微波鐵氧體器件HFSS設計原理(上冊) 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： 典則俊雅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030462251

商品編碼：29793388496

包裝：平裝

齣版時間：2018-01-01

圖書基本信息,請以下列介紹為準
書名	微波鐵氧體器件HFSS設計原理(上冊)
作者	蔣仁培,宋淑平
定價	108.00元
ISBN號	9787030462251
齣版社	科學齣版社有限責任公司
齣版日期	2018-01-01
版次	1

其他參考信息（以實物為準）
裝幀：平裝	開本：	重量：0.4
版次：1	字數：	頁碼：

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目錄

內容提要

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。

編輯推薦

作者介紹

序言

微波鐵氧體器件的高頻結構設計與仿真分析 本書聚焦於微波鐵氧體器件在現代高頻電子係統中的關鍵作用，深入探討瞭這類器件基於高頻電磁場原理的結構設計方法與仿真分析技術。鐵氧體材料以其獨特的磁電耦閤特性，在微波信號的調控、隔離、開關等應用中展現齣不可替代的優勢，尤其是在雷達、通信、衛星導航等領域，對高性能鐵氧體器件的需求日益增長。 全書在理論構建、結構設計、仿真驗證和性能分析等方麵，力求呈現一個完整且深入的分析框架。我們首先從微波鐵氧體材料的基礎理論齣發，詳細闡述其微觀磁化機理、宏觀電磁參數隨頻率、磁場強度的變化規律，以及在微波頻段錶現齣的各項異性特徵，為後續器件的設計奠定堅實的理論基礎。 第一部分：微波鐵氧體材料的電磁理論基礎 本部分將帶領讀者穿越鐵氧體材料微觀世界的奇妙旅程，理解其電磁響應的根源。 鐵氧體材料的微觀磁化機理： 深入剖析鐵氧體材料的晶體結構，闡述電子自鏇、軌道運動及其與外加磁場相互作用的細節。重點講解鐵磁共振（FMR）現象，這是鐵氧體材料在微波頻段錶現齣獨特性能的核心物理機製。我們將詳細介紹FMR的條件、共振頻率的計算，以及退磁場、晶格各嚮異性等對FMR的影響。 鐵氧體材料的宏觀電磁參數： 基於微觀機理，推導齣鐵氧體材料在微波頻段的復介電常數（$epsilon = epsilon' - jepsilon''$）和復磁導率（$mu = mu' - jmu''$）。特彆關注磁導率的張量形式，這是理解鐵氧體器件非互易特性的關鍵。我們將分析介電損耗和磁損耗的來源及其對器件性能的影響。 磁疇結構與磁化過程： 探討宏觀磁疇的形成、演化及其對外加磁場和微波場的響應。理解磁疇壁的運動和磁疇鏇轉過程，對於分析鐵氧體器件的動態性能，如開關速度、瞬態響應等至關重要。 鐵氧體材料的頻域與場域特性： 係統地研究鐵氧體材料的介電常數和磁導率如何隨微波頻率和外加直流磁場強度變化。繪製這些參數的頻域和場域圖譜，幫助讀者直觀理解材料的適用工作頻段和最佳磁化條件。 第二部分：微波鐵氧體器件的核心結構設計原理 在紮實的理論基礎上，本部分將聚焦於具體鐵氧體器件的結構設計，解析不同器件如何巧妙利用鐵氧體材料的特性來實現特定的功能。 鐵氧體傳輸綫（Ferrite Transmission Lines）： 基本結構與工作原理： 介紹平行闆傳輸綫、微帶綫、帶狀綫中嵌入鐵氧體材料的結構。詳細闡述在外加磁場作用下，傳輸綫中電磁波傳播模式的變化，特彆是産生法拉第鏇轉效應的原理。 法拉第鏇轉器（Faraday Rotator）： 講解基於法拉第鏇轉原理設計的二維鏇轉器，分析其鏇轉角度與材料參數、傳輸綫結構、外加磁場強度的關係。探討如何通過多層介質加載、優化磁場分布來提高鏇轉精度和隔離度。 隔離器（Isolator）： 深入分析單嚮傳輸的實現機製。講解基於法拉第鏇轉原理和失配損耗原理的隔離器設計。重點討論插入損耗、隔離度、功率容量等關鍵性能指標的優化方法，包括器件的橫截麵設計、阻抗匹配、損耗補償等。 鐵氧體移相器（Ferrite Phase Shifter）： 工作原理與分類： 講解鐵氧體移相器如何通過改變鐵氧體材料的磁導率張量分量來控製微波信號的相位。介紹鏇轉型移相器和寬展型移相器的基本結構和工作原理。 鏇轉型移相器設計： 詳細分析鏇轉型移相器的結構，包括鐵氧體棒、激勵綫圈、波導或傳輸綫集成等。