微波铁氧体器件HFSS设计原理(上册) 蒋仁培,宋淑平 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

蒋仁培，宋淑平 著

图书标签:

• 微波技术
• 铁氧体
• HFSS
• 电磁场仿真
• 射频器件
• 微波器件
• 电路设计
• 蒋仁培
• 宋淑平
• 高等教育

店铺： 典则俊雅图书专营店

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030462251

商品编码：29793388496

包装：平装

出版时间：2018-01-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	微波铁氧体器件HFSS设计原理(上册)
作者	蒋仁培,宋淑平
定价	108.00元
ISBN号	9787030462251
出版社	科学出版社有限责任公司
出版日期	2018-01-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：	重量：0.4
版次：1	字数：	页码：

插图

目录

内容提要

本书将全新的穿越方程和高频电磁场结构仿真软件(HFSS)相结合，对各类微波铁氧体器件进行了仿真设计。列举了各种结构的环行器、隔离器的设计范例，探索了获得高性能、高稳定性和高可靠性的设计途径，对其非互易性应用穿越方程进行了深入探讨；对各类变场器件如移相器、开关进行了仿真设计，应用穿越方程对其非互易相移、开关相移(或差相移)和磁化相移进行计算，提供了有效设计数据；对幅/相可控类器件如变极化器和全极化器介绍了多种实施方案，给出了仿真设计结果，理论上对法拉第旋转和变极化机制进行了探讨，用穿越方程计算了双模器件的变极化系数。在设计层面上具有的创新性；从旋磁理论层面上，给出了各类器件各种形式的三维电磁场穿越方程，弥补了经典旋磁器件理论中**方程的局限性。

