微波铁氧体器件与变极化应用 [Microwave Ferrite Device and Variable Polarization Application] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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魏克珠，潘健，刘博，刘传武 著

图书标签:

• 微波器件
• 铁氧体
• 变极化
• 电磁波
• 微波技术
• 材料科学
• 射频电路
• 磁性材料
• 应用研究
• 电子工程

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118113174

版次：1

商品编码：12160509

包装：精装

外文名称：Microwave Ferrite Device and Variable Polarization Application

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：499

字数：65800

内容简介

　　《微波铁氧体器件与变极化应用》第1章～第5章主要论述了微波铁氧体材料参数特性、任意磁化的张量磁导率各坐标表示式，以及耦合传输线在圆、方波导中的传输特性，为设计各种双模器件提供了较系统的理论依据。第6章～第10章主要论述了P、L、S、X波段高（低）功率全极化域变极化器的新型微波结构及电性能。这些新器件既能加装于现有雷达系统，又能用于新雷达的设计，对提高雷达实战能力有重要意义。第11章～第14章主要叙述了铁氧体极化不灵敏移相器、变极化移相器组件、铁氧体微带（带线）变极化移相器组件等。这些新型变极化移相器将为地面制导相控阵雷达、机载相控阵雷达等新领域应用增强抗干扰的潜在新功能。第15章～第19章主要介绍了高功率变极化环行器、连续波高功率环行器、带线高功率环行器、高功率快速开关以及磁性微带天线阵列、铁氧体电控全极化天线单元等。这些器件在电子设备系统中有着重要新应用。

内页插图

目录

第1编 基本理论
第1章 微波铁氧体材料及张量磁导率
1．1 微波铁氧体材料特性
1．2 微波铁氧体材料的参数
1．3 微波铁氧体材料
1．4 各铁氧体材料化学分子式及参数
1．5 铁氧体材料制备及性能参数测试
1．6 微波铁氧体材料应用
1．7 张量磁导率普遍表示式
1．8 任意磁化方向的张量磁导率
1．9 各种坐标系中的张量磁导率
第2章 广义坐标的耦合传输线方程
2．1 麦克斯韦方程和耦合传输线方程
2．2 横向磁化的耦合传输线方程组
2．3 纵向磁化的耦合传输线方程组
第3章 铁氧体圆波导中的双模传播
3．1 圆波导的耦合传输线方程
3．2 四磁极磁化双模简正波
3．3 四磁极磁化双模耦合波
3．4 全充满横向磁化铁氧体圆波导
3．5 四磁极切向磁化和法向磁化
3．6 横向均匀磁化的互易相移
3．7 闭合磁化的非互易相移
3．8 纵向磁化与法拉第旋转
3．9 变极化效应和法拉第旋转效应比较
第4章 铁氧体方波导中的双模传播
4．1 方波导的耦合传输线方程
4．2 四磁极磁化双模耦合波
4．3 四磁极磁化双模简正波
4．4 部分充填横向磁化铁氧体方波导的耦合波理论
4．5 部分填充横向磁化铁氧体方波导
第5章 波导中磁化铁氧体的基本传播特性分析
5．1 微扰法
5．2 能量等效法
……

