Stuart (EDT)/ Fear, Elise (EDT)

出品人:

页数:92

译者:

出版时间:

价格:116.00 元

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isbn号码:9789774540691

丛书系列:

图书标签:

• 电磁方法
• 生物医学
• 天线
• 生物电磁学
• 医学成像
• 无线通信
• 生物医学工程
• 电磁兼容性
• 传感器
• 信号处理

电子工程与应用：前沿理论与实践深度解析 图书名称： 电子工程与应用：前沿理论与实践深度解析 图书定位与核心内容 本书旨在为电子工程、通信工程、微电子学以及相关交叉学科的研究人员、高级工程师和研究生提供一个全面而深入的理论与实践指南。它聚焦于当前电子工程领域中最具活力和变革性的前沿方向，特别是那些对现代信息技术、能源系统和智能制造产生深远影响的核心技术。全书结构严谨，内容涵盖了从基础物理原理到复杂系统集成的多个层次，强调理论深度与工程实用性的完美结合。 全书共分为六个主要部分，系统地梳理了当前电子工程领域的关键技术图谱。 --- 第一部分：新型半导体器件物理与集成电路设计 本部分深入探讨了超越传统硅基CMOS技术的下一代半导体材料与器件。重点关注二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在高速电子学中的应用潜力，以及宽禁带半导体（如GaN和SiC）在功率电子领域的最新进展。 1.1 先进晶体管架构与制造工艺： 详细分析了鳍式场效应晶体管（FinFET）向平面化和超薄体结构演进的挑战，并引入了新型隧道场效应晶体管（TFET）的载流子注入机制及性能优化策略。着重探讨了原子层沉积（ALD）在控制薄膜厚度和界面质量方面的关键作用。 1.2 射频与毫米波集成电路设计： 这一章节聚焦于高频电路的设计挑战，包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）和混频器的非线性建模与线性化技术。详细介绍了基于SiGe BiCMOS和SOI工艺在实现高Q值无源元件和高跨导有源器件上的实现路径，为5G/6G通信系统的前端设计提供了坚实的理论基础。 1.3 存内计算（In-Memory Computing）架构： 探讨了如何将存储单元（如电阻式随机存取存储器RRAM、相变存储器PCM）直接用于执行计算任务，以克服冯·诺依曼瓶颈。内容包括神经形态计算的硬件实现模型、阵列级的误差容忍设计以及新型计算范式的能效分析。 --- 第二部分：电磁场理论的现代诠释与计算方法 本部分回归电子工程的物理基础，但着眼于应对现代复杂结构（如超材料、超表面）带来的计算挑战。 2.1 场论的拓扑学视角： 介绍了电磁场描述中拓扑不变量的概念，特别是如何利用霍普夫指标和陈-西蒙斯理论来理解光子的拓扑保护特性，这对于设计抗散射和非互易性器件至关重要。 2.2 频域与时域数值模拟的进阶技术： 深入剖析了有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）以及矩量法（MoM）的最新发展。重点讨论了如何利用混合求解器（如耦合FEM-MoM）来高效处理具有复杂介质交界面和开放边界的系统。同时，详细介绍了针对大规模电磁仿真中的并行计算优化策略。 2.3 智能优化算法在电磁设计中的应用： 将机器学习与电磁设计流程相结合。内容包括使用高斯过程回归（GPR）进行快速代理建模，以及利用深度强化学习（DRL）来自动化优化天线尺寸和电路布局，以满足多目标约束的苛刻要求。 --- 第三部分：高速数据传输与信号完整性（SI） 随着数据速率的不断攀升，信号完整性已成为系统可靠性的核心瓶颈。本部分提供了应对高速互连挑战的综合性解决方案。 3.1 损耗性介质中的信号传播建模： 详细分析了传输线在PCB材料中传播时出现的频率依赖性损耗模型（包括集肤效应和介质损耗）。提出了基于皮尔斯级数展开（Pade Approximation）和有理函数拟合的精确时域模型，用于替代传统的等效电路模型。 3.2 串扰分析与串扰抑制技术： 探讨了相邻通道之间串扰（Crosstalk）的耦合机制，并介绍了时域均衡（TDR/TDT分析）的精确测量方法。针对PCB设计，详细阐述了通过优化过孔（Via）结构、引入屏蔽层和使用先进的差分对设计来最小化串扰的工程实践。 3.3 高速串行接口的均衡技术： 深入研究了决策反馈均衡器（DFE）、连续时间线性均衡器（CTLE）的工作原理及其在PCIe、DDR等标准中的应用。对比了前馈（FFE）和反馈均衡器的优缺点，并给出了在不同信道模型下的最佳均衡器设计流程。 --- 第四部分：功率电子与电磁兼容性（EMC） 本部分关注大功率变换、能源效率以及系统级的电磁兼容性设计。 4.1 宽禁带器件在开关电源中的应用： 聚焦于GaN和SiC器件在LLC谐振转换器和多电平逆变器中的优势。分析了高频开关对器件开关损耗、热管理和栅极驱动回路的要求，并提出了优化的软开关技术。 4.2 滤波器设计与电磁兼容性（EMC）： 探讨了如何设计高品质因数的无源滤波器以满足严格的带外抑制要求。在EMC方面，详细分析了辐射发射（RE）和传导发射（CE）的主要来源，并介绍了屏蔽设计、接地策略（Single-Point vs. Multi-Point Grounding）以及去耦电容的优化布局方法，确保设备符合国际EMC标准。 4.3 电磁瞬态与浪涌保护： 针对雷击和静电放电（ESD）的防护，分析了瞬态电压抑制器（TVS Diode）的工作原理及其在电路中的布局敏感性，以确保系统在恶劣电磁环境下的鲁棒性。 --- 第五部分：先进传感器与无源技术 本部分涵盖了利用电磁学原理实现高精度传感和能量获取的创新技术。 5.1 超材料与超表面（Metasurfaces）： 系统介绍了基于亚波长结构设计来实现对电磁波的相位、振幅和极化调控。重点讨论了透镜式超表面在实现扁平化光学元件和电磁隐身斗篷方面的最新突破。 5.2 无源射频识别（RFID）与能量采集（Energy Harvesting）： 分析了RFID标签天线的设计优化，特别是针对不同负载和工作环境下的阻抗匹配技术。在能量采集方面，探讨了如何利用超宽带（UWB）或低频磁场进行环境能量捕获，并设计出高效的整流电路（Rectenna）。 --- 第六部分：系统级电磁设计与热管理 最终部分将理论和器件知识整合到实际产品系统层面。 6.1 封装与系统级封装（SiP）的电磁效应： 探讨了引线键合（Bond Wire）、引线框架（Lead Frame）和有机基板的电磁寄生效应。介绍了3D电磁场仿真在预测高密度封装内信号串扰和热点形成中的关键作用。 6.2 协同热-电-磁仿真： 强调了在现代电子系统中，温度对材料参数（如电阻率、介电常数）和器件性能（如阈值电压、开关速度）的显著影响。本书介绍了耦合热-电磁多物理场仿真框架，用以指导散热设计和可靠性预测，尤其针对高功率密度模块。 --- 目标读者 本书的读者群体包括： 致力于高频电路、微波技术、射频IC设计的工程师。 从事半导体器件物理和材料科学研究的研究人员。 负责系统EMC/EMI合规性测试和设计的硬件工程师。 正在攻读硕士或博士学位的电子工程专业学生。 通过对这些前沿领域的深入剖析，本书旨在为读者构建一个坚实、现代且具有前瞻性的电子工程知识体系。

