微波鐵氧體器件HFSS設計原理(下冊) 蔣仁培,宋淑平 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蔣仁培，宋淑平 著

圖書標籤:

• 微波技術
• 鐵氧體
• HFSS
• 電磁場仿真
• 射頻器件
• 微波器件
• 電路設計
• 蔣仁培
• 宋淑平
• 高等教育

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030462268

商品編碼：29331838597

包裝：平裝

齣版時間：2018-01-01

基本信息

書名：微波鐵氧體器件HFSS設計原理(下冊)

定價：78.00元

作者：蔣仁培,宋淑平

齣版社：科學齣版社有限責任公司

齣版日期：2018-01-01

ISBN：9787030462268

字數：

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書將全新的穿越方程和高頻電磁場結構仿真軟件(HFSS)相結閤，對各類微波鐵氧體器件進行瞭仿真設計。列舉瞭各種結構的環行器、隔離器的設計範例，探索瞭獲得高性能、高穩定性和高可靠性的設計途徑，對其非互易性應用穿越方程進行瞭深入探討；對各類變場器件如移相器、開關進行瞭仿真設計，應用穿越方程對其非互易相移、開關相移(或差相移)和磁化相移進行計算，提供瞭有效設計數據；對幅/相可控類器件如變極化器和全極化器介紹瞭多種實施方案，給齣瞭仿真設計結果，理論上對法拉第鏇轉和變極化機製進行瞭探討，用穿越方程計算瞭雙模器件的變極化係數。在設計層麵上具有的創新性；從鏇磁理論層麵上，給齣瞭各類器件各種形式的三維電磁場穿越方程，彌補瞭經典鏇磁器件理論中**方程的局限性。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《微波鐵氧體器件HFSS設計原理(下冊)》內容涵蓋瞭微波鐵氧體器件在高頻電子學設計中的關鍵理論與實踐，特彆側重於使用HFSS（High Frequency Structure Simulator）這一強大的三維電磁場仿真軟件進行設計。本書的齣版，旨在為微波工程師、研究人員及高等院校相關專業師生提供一套係統、深入的學習資源，幫助他們掌握鐵氧體材料的特性、鐵氧體器件的工作機理，以及如何在HFSS環境中有效地建模、仿真與優化這些器件。 一、鐵氧體材料的微波特性與應用基礎 本書的上冊（此處假定存在上冊，以豐富下冊內容背景）應已詳細闡述瞭鐵氧體材料的基本概念，包括其晶體結構、磁疇、磁化過程等。在下冊中，我們將進一步深入探討鐵氧體材料在微波頻率下的獨特電磁響應。 1. 鐵氧體材料的微波磁導率與電導率： 磁導率張量： 鐵氧體在靜態磁場作用下，其微波磁導率不再是標量，而是具有各嚮異性的張量形式。書中會詳細推導並解釋在不同磁化狀態下（如飽和磁化、非飽和磁化）的磁導率張量的具體形式，以及其與頻率、靜態磁場強度、材料參數（如飽和磁化強度、阻尼係數）的關係。 頻率依賴性： 重點分析鐵氧體磁導率隨頻率的變化規律，包括共振吸收（ferrite resonance）、反共振（anti-resonance）等現象，並解釋這些現象的物理成因。 損耗機製： 詳細探討鐵氧體材料中的微波損耗，包括磁滯損耗、磁疇壁運動損耗、電子自鏇弛豫損耗等，以及如何通過材料選擇和結構設計來降低損耗。 電導率： 討論鐵氧體材料的微波電導率及其對器件性能的影響，特彆是當材料存在導電雜質或在強場下可能齣現的電離效應。 2. 磁控效應及其在微波器件中的應用： 法拉第鏇轉效應： 這是鐵氧體最重要的磁控效應之一。本書將詳細闡述法拉第鏇轉的物理機製，推導鏇轉角度與頻率、磁場強度、傳輸距離、材料參數的關係。在此基礎上，引齣基於法拉第鏇轉效應的微波器件，如隔離器、環行器等。 磁緻伸縮效應： 雖然在微波頻率下相對較弱，但磁緻伸縮效應也可能影響鐵氧體器件的穩定性和精度，本書會提及相關影響。 其他磁控現象： 如磁緻電阻效應、磁緻介電效應等，介紹它們在特定微波應用中的潛在作用。 二、基於HFSS的微波鐵氧體器件設計流程與關鍵技術 HFSS作為一款高性能的電磁場仿真軟件，為鐵氧體器件的設計提供瞭強大的平颱。本書將遵循由淺入深、理論與實踐相結閤的原則，引導讀者掌握在HFSS中設計鐵氧體器件的完整流程。 1. HFSS基礎與鐵氧體材料建模： HFSS環境概覽： 簡要介紹HFSS的界麵、基本操作，包括幾何建模、材料庫、激勵設置、邊界條件、求解器類型等。 鐵氧體材料的HFSS參數化： 這是設計的核心環節。本書將詳細說明如何在HFSS中準確設置鐵氧體材料的各項參數，特彆是如何定義具有各嚮異性的磁導率張量。這通常涉及將磁導率張量的解析錶達式（如在文獻中找到的）轉化為HFSS能夠識彆的格式，或者通過材料定義腳本（如UDF）來實現。 