第2编 铁氧体变极化技术及应用
第3编 铁氧体移相技术
第4编 铁氧体其他器件与微带磁性天线技术

前言/序言

　　微波铁氧体材料与器件发展至今已半个多世纪了，这种基础理论较强的专业技术得到了循序渐进的发展。在这一时期中，科研工作者们对各种微波铁氧体器件的基本特性作了深入的研究，研发出一系列独特的新器件。1970-1984年间，成功研发设计P波段中宽带高功率Y型三端环行器，S、C、X波段双模变极化高功率四端口环行器、双模变极化器，C、X波段双模旋转场调制器等。这些器件成功应用在大型P波段相控阵雷达、舰载精密测量雷达及靶场车载精密测量雷达等。这些器件在《微波铁氧体理论与技术》一书均有介绍。随着现代雷达、通信、电子侦察和电子对抗技术的迅速发展和应用，1985-1995年间，研发出S、C波段双模高功率快速变极化转换开关，C波段双模圆极化移相器，毫米波高低功率变极化器等，并成功应用于靶场相控阵天线单元系统中。这些科研成果被编人《微波铁氧体新器件》一书。
　　随着国家综合国力不断增强，各波段相控阵雷达天线技术迅速发展，并促进了铁氧体移相器及各波段微波铁氧体材料的研发，极大地提高了雷达实战能力，扩大军用、民用雷达及移动通信市场应用。为此，1995-2008年间科研工作者又成功研发出全波段（L、S、X波段）宽频带组合变极化器、S波段高功率高精度旋转场双工器、L波段双模高功率铁氧体全极化器（窄带）等。这些器件成功应用于单脉冲低轨卫星侦察雷达及L波段防控警戒雷达设备中，并在《微波铁氧体新技术与应用》一书中做了介绍。2008年至今，为满足雷达全极化域技术应用研究及应用需要，人们在原来设计器件基础上，成功研发了P、L及S波段宽频带高（低）功率全极化域变极化器，在雷达抗干扰取得应用效果。在此期间，为实现脉间极化捷变，将极化转换时间由原来的3ms提升到微秒量级，使得全波段L、S、C、X、Ku及Ka快速锁式全极化域变极化器。这一技术上的突破，将为现代极化雷达抗干扰和目标识别能力开辟有效技术途径，同时，为增强相控阵雷达天线多功能新应用特性，设计了C、X波段变极化移相器组件，C、X波段双模极化不灵敏移相器，S、X波段铁氧体微带变极化移相器组件及X波段铁氧体快速锁式全极化天线单元等。这些器件在当代微波技术发展及应用中是引人注目的，其非互易特性（互易）别具一格，目前仍处于无法被替代的地位。

微波铁氧体器件与变极化应用 内容简介 本书深入探讨了微波铁氧体器件在现代通信、雷达、电子对抗以及其他新兴技术领域中的关键作用，并特别聚焦于其在实现连续可调变极化方面的独特应用潜力。全书以严谨的学术态度和清晰的逻辑结构，系统性地梳理了微波铁氧体材料的微观特性、宏观电磁响应，以及如何将其转化为高性能的微波器件，并最终在变极化技术中发挥至关重要的作用。 第一部分：微波铁氧体材料基础 本部分为读者构建了扎实的铁氧体材料理论基础。首先，我们将从铁氧体的基本概念出发，介绍其独特的晶体结构、磁畴理论以及磁化过程。详细阐述了铁氧体材料与普通介质材料在介电常数和磁导率上的显著差异，特别是其对微波电磁场的响应机制。 在此基础上，我们将深入剖析铁氧体材料的微波介电损耗和磁损耗机理。这包括对材料内部各种缺陷、非均匀性以及微波频率下磁畴壁运动、共振等物理过程的细致讲解。理解损耗机理对于优化器件设计、降低信号衰减至关重要。 接着，本书将详细介绍铁氧体材料的宏观电磁参数，如复介电常数和复磁导率，并阐述这些参数如何受到材料组分、制备工艺、温度、直流偏置磁场等因素的影响。我们将介绍一系列表征铁氧体材料微波参数的实验方法和理论模型，帮助读者理解材料性能的来源和调控途径。 此外，本部分还将涵盖一系列重要的铁氧体材料类型，如钇系、铋系、镁-锰系以及镍-锌系铁氧体等。对于每种材料，我们将分析其独特的化学成分、晶体结构、微波特性以及各自的优缺点，并指出其在不同应用场景下的适用性。例如，钇系铁氧体以其低损耗特性成为无源器件的首选，而其他材料则可能在特定频率范围内或对温度敏感性方面表现出优势。 第二部分：微波铁氧体器件原理与设计 本部分将理论基础转化为实际的微波器件。我们将首先介绍铁氧体材料在外部直流磁场作用下产生的法拉第旋转和双折射效应，这是实现变极化功能的核心物理原理。详细推导了法拉第角旋转的计算公式，并分析了其与磁场强度、频率、材料厚度等参数的关系。 在此基础上，我们将系统性地介绍各种经典的微波铁氧体器件，包括： 铁氧体环行器： 详细讲解环行器的三端口和四端口结构，分析其隔离和传输原理，以及在信号分路、匹配和隔离等方面的应用。 铁氧体隔离器： 阐述隔离器如何利用法