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这本书的装帧设计相当引人注目，封面采用了深邃的蓝色调，配合着一些抽象的电磁波纹理，给人的第一印象是专业而又充满现代感。内页的纸张质地也很不错，印刷清晰，图文排版考究，即便是大量的公式和复杂的结构图，也显得井井有条，阅读起来非常舒适，这对于需要频繁查阅专业资料的读者来说，是一个非常重要的加分项。尤其是那些关于新型传感器阵列的剖面图，细节处理得非常到位，让人能够清晰地把握其物理结构。总的来说，从实体体验来看，出版社在制作工艺上投入了足够的诚意，完全符合一本高端技术专著应有的水准。我特别欣赏它在保持学术严谨性的同时，通过视觉设计提升了整体的阅读体验，让人在沉浸于复杂理论的同时，不至于感到视觉疲劳，反而更愿意深入探索其内容。这种对细节的关注，往往是区分优秀学术书籍和平庸之作的关键所在。

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从前沿性和创新性的角度来看，这本书无疑走在了时代的前沿。书中对下一代医疗诊断与治疗技术所涉及的理论模型进行了前瞻性的探讨，特别是关于超宽带电磁波在活体组织内的高精度成像潜力，以及利用特定频率电磁场进行靶向细胞调控的最新进展，这些都是目前科研领域的热点和难点。作者没有回避现存的技术瓶颈，而是坦诚地指出了当前方法的局限性，并在此基础上提出了富有想象力的未来研究方向。这种面向未来的视角，对于那些正在规划博士论文课题或者探索新的研发方向的科研人员来说，具有极强的启发性和导向作用。它不仅仅是一本知识的总结，更像是一份充满潜力的“技术蓝图”，激励着我们去挑战尚未解决的科学难题。

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这本书的章节逻辑组织得非常精妙，它似乎不是简单地堆砌知识点，而是构建了一个从基础理论到前沿应用的完整知识体系。开篇部分对经典电磁理论在生物介质中的传播特性进行了深入浅出的回顾，为后续章节建立了一个坚实的数学和物理基础。随着阅读的深入，我发现作者在介绍新颖的测量技术时，总是能够巧妙地将理论与实际案例相结合，比如在非侵入式成像技术一章中，对不同频率下组织特性的建模分析，展示了极高的专业洞察力。这种层层递进的结构，使得即使是初次接触该领域深入研究的读者，也能逐步跟上作者的思路，而对于资深研究者来说，也能从中找到新的启发点。这种精心设计的知识流向，极大地提高了学习效率，让人感觉每翻一页都有新的理解在形成，而不是在重复已知信息，这在技术书籍中是难能可贵的。

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我个人认为，这本书在方法论的介绍上达到了一个非常高的水准。它不仅仅停留在描述“是什么”和“怎么做”，更深入地探讨了“为什么选择这种方法”。例如，在探讨微创介入手术中的导航系统时，作者详细对比了几种主流传感技术的优劣，并基于实际的生物环境噪声模型，推导出了最优的信号处理流程。这种严谨的论证过程，非常适合工程实践者。更值得称道的是，书中对实验验证部分的描述，详尽到足以让人复现研究结果。它提供了关于参数设置、数据采集和误差分析的细致指导，这种透明度和可操作性，极大地增强了本书作为案头工具书的实用价值。它仿佛在说：“这不是空谈，这是经过严格检验的工具箱。”这对于希望将理论转化为实际应用的工程师和临床研究人员来说，是极其宝贵的财富。

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这本书的语言风格非常独特，它既有学术论文的精确性，又不失科普读物的可读性，展现出作者在跨学科交流方面的深厚功力。作者似乎非常擅长于将高深的物理概念，用读者能够理解的语言进行转述，尤其是涉及到复杂生物学效应和电磁场耦合的部分，通过生动的比喻和清晰的图解，大大降低了理解门槛。我注意到，即便是最晦涩的数学推导，作者也会在关键步骤后附上简短的物理意义解读，这使得阅读过程中的思维负担减轻了不少。这种既能满足“深度党”的需求，又不排斥“广度探索者”的叙事策略，无疑拓宽了本书的潜在读者群体。它不像某些晦涩的教材那样拒人于千里之外，反而像一位经验丰富的导师，耐心地引导你一步步走向真知。

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