编辑推荐

作者介绍

序言

微波铁氧体器件的高频结构设计与仿真分析 本书聚焦于微波铁氧体器件在现代高频电子系统中的关键作用，深入探讨了这类器件基于高频电磁场原理的结构设计方法与仿真分析技术。铁氧体材料以其独特的磁电耦合特性，在微波信号的调控、隔离、开关等应用中展现出不可替代的优势，尤其是在雷达、通信、卫星导航等领域，对高性能铁氧体器件的需求日益增长。 全书在理论构建、结构设计、仿真验证和性能分析等方面，力求呈现一个完整且深入的分析框架。我们首先从微波铁氧体材料的基础理论出发，详细阐述其微观磁化机理、宏观电磁参数随频率、磁场强度的变化规律，以及在微波频段表现出的各项异性特征，为后续器件的设计奠定坚实的理论基础。 第一部分：微波铁氧体材料的电磁理论基础 本部分将带领读者穿越铁氧体材料微观世界的奇妙旅程，理解其电磁响应的根源。 铁氧体材料的微观磁化机理： 深入剖析铁氧体材料的晶体结构，阐述电子自旋、轨道运动及其与外加磁场相互作用的细节。重点讲解铁磁共振（FMR）现象，这是铁氧体材料在微波频段表现出独特性能的核心物理机制。我们将详细介绍FMR的条件、共振频率的计算，以及退磁场、晶格各向异性等对FMR的影响。 铁氧体材料的宏观电磁参数： 基于微观机理，推导出铁氧体材料在微波频段的复介电常数（$epsilon = epsilon' - jepsilon''$）和复磁导率（$mu = mu' - jmu''$）。特别关注磁导率的张量形式，这是理解铁氧体器件非互易特性的关键。我们将分析介电损耗和磁损耗的来源及其对器件性能的影响。 磁畴结构与磁化过程： 探讨宏观磁畴的形成、演化及其对外加磁场和微波场的响应。理解磁畴壁的运动和磁畴旋转过程，对于分析铁氧体器件的动态性能，如开关速度、瞬态响应等至关重要。 铁氧体材料的频域与场域特性： 系统地研究铁氧体材料的介电常数和磁导率如何随微波频率和外加直流磁场强度变化。绘制这些参数的频域和场域图谱，帮助读者直观理解材料的适用工作频段和最佳磁化条件。 第二部分：微波铁氧体器件的核心结构设计原理 在扎实的理论基础上，本部分将聚焦于具体铁氧体器件的结构设计，解析不同器件如何巧妙利用铁氧体材料的特性来实现特定的功能。 铁氧体传输线（Ferrite Transmission Lines）： 基本结构与工作原理： 介绍平行板传输线、微带线、带状线中嵌入铁氧体材料的结构。详细阐述在外加磁场作用下，传输线中电磁波传播模式的变化，特别是产生法拉第旋转效应的原理。 法拉第旋转器（Faraday Rotator）： 讲解基于法拉第旋转原理设计的二维旋转器，分析其旋转角度与材料参数、传输线结构、外加磁场强度的关系。探讨如何通过多层介质加载、优化磁场分布来提高旋转精度和隔离度。 隔离器（Isolator）： 深入分析单向传输的实现机制。讲解基于法拉第旋转原理和失配损耗原理的隔离器设计。重点讨论插入损耗、隔离度、功率容量等关键性能指标的优化方法，包括器件的横截面设计、阻抗匹配、损耗补偿等。 铁氧体移相器（Ferrite Phase Shifter）： 工作原理与分类： 讲解铁氧体移相器如何通过改变铁氧体材料的磁导率张量分量来控制微波信号的相位。介绍旋转型移相器和宽展型移相器的基本结构和工作原理。 旋转型移相器设计： 详细分析旋转型移相器的结构，包括铁氧体棒、激励线圈、波导或传输线集成等。推导相位变化与磁场强度、材料特性、器件几何尺寸的关系，并讨论实现快速、宽范围相位调制的策略。 宽展型移相器设计： 探讨基于双法拉第旋转或多层结构实现的宽展型移相器，分析其相位扫描范围和响应速度。 铁氧体开关（Ferrite Switch）： 工作原理与分类： 讲解铁氧体开关如何利用铁氧体材料的磁化状态改变来切换信号通路。介绍基于法拉第旋转、磁滞回线、以及铁氧体谐振吸波原理的开关设计。 功率开关设计： 侧重于高功率铁氧体开关的设计。分析不同开关拓扑结构（如DPDT、SP3T等），讨论如何实现快速、低损耗、高隔离度的开关动作。重点讲解激励线圈的设计、磁场均匀性控制、以及热管理策略。 铁氧体器件的阻抗匹配与损耗分析： 阻抗匹配技术： 详细介绍在不同频段和不同磁化状态下，如何通过选择合适的铁氧体材料、优化器件几何形状、设计加载结构、使用匹配网络等手段，实现铁氧体器件的良好阻抗匹配，降低插入损耗。 损耗机理与抑制： 深入分析铁氧体器件中的多种损耗来源，包括介电损耗、磁损耗、耦合损耗、匹配损耗等。提出针对性的抑制损耗的方法，例如选择低损耗铁氧体材料、优化器件结构、采用特殊加载技术、进行激励线圈优化等。 第三部分：高性能计算电磁学软件在铁氧体器件设计中的应用 本部分将介绍如何利用先进的数值仿真工具，高效、准确地完成铁氧体器件的设计与优化。 HFSS（High Frequency Structure Simulator）软件介绍： 核心功能与建模： 详细介绍HFSS软件在三维电磁场仿真中的核心功能，包括几何建模、材料参数定义、边界条件设置、网格划分、求解器选择等。 铁氧体材料在HFSS中的建模： 重点讲解如何在HFSS中准确地定义铁氧体材料的张量磁导率，以及如何考虑外加直流磁场对材料参数的影响。介绍常用的铁氧体材料模型和参数导入方法。 铁氧体器件的仿真流程： 模型构建与参数化设计： 示范如何根据理论设计原则，在HFSS中精确构建铁氧体传输线、隔离器、移相器、开关等器件的三维模型。讲解如何利用参数化设计功能，批量生成不同尺寸和结构参数的仿真模型。 求解器设置与激励端口： 指导读者如何根据仿真对象选择合适的求解器（如瞬态求解器、模态求解器等），并正确设置激励端口和端口激励方式。 结果提取与分析： 讲解如何从HFSS仿真结果中提取关键性能参数，例如S参数（回波损耗、插入损耗、隔离度）、插入相位、场分布、功率容量、损耗分布等。 实例仿真分析： 铁氧体隔离器仿真： 以具体铁氧体隔离器为例，展示从结构设计到HFSS仿真，再到性能分析的全过程。