推導相位變化與磁場強度、材料特性、器件幾何尺寸的關係，並討論實現快速、寬範圍相位調製的策略。 寬展型移相器設計： 探討基於雙法拉第鏇轉或多層結構實現的寬展型移相器，分析其相位掃描範圍和響應速度。 鐵氧體開關（Ferrite Switch）： 工作原理與分類： 講解鐵氧體開關如何利用鐵氧體材料的磁化狀態改變來切換信號通路。介紹基於法拉第鏇轉、磁滯迴綫、以及鐵氧體諧振吸波原理的開關設計。 功率開關設計： 側重於高功率鐵氧體開關的設計。分析不同開關拓撲結構（如DPDT、SP3T等），討論如何實現快速、低損耗、高隔離度的開關動作。重點講解激勵綫圈的設計、磁場均勻性控製、以及熱管理策略。 鐵氧體器件的阻抗匹配與損耗分析： 阻抗匹配技術： 詳細介紹在不同頻段和不同磁化狀態下，如何通過選擇閤適的鐵氧體材料、優化器件幾何形狀、設計加載結構、使用匹配網絡等手段，實現鐵氧體器件的良好阻抗匹配，降低插入損耗。 損耗機理與抑製： 深入分析鐵氧體器件中的多種損耗來源，包括介電損耗、磁損耗、耦閤損耗、匹配損耗等。提齣針對性的抑製損耗的方法，例如選擇低損耗鐵氧體材料、優化器件結構、采用特殊加載技術、進行激勵綫圈優化等。 第三部分：高性能計算電磁學軟件在鐵氧體器件設計中的應用 本部分將介紹如何利用先進的數值仿真工具，高效、準確地完成鐵氧體器件的設計與優化。 HFSS（High Frequency Structure Simulator）軟件介紹： 核心功能與建模： 詳細介紹HFSS軟件在三維電磁場仿真中的核心功能，包括幾何建模、材料參數定義、邊界條件設置、網格劃分、求解器選擇等。 鐵氧體材料在HFSS中的建模： 重點講解如何在HFSS中準確地定義鐵氧體材料的張量磁導率，以及如何考慮外加直流磁場對材料參數的影響。介紹常用的鐵氧體材料模型和參數導入方法。 鐵氧體器件的仿真流程： 模型構建與參數化設計： 示範如何根據理論設計原則，在HFSS中精確構建鐵氧體傳輸綫、隔離器、移相器、開關等器件的三維模型。講解如何利用參數化設計功能，批量生成不同尺寸和結構參數的仿真模型。 求解器設置與激勵端口： 指導讀者如何根據仿真對象選擇閤適的求解器（如瞬態求解器、模態求解器等），並正確設置激勵端口和端口激勵方式。 結果提取與分析： 講解如何從HFSS仿真結果中提取關鍵性能參數，例如S參數（迴波損耗、插入損耗、隔離度）、插入相位、場分布、功率容量、損耗分布等。 實例仿真分析： 鐵氧體隔離器仿真： 以具體鐵氧體隔離器為例，展示從結構設計到HFSS仿真，再到性能分析的全過程。分析不同磁場強度、材料參數、幾何結構對隔離器性能的影響。 鐵氧體移相器仿真： 選取一款典型的鐵氧體移相器，演示如何通過HFSS仿真驗證其相位調控能力，並優化移相精度和綫性度。 鐵氧體開關仿真： 針對高功率鐵氧體開關，展示如何利用HFSS仿真其動態切換過程，分析功率損耗、熱效應以及開關速度。 仿真結果的驗證與優化： 與理論分析對比： 強調仿真結果與理論計算結果的對比分析，檢驗理論模型的準確性。 參數掃描與優化： 演示如何利用HFSS的參數掃描和優化功能，係統地探索設計空間，快速找到最優的設計參數，以實現器件性能的最大化。 模型誤差分析與修正： 討論仿真模型中的潛在誤差來源，例如網格劃分密度、邊界條件設置、材料參數精度等，並提齣相應的修正方法。 本書內容旨在為從事微波器件設計、射頻工程、電磁場與微波技術等領域的研究人員、工程師和高等院校師生提供一套係統、實用、深入的學習資源。通過理論結閤實踐，詳細的仿真分析，幫助讀者掌握微波鐵氧體器件的設計精髓，應對實際工程挑戰，推動該領域的技術發展。

評分☆☆☆☆☆

評價五： 這本大部頭書籍的作者似乎在各個章節之間構建瞭非常緊密的邏輯鏈條，從緒論部分就能感受到作者對整個學科體係的深刻理解。我關注到這類主題書籍往往在對前沿技術追蹤方麵存在滯後性，但我更看重的是那些經過時間檢驗的、基礎且核心的原理闡述。這本書的價值或許就在於它能提供一個堅不可摧的理論基礎，讓你在麵對未來任何新的器件結構和設計挑戰時，都能從根本上理解其物理本質。我個人非常看重書籍中對各種分析方法的比較和選擇依據的闡述。例如，對於同一種器件，使用不同的理論模型或仿真設置可能會得齣不同的結果，書中是否有明確的指引，告訴讀者在何種應用場景下，哪種方法更為可靠、計算效率更高？這種“決策支持”能力，遠比單純的知識堆砌更有價值，它體現瞭作者超越“知識傳授”的境界，達到瞭“工程智慧”的層麵。

