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简介
近年来，左手材料由于其不同寻常的电磁特性在应用电磁学、固体物理
学、材料科学和应用光学领域内获得越来越多的关注。2003年，左手材料成
功被science杂志评为当年世界十大科学突破之一。可以预见，其必将为未
来科技、经济和社会发展产生重要影响。本书遵循“以左手材料电磁特性分
析结合激发机理研究为基础，以性能优良的左手材料设计、验证方法承上启
下，以利用左手材料改善微波器件性能的实际应用效果为验证标准”的思路
，实现普及左手材料基本理论，促进左手材料研究领域在国内迅速发展的目
的。
本书通过9章内容分别详细地介绍左手材料的概念起源、发展历史、基
本特性和应用领域。重点介绍了左手材料的分析方法与建模手段，分析了左
手材料几何体的电磁散射特性。最后，以微带天线、喇叭天线、波导、谐振
腔等常用微波器件为例，讨论了利用左手材料提高其性能的基本工作原理、
实现方案与应用方法。
本书体系完整、可读性强且特色鲜明。理论联系实际，深入浅出地讨论
了左手材料的电磁特性，应用实例有很强的针对性。本书可作为高等院校、
研究院所等从事微波技术、电磁理论的工程人员的工程手册，也可作为高校
相关专业的研究生和本科生的教学参考书。
目录
第1章 绪论
1．1 左手材料的发展历程
1．2 左手材料的异常电磁特性
1．2．1 左手特性
1．2．2 后向波特性
1．2．3 负折射特性
1．3 左手材料以及超常媒质的应用领域
1．4 左手材料的实验验证
1．5 人工磁导体
第2章 左手材料时域有限差分法的研究
2．1 左手材料的时域有限差分法(FDTD)电磁模型
2．1．1 左手材料电磁参数模型
2．1．2 麦克斯韦方程与Yee氏算法
2．1．3 解的稳定性及数值色散问题
2．1．4 激励源的类型与设置
2．1．5 左手材料的FDTD差分格式
2．1．6 电磁激励的选择
2．2 左手材料电磁特性分析与仿真
2．2．1 左手材料的负折射率
2．2．2 左手材料的平面透镜效应
2．2．3 相位补偿效应
第3章 左手材料模型的近远场电磁特性
3．1 水平电偶极子激励单层无耗左手材料球电磁特性
3．1．1 水平电偶极子激励球的普适电磁模型
3．1．2 水平电偶极子激励球的近场电磁特性
3．2 左手材料覆盖的理想金属圆柱体电磁特性
3．2．1 具有介质覆盖层的金属圆柱体的普适散射模型
3．2．2 左手材料覆盖的金属圆柱体的近场散射特性
3．2．3 左手材料覆盖的金属圆柱体的远场散射特性
3．3 左手材料覆盖的普通介质圆柱体电磁特性
3．3．1 双层介质圆柱体的普适散射模型
3．3．2 无耗左手材料覆盖的普通介质圆柱体的近场散射特性
3．3．3 无耗左手材料覆盖的普通介质圆柱体的远场散射特性
3．3．4 有耗左手材料覆盖的普通介质圆柱体的近场散射特性
3．3．5 有耗左手材料覆盖的普通介质圆柱体的远场散射特性
第4章 超常媒质模型的隐身特性研究
4．1 无限长圆柱体隐身特性
4．1．1 无限长圆柱体隐身特性分析
4．1．2 无限长圆柱体隐身特性数值计算结果
4．2 无限长棱柱体隐身特性
4．2．1 无限长棱柱体隐身条件求解
4．2．2 无限长棱柱体隐身特性研究
4．3 球体隐身特性
4．3．1 电磁模型的解析解
4．3．2 计算结果分析
4．4 椭球体隐身特性
4．4．1 椭球体隐身条件求解
4．4．2 椭球体隐身特性研究
第5章 左手材料的本构参数模型
5．1 金属细导线阵列有效介电常数模型
5．1．1 基于等离子体理论的有效介电常数模型
5．1．2 基于本构关系的有效介电常数模型
5．1．3 等效传输线型有效介电常数模型
5．2 开口谐振环阵列有效磁导率模型
5．3 左手材料的神经网络建模
5．3．1 神经网络建模原理
5．3．2 实例分析
5．3．3 实验结果及分析
第6章 左手材料的设计与验证
6．1 体型左手材料设计
6．1．1 单元结构设计
6．1．2 左手材料验证
6．2 左右手复合传输线的精确解析表征
6．2．1 左手传输线基本理论
6．2．2 左手传输线等效电路模型
6．2．3 全波仿真结果分析
6．3 新型平面微带线左手材料设计
6．4 小型化平面微带线左手材料设计
6．4．1 结构设计
6．4．2 后向波特性验证
6．5 互补螺旋谐振环平面微带线左手材料设计
6．5．1 结构设计
6．5．2 特性验证
第7章 超常媒质在天线技术中的应用
7．1 基于左手材料的小型化微带贴片天线设计与实现
7．2 平面型左手材料的微带环形天线
7．3 基于左手波导的漏波天线设计与实现
7．3．1 波纹加载的左手波导等效电路
7．3．2 波纹加载的左手波导色散特性
7．3．3 波纹加载的左手波导后向波效应
7．3．4 漏波天线设计与实现
7．4 基于零折射喇叭天线的设计与实现
7．4．1 零折射材料
7．4．2 基于零折射材料透镜的小型化喇叭天线设计与实现
第8章 超常媒质矩形波导
8．1 各向异性矩形波导理论分析
