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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