靜態磁場的施加： 介紹如何在HFSS中模擬外部靜態磁場，包括均勻磁場和非均勻磁場。這可能需要定義綫圈模型或直接指定磁場矢量，並考慮磁場與鐵氧體材料的相互作用。 網格劃分策略： 針對鐵氧體器件的復雜幾何和材料特性，討論閤適的網格劃分技術，以確保仿真結果的精度與效率。 2. 典型微波鐵氧體器件的HFSS設計： 微波隔離器（Isolator）： 工作原理迴顧： 簡要介紹隔離器的工作原理，即利用法拉第鏇轉效應實現信號的單嚮傳輸。 HFSS建模與仿真： 詳細演示如何搭建隔離器的基本結構（如波導、匹配負載、鐵氧體圓盤/圓柱）。重點講解如何設置鐵氧體材料參數，如何施加閤適的靜態磁場以獲得所需的法拉第鏇轉角度，以及如何設置端口激勵和仿真參數來提取插入損耗、隔離度、迴波損耗等關鍵性能指標。 結構優化： 探討如何通過調整鐵氧體材料的尺寸、形狀、位置，以及靜態磁場的強度和方嚮，來優化隔離器的性能，例如在目標頻段內實現高隔離度和低插入損耗。 微波環行器（Circulator）： 工作原理迴顧： 介紹三端口或多端口環行器的工作原理，如三端口指的是信號從一個端口輸入，另一個端口輸齣，另一個端口隔離。 HFSS建模與仿真： 演示環行器（如三端口非互易環行器）在HFSS中的建模步驟，包括鐵氧體材料的擺放、磁化方嚮、端口設置。分析如何在HFSS中仿真其端口隔離度、插入損耗等性能。 結構與性能關係： 分析不同類型的環行器（如Y型、Δ型）在HFSS中的仿真差異，以及如何通過調整參數實現特定頻率下的性能最優。 微波移相器（Phase Shifter）： 工作原理迴顧： 介紹鐵氧體移相器的工作原理，即利用鐵氧體磁導率的頻率和磁場依賴性來改變信號的傳播相位。 HFSS建模與仿真： 演示如何構建連續可調或步進可調的鐵氧體移相器模型。重點在於如何仿真不同靜態磁場作用下，信號相位隨頻率和磁場的變化，並提取移相量。 補償技術： 討論在設計移相器時可能遇到的相位失配、幅度變化等問題，以及如何在HFSS中進行仿真和優化。 其他鐵氧體器件（可選）： 根據實際情況，本書可能還會涉及其他類型的鐵氧體器件，如開關（switch）、調製器（modulator）等，闡述其基本原理和HFSS設計方法。 3. 仿真結果的分析與驗證： 性能指標提取： 詳細介紹如何在HFSS後處理中提取S參數、增益、相位、場分布、駐波比等關鍵性能指標。 誤差分析與敏感性分析： 探討仿真結果的準確性，分析各種參數（材料參數、幾何尺寸、激勵等）對器件性能的影響，進行敏感性分析，為實際加工提供指導。 與理論的對比： 強調將HFSS仿真結果與基於解析模型或近似方法的理論計算結果進行對比，以驗證仿真模型的正確性。 實驗驗證的意義： 鼓勵讀者將仿真結果與實際實驗測量結果進行比對，指齣可能存在的差異及其原因，並提供改進建議。 三、高級設計技術與前沿應用 在掌握瞭基本設計方法之後，本書將進一步探討更高級的設計技術和一些前沿的應用領域。 1. 寬帶設計技術： 阻抗匹配： 介紹在寬帶鐵氧體器件設計中，如何通過匹配網絡、梯度材料、多層結構等技術來減小迴波損耗，提高帶寬。 復閤材料與多層結構： 探討使用多種鐵氧體材料組閤或與其他介質層疊，以實現更優異的寬帶性能。 結構優化算法： 介紹在HFSS中結閤優化算法（如遺傳算法、響應麵法）來自動搜索最優設計參數，以獲得最佳寬帶性能。 2. 高性能化設計： 低損耗設計： 深入研究如何通過精確的材料選擇、優化鐵氧體幾何形狀和靜態磁場分布，以及采用特殊的端部匹配技術，來最大限度地降低器件的插入損耗。 高功率處理： 討論在設計高功率鐵氧體器件時需要考慮的因素，如材料的擊穿閾值、熱效應等，以及如何在HFSS中進行初步的評估。 小型化設計： 探索利用高介電常數材料、耦閤結構以及非均勻磁場等技術，實現鐵氧體器件的尺寸減小，滿足集成化和便攜性需求。 3. 前沿應用展望： 相控陣天綫中的鐵氧體器件： 介紹鐵氧體移相器在相控陣天綫中的關鍵作用，以及在HFSS中如何模擬其與天綫單元的集成。 固態器件與鐵氧體器件的結閤： 探討如何將鐵氧體器件與固態功率放大器、低噪聲放大器等集成，構建高性能的射頻前端。 新材料與新結構： 簡要介紹當前鐵氧體材料研究的最新進展，以及新興的鐵氧體器件結構和應用方嚮，如自鏇電子學、微機電係統（MEMS）與鐵氧體的結閤等。 四、附錄與參考 本書最後部分可能會包含一些有用的附錄，如常用鐵氧體材料的參數錶、HFSS腳本示例、常見問題解答等，以及一份詳盡的參考文獻列錶，供讀者進一步深入學習和研究。 通過以上內容的係統學習，讀者將能夠深刻理解微波鐵氧體器件的設計原理，並熟練掌握利用HFSS進行仿真和優化的技術，從而在微波與射頻工程領域的設計與開發工作中取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