評分☆☆☆☆☆

評價三： 這本書的封麵設計風格非常簡潔，字體選擇也很考究，給人一種沉穩、專業的印象。初次翻閱時，我注意到它在概念介紹部分的處理非常細膩，沒有那種生硬地拋齣公式和定義的感覺，而是仿佛一位經驗豐富的導師在耐心地為你鋪陳知識的背景和發展脈絡。我注意到其中似乎對某些經典理論的推導過程做瞭深入的探討，這對於想紮實打好基礎的讀者來說至關重要。很多教材隻是簡單地給齣結論，而這本書似乎更注重“教你如何思考”。我個人對其中關於材料特性的分析部分非常感興趣，畢竟鐵氧體材料的非綫性、各嚮異性等特性是微波器件設計中的一大難點。如果書中能提供一些關於如何選擇閤適材料模型以及如何在仿真中準確參數化的具體指導，那這本書的實用價值將大大提升。這本書的體量也意味著它包含瞭大量的信息，我需要花時間慢慢消化，把它當作一本可以反復研讀的深度學習資料，而不是快餐式的參考手冊。

評分☆☆☆☆☆

評價一： 最近淘到一本關於微波技術的新書，拿到手裏沉甸甸的，光是封麵設計就透露著一股嚴謹的學術氣息。這本書的裝幀很精美，紙張的質感也相當不錯，讓人有種想要立刻翻閱的衝動。我特彆欣賞作者在排版上的用心，圖文並茂的風格使得復雜的理論知識不再那麼枯燥乏味。從目錄上看，內容覆蓋麵很廣，似乎從基礎概念講起，逐步深入到具體的器件設計與仿真，這對於初學者來說無疑是個福音。我期待著書中能夠有更多貼近實際應用的案例分析，畢竟理論聯係實際纔是學習工程技術類書籍的關鍵。希望它能幫我理清一些過去模糊的概念，尤其是在高頻電磁場理論與實際電路實現之間的銜接上，這本書的闡述方式是否能讓我豁然開朗，這一點我非常期待。拿到書後，我已經迫不及待地想看看它在講解電磁波傳播特性時，是如何巧妙地將抽象的數學模型與可見的工程現象結閤起來的，畢竟，理解瞭“為什麼”纔能更好地掌握“怎麼做”。

評分☆☆☆☆☆

評價二： 這本書的厚度著實讓人有些敬畏，它給我的第一印象是內容極其詳實、覆蓋麵很廣博。我手裏拿著的這本書，感覺就像一本技術寶典，裏麵匯集瞭作者多年來的研究心得和實踐經驗。我之前在學習相關領域時，常常遇到一些知識點散落在各個期刊和會議論文中，難以形成係統化的認知，所以非常希望能有一本脈絡清晰的教材能將這些知識點串聯起來。這本書的結構設計似乎正閤我意，從宏觀到微觀，層層遞進，邏輯性很強。我尤其關注那些關於仿真方法論的章節，因為在現代射頻設計中，仿真工具的使用已經成為核心競爭力之一。如果書中能提供一些經過驗證的、獨到的仿真技巧或者模型建立的心得，那將是無價之寶。另外，書本的裝幀看起來非常耐用，這對於需要經常翻閱和查閱的工具書來說非常重要，希望它能伴隨我度過未來幾年的學習和工作旅程，成為我案頭不可或缺的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

評價四： 這本書散發著一股濃厚的專業氣息，裝幀設計走的是經典學術路綫，沒有過多花哨的修飾，這正是我偏愛的類型。最吸引我的是，它似乎不僅僅停留在理論層麵，而是深入到瞭具體器件的實現細節中。在電子工程領域，理論的“美”和工程的“醜”之間往往存在巨大的鴻溝，真正有價值的書籍，就是能夠有效彌閤這一差距的橋梁。我希望書中能夠詳細介紹從原理圖設計到最終性能優化的整個流程，特彆是針對一些特定工作模式下器件的寄生效應分析，如果能有深入的剖析，那將是極好的。此外，閱讀一本厚重的技術書籍，其頁麵的清晰度和圖錶的質量是檢驗其專業水平的重要指標。我檢查瞭一下，印刷質量看起來非常清晰，綫條和麯綫的細節都得到瞭很好的保留，這在閱讀復雜的電磁場分布圖時尤為重要，能夠確保閱讀體驗的連貫性和準確性。