8．1．1 TE模式电磁波的传输特性
8．1．2 TM模式电磁波的传输特性
8．2 计算结果
8．2．1 TE模式的计算结果
8．2．2 TM模式的计算结果
8．3 理论验证
第9章 超常媒质小型化谐振腔
9．1 引言
9．2 三维各向异性超常媒质交错结构的亚波长谐振特性
9．3 小型化超常媒质谐振腔
9．4 小型化腔体式滤波器设计与实现
9．4．1 同轴馈电的小型化滤波器的设计与实现
9．4．2 共面波导馈电的小型化滤波器的设计与实现
参考文献
1．1 左手材料的发展历程
1．2 左手材料的异常电磁特性
1．2．1 左手特性
1．2．2 后向波特性
1．2．3 负折射特性
1．3 左手材料以及超常媒质的应用领域
1．4 左手材料的实验验证
1．5 人工磁导体
第2章 左手材料时域有限差分法的研究
2．1 左手材料的时域有限差分法(FDTD)电磁模型
2．1．1 左手材料电磁参数模型
2．1．2 麦克斯韦方程与Yee氏算法
2．1．3 解的稳定性及数值色散问题
2．1．4 激励源的类型与设置
2．1．5 左手材料的FDTD差分格式
2．1．6 电磁激励的选择
2．2 左手材料电磁特性分析与仿真
2．2．1 左手材料的负折射率
2．2．2 左手材料的平面透镜效应
2．2．3 相位补偿效应
第3章 左手材料模型的近远场电磁特性
3．1 水平电偶极子激励单层无耗左手材料球电磁特性
3．1．1 水平电偶极子激励球的普适电磁模型
3．1．2 水平电偶极子激励球的近场电磁特性
3．2 左手材料覆盖的理想金属圆柱体电磁特性
3．2．1 具有介质覆盖层的金属圆柱体的普适散射模型
3．2．2 左手材料覆盖的金属圆柱体的近场散射特性
3．2．3 左手材料覆盖的金属圆柱体的远场散射特性
3．3 左手材料覆盖的普通介质圆柱体电磁特性
3．3．1 双层介质圆柱体的普适散射模型
3．3．2 无耗左手材料覆盖的普通介质圆柱体的近场散射特性
3．3．3 无耗左手材料覆盖的普通介质圆柱体的远场散射特性
3．3．4 有耗左手材料覆盖的普通介质圆柱体的近场散射特性
3．3．5 有耗左手材料覆盖的普通介质圆柱体的远场散射特性
第4章 超常媒质模型的隐身特性研究
4．1 无限长圆柱体隐身特性
4．1．1 无限长圆柱体隐身特性分析
4．1．2 无限长圆柱体隐身特性数值计算结果
4．2 无限长棱柱体隐身特性
4．2．1 无限长棱柱体隐身条件求解
4．2．2 无限长棱柱体隐身特性研究
4．3 球体隐身特性
4．3．1 电磁模型的解析解
4．3．2 计算结果分析
4．4 椭球体隐身特性
4．4．1 椭球体隐身条件求解
4．4．2 椭球体隐身特性研究
第5章 左手材料的本构参数模型
5．1 金属细导线阵列有效介电常数模型
5．1．1 基于等离子体理论的有效介电常数模型
5．1．2 基于本构关系的有效介电常数模型
5．1．3 等效传输线型有效介电常数模型
5．2 开口谐振环阵列有效磁导率模型
5．3 左手材料的神经网络建模
5．3．1 神经网络建模原理
5．3．2 实例分析
5．3．3 实验结果及分析
第6章 左手材料的设计与验证
6．1 体型左手材料设计
6．1．1 单元结构设计
6．1．2 左手材料验证
6．2 左右手复合传输线的精确解析表征
6．2．1 左手传输线基本理论
6．2．2 左手传输线等效电路模型
6．2．3 全波仿真结果分析
6．3 新型平面微带线左手材料设计
6．4 小型化平面微带线左手材料设计
6．4．1 结构设计
6．4．2 后向波特性验证
6．5 互补螺旋谐振环平面微带线左手材料设计
6．5．1 结构设计
6．5．2 特性验证
第7章 超常媒质在天线技术中的应用
7．1 基于左手材料的小型化微带贴片天线设计与实现
7．2 平面型左手材料的微带环形天线
7．3 基于左手波导的漏波天线设计与实现
7．3．1 波纹加载的左手波导等效电路
7．3．2 波纹加载的左手波导色散特性
7．3．3 波纹加载的左手波导后向波效应
7．3．4 漏波天线设计与实现
7．4 基于零折射喇叭天线的设计与实现
7．4．1 零折射材料
7．4．2 基于零折射材料透镜的小型化喇叭天线设计与实现
第8章 超常媒质矩形波导
8．1 各向异性矩形波导理论分析
8．1．1 TE模式电磁波的传输特性
8．1．2 TM模式电磁波的传输特性
8．2 计算结果
8．2．1 TE模式的计算结果
8．2．2 TM模式的计算结果
8．3 理论验证
第9章 超常媒质小型化谐振腔
9．1 引言
9．2 三维各向异性超常媒质交错结构的亚波长谐振特性
9．3 小型化超常媒质谐振腔
9．4 小型化腔体式滤波器设计与实现
9．4．1 同轴馈电的小型化滤波器的设计与实现
9．4．2 共面波导馈电的小型化滤波器的设计与实现
参考文献
Theory and applications of metamaterials
- 名称
- 类型
- 大小
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