分析不同磁场强度、材料参数、几何结构对隔离器性能的影响。 铁氧体移相器仿真： 选取一款典型的铁氧体移相器，演示如何通过HFSS仿真验证其相位调控能力，并优化移相精度和线性度。 铁氧体开关仿真： 针对高功率铁氧体开关，展示如何利用HFSS仿真其动态切换过程，分析功率损耗、热效应以及开关速度。 仿真结果的验证与优化： 与理论分析对比： 强调仿真结果与理论计算结果的对比分析，检验理论模型的准确性。 参数扫描与优化： 演示如何利用HFSS的参数扫描和优化功能，系统地探索设计空间，快速找到最优的设计参数，以实现器件性能的最大化。 模型误差分析与修正： 讨论仿真模型中的潜在误差来源，例如网格划分密度、边界条件设置、材料参数精度等，并提出相应的修正方法。 本书内容旨在为从事微波器件设计、射频工程、电磁场与微波技术等领域的研究人员、工程师和高等院校师生提供一套系统、实用、深入的学习资源。通过理论结合实践，详细的仿真分析，帮助读者掌握微波铁氧体器件的设计精髓，应对实际工程挑战，推动该领域的技术发展。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 这本大部头书籍的作者似乎在各个章节之间构建了非常紧密的逻辑链条，从绪论部分就能感受到作者对整个学科体系的深刻理解。我关注到这类主题书籍往往在对前沿技术追踪方面存在滞后性，但我更看重的是那些经过时间检验的、基础且核心的原理阐述。这本书的价值或许就在于它能提供一个坚不可摧的理论基础，让你在面对未来任何新的器件结构和设计挑战时，都能从根本上理解其物理本质。我个人非常看重书籍中对各种分析方法的比较和选择依据的阐述。例如，对于同一种器件，使用不同的理论模型或仿真设置可能会得出不同的结果，书中是否有明确的指引，告诉读者在何种应用场景下，哪种方法更为可靠、计算效率更高？这种“决策支持”能力，远比单纯的知识堆砌更有价值，它体现了作者超越“知识传授”的境界，达到了“工程智慧”的层面。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 这本书的厚度着实让人有些敬畏，它给我的第一印象是内容极其详实、覆盖面很广博。我手里拿着的这本书，感觉就像一本技术宝典，里面汇集了作者多年来的研究心得和实践经验。我之前在学习相关领域时，常常遇到一些知识点散落在各个期刊和会议论文中，难以形成系统化的认知，所以非常希望能有一本脉络清晰的教材能将这些知识点串联起来。这本书的结构设计似乎正合我意，从宏观到微观，层层递进，逻辑性很强。我尤其关注那些关于仿真方法论的章节，因为在现代射频设计中，仿真工具的使用已经成为核心竞争力之一。如果书中能提供一些经过验证的、独到的仿真技巧或者模型建立的心得，那将是无价之宝。另外，书本的装帧看起来非常耐用，这对于需要经常翻阅和查阅的工具书来说非常重要，希望它能伴随我度过未来几年的学习和工作旅程，成为我案头不可或缺的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 最近淘到一本关于微波技术的新书，拿到手里沉甸甸的，光是封面设计就透露着一股严谨的学术气息。这本书的装帧很精美，纸张的质感也相当不错，让人有种想要立刻翻阅的冲动。我特别欣赏作者在排版上的用心，图文并茂的风格使得复杂的理论知识不再那么枯燥乏味。从目录上看，内容覆盖面很广，似乎从基础概念讲起，逐步深入到具体的器件设计与仿真，这对于初学者来说无疑是个福音。我期待着书中能够有更多贴近实际应用的案例分析，毕竟理论联系实际才是学习工程技术类书籍的关键。希望它能帮我理清一些过去模糊的概念，尤其是在高频电磁场理论与实际电路实现之间的衔接上，这本书的阐述方式是否能让我豁然开朗，这一点我非常期待。拿到书后，我已经迫不及待地想看看它在讲解电磁波传播特性时，是如何巧妙地将抽象的数学模型与可见的工程现象结合起来的，毕竟，理解了“为什么”才能更好地掌握“怎么做”。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 这本书的封面设计风格非常简洁，字体选择也很考究，给人一种沉稳、专业的印象。初次翻阅时，我注意到它在概念介绍部分的处理非常细腻，没有那种生硬地抛出公式和定义的感觉，而是仿佛一位经验丰富的导师在耐心地为你铺陈知识的背景和发展脉络。我注意到其中似乎对某些经典理论的推导过程做了深入的探讨，这对于想扎实打好基础的读者来说至关重要。很多教材只是简单地给出结论，而这本书似乎更注重“教你如何思考”。我个人对其中关于材料特性的分析部分非常感兴趣，毕竟铁氧体材料的非线性、各向异性等特性是微波器件设计中的一大难点。如果书中能提供一些关于如何选择合适材料模型以及如何在仿真中准确参数化的具体指导，那这本书的实用价值将大大提升。这本书的体量也意味着它包含了大量的信息，我需要花时间慢慢消化，把它当作一本可以反复研读的深度学习资料，而不是快餐式的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 这本书散发着一股浓厚的专业气息，装帧设计走的是经典学术路线，没有过多花哨的修饰，这正是我偏爱的类型。最吸引我的是，它似乎不仅仅停留在理论层面，而是深入到了具体器件的实现细节中。在电子工程领域，理论的“美”和工程的“丑”之间往往存在巨大的鸿沟，真正有价值的书籍，就是能够有效弥合这一差距的桥梁。我希望书中能够详细介绍从原理图设计到最终性能优化的整个流程，特别是针对一些特定工作模式下器件的寄生效应分析，如果能有深入的剖析，那将是极好的。此外，阅读一本厚重的技术书籍，其页面的清晰度和图表的质量是检验其专业水平的重要指标。我检查了一下，印刷质量看起来非常清晰，线条和曲线的细节都得到了很好的保留，这在阅读复杂的电磁场分布图时尤为重要，能够确保阅读体验的连贯性和准确性。