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第一章 概论 1

第一节 引言 1

一、基本概念与范畴 1

二、超材料类型与特点 1

三、性能特点 3

四、应用前景研究 3

五、超材料在国防工业中的应用前景 5

第二节 超材料研究进展与发展趋势 6

一、研究进展 6

二、超材料研究发展趋势 9

参考文献 11

第二章 左手材料 13

第一节 引言 13

一、基本概念与范畴 13

二、左手材料的研究 13

三、左手材料的基本理论及实现方法 18

四、左手材料发展历程与趋势 21

第二节 左手材料设计与制备技术 31

一、左手材料设计的理论依据 31

二、左手材料的首次实现 33

三、结构型左手材料 34

四、铁氧体左手材料 36

五、传输线型左手材料 38

六、“一体化”的左手材料 39

七、高频段的负磁导率材料 40

八、电磁波垂直入射条件下的左手材料 42

九、体型左手材料设计 43

十、新型平面微带线左手材料设计 48

十一、小型化平面微带线左手材料设计 50

十二、互补螺旋谐振环平面微带线左手材料设计 53

十三、电磁谐振器级左手材料 55

十四、结构单元间共面耦合级左手材料 65

十五、结构单元层间耦合级垂直入射左手材料 70

十六、多频带左手材料设计 78

十七、三维左手材料 81

第三节 左手材料验证技术 86

一、引言 86

二、特性验证 88

三、后向波特性验证 89

四、负折射特性验证 91

第四节 左手材料特性与表征技术 93

一、引言 93

二、左手材料的异常电磁特性 98

三、左手材料电磁特性分析与仿真 101

四、左手材料覆盖的理想金属圆柱体电磁特性 108

五、左手材料覆盖的普通介质圆柱体电磁特性 115

六、左手材料的本构参数模型 127

第五节 左手材料的应用 140

一、光子隧道效应 140

二、透明材料设计 142

三、左手材料在超常媒质的应用 146

四、左手材料的应用展望 150

参考文献 151

第三章 电磁超材料 155

第一节 引言 155

一、基本概念 155

二、研究进展 155

三、电磁性能设计研究 156

四、电磁超材料中负磁导率对负介电常数的影响 159

五、超材料电磁参数自由空间测试技术 162

第二节 电磁超材料设计与验证 165

一、磁超材料的设计与验证 165

二、三维磁超材料设计 174

三、可调超材料的设计 183

四、电超材料设计与验证 192

五、零电磁材料设计与验证 197

六、二维LC网络超材料电磁门的设计与验证 200

七、非对称结构平面电磁超材料的设计与特性 204

第三节 介质谐振器的电磁超材料 208

一、介质谐振器的全介质电磁超材料 208

二、相同尺寸的不同介质构成的电磁超材料 214

三、不同尺寸的同一介质构成的电磁超材料 220

四、介质谐振器的新型电磁超材料 225

五、多通带全介质电磁超材料 229

六、介质谐振器和金属结构结合的电磁超材料 234

七、介质谐振器和磁谐振器的结合电磁超材料 241

第四节 电磁超材料频率选择表面设计与验证 245

一、超材料频率选择表面设计原理 245

二、单通带频率选择表面设计 250

三、双通带频率选择表面设计 253

四、具有极化选择特性的频率选择表面设计 260

五、带通频率选择表面办法及验证 264

参考文献 269

第四章 太赫兹波段超材料 273

第一节 引言 273

一、研究状况 273

二、制备方法 274

三、传输特性的研究 277

四、超材料的连续太赫兹波透射特性研究 280

第二节 太赫兹波段超材料的设计 284

一、结构设计 284

二、组成材料 287

三、“出”字形THZ多频带负折射结构的设计 291

四、新颖的多频带超材料的仿真设计 293

五、单缝双环结构超材料太赫兹波调制器设计 297

六、评价 300

参考文献 301

第五章 光学超材料 303

第一节 线性与非线性光学超材料 303

一、线性光学超材料 303

二、非线性光学超材料 304

三、纳米结构优化设计与制备工艺 306

四、光学超材料的潜在应用及其展望 307

第二节 光波段超材料 308

一、光波段柔性超材料 308

二、可见光多频超材料及其吸收器 311

三、双渔网结构的绿光波段超材料 315

四、仙人球状Ag/TiO2/PMMA可见光波段超材料 318

五、海胆状Ag/TiO2可见光波段超材料 321

六、多层陶瓷结构微光波段超材料 325

七、纳米粒子光学超材料 327

八、激光波段相干超材料 331

九、红外波段超材料简介 334

第三节 光子超材料 334

一、简介 334

二、光子超材料类型与特性 336

三、光子超材料在隐身中的应用前景 345

第四节 光学超材料器件与系统设计 346

一、超材料金属板透视装置设计 346

二、超材料的正多边形电磁波聚焦器设计 350

三、超材料的椭圆形电磁波聚焦器设计 354

四、超材料超级透镜 359

参考文献 362

第六章 超材料天线 364

第一节 引言 364

第二节 左手材料天线 365

一、左手材料的小型化微带贴片天线设计与实现 365

二、平面型左手材料的微带环形天线 368

三、左手波导的漏波天线设计与实现 369

四、零折射喇叭天线的设计与实现 374

第三节 超材料吸波结构与天线的设计 379

一、超材料吸波结构与微带天线设计 379

二、分析吸波结构（CFAM）与微带天线设计 384

三、超材料吸波结构的低雷达散射截面微带天线设计 389

四、C波段超材料基板高增益微带天线 396

五、超材料吸波结构与喇叭天线设计 400

六、超材料吸波结构与缝隙天线的设计 404

七、LTCC超材料基板的小型化V波段毫米波微带天线设计 409

八、小型化宽带高增益超材料贴片天线 412

九、超材料的宽带高增益低雷达散射截面天线设计 416

十、零折射率超材料对喇叭天线波前相位的改进 419

参考文献 423

第七章 超材料吸波结构 425

第一节 引言 425

一、基本概念与范畴 425

二、超材料吸波结构的基本特点 425

三、材料吸波的基本机理 426

四、研究进度 428

第二节 超材料吸波结构的设计 432

一、超材料吸波结构设计 432

二、电磁超材料吸波结构的设计 436

三、十字架形超材料吸波结构的设计 441

四、太赫兹超材料吸波结构的设计 442

第三节 谐振类超材料吸波器 446

一、电磁谐振类超材料吸波结构 446

二、电路谐振类超材料吸波器 461

三、强谐振超材料吸波器 467

第四节 天线隐身用超材料吸波结构 471

一、主要品种与特性 471

二、MA在天线隐身中的应用 473

三、展望 474

参考文献 474

第八章 超材料隐身 476

第一节 引言 476

一、基本概念与范畴 476

二、隐身机理 476

三、隐身超材料研究与发展 476

第二节 隐身超材料、设计理论基础 479

一、坐标变换理论 479

二、无限长圆柱体隐身特性理论与计算 482

三、无限长棱柱体隐身特性理论与计算 486

四、球体隐身特性理论与计算 495

五、椭球体隐身特性理论与计算 501

第三节 超材料隐身的设计 507

一、材料的选用 507

二、超材料隐身装具的理论设计 512

三、超材料圆柱壳电磁隐身的仿真设计 528

四、超材料隐身斗篷 531

五、二维圆柱超材料隐身罩的设计 540

六、其他超材料隐身装具研究 543

参考文献 544