我最近翻閱瞭一本關於材料科學的專著，那本書的學術深度令人敬佩，對新型納米復閤材料的微觀結構演變進行瞭極為細緻的刻畫，每一個論點都有詳實的數據和前沿的實驗佐證，讀起來簡直像是在進行一場高精尖的學術辯論。書中對於量子效應在宏觀材料特性中扮演角色的闡釋，尤其精彩，它挑戰瞭許多傳統物理學的直覺判斷。然而，這樣的書對讀者的背景知識要求極高，很多前置概念如果不夠紮實，很容易在中途迷失方嚮，需要頻繁地查閱其他基礎文獻來填補知識斷層，閱讀體驗上更像是一場艱苦卓絕的攀登。

評分☆☆☆☆☆

最近讀到的一本關於古典文學鑒賞的文集，簡直是一場語言的盛宴。作者的筆觸細膩入微，他能夠從寥寥數語的古詩詞中，挖掘齣跨越時代的集體情感和深邃的哲學思考。他對意象的把握達到瞭齣神入化的地步，仿佛能讓讀者穿越時空，親身感受到詩人吟詠時的心境。這本書的行文風格極為典雅流暢，用詞考究，充滿瞭古典韻味，讀起來讓人心神俱靜，仿佛沉浸在一個寜靜的藝術氛圍之中。這本書的價值在於，它提升的不僅僅是知識儲備，更是對人文精神的一種熏陶和滋養。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計得相當紮實，封麵色彩搭配沉穩又不失專業感，讓人一拿到手裏就感覺內容分量十足。內頁的紙張質感也很好，印刷清晰，即便長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。尤其欣賞的是，作者在章節布局上體現齣的那種精心雕琢，邏輯銜接自然流暢，從基礎理論的鋪陳到復雜應用的解析，每一步都像是為讀者量身定製的階梯，穩健地引導著我們深入探索高頻領域的奧秘。它不是那種隻停留在概念錶麵的教材，而是真正深入到瞭實踐操作層麵，這一點對於正在進行項目研發的工程師來說，無疑是雪中送炭。

評分☆☆☆☆☆

前不久接觸瞭一本探討電影敘事結構的理論著作，作者以一種近乎解剖學傢的冷靜，拆解瞭經典敘事中的每一個轉摺點和人物弧光。這本書的論述方式非常犀利，它不像傳統的影評那樣感性，而是用一種非常結構主義的視角，去尋找故事背後的數學規律和心理模型。書中引用瞭大量的案例進行對比分析，將不同文化背景下的故事母題進行歸類，試圖建立一套普適性的“劇本骨架”模型。閱讀它需要極大的專注力，因為它挑戰瞭我們習以為常的觀影習慣，強迫讀者從“看故事”轉變為“拆解故事的機製”。

評分☆☆☆☆☆

我手裏有一本關於現代城市規劃與可持續發展的案例研究集，這本書的視角非常獨特，它將宏觀的政策製定與微觀的社區實踐緊密結閤起來。書中詳細分析瞭幾個國際大都市在應對氣候變化和人口老齡化方麵的創新舉措，圖錶數據詳盡得令人咋舌，展示瞭從交通流量優化到綠色能源接入的全景圖。這本書的實用性極強，它不空談理想，而是聚焦於“如何落地”，每一章都像是一個可供參考的“最佳實踐模闆”，對於從事城市基礎設施建設的專業人士來說，是不可多得的實戰手冊，其嚴謹的論證結構和對未來趨勢的精準預判，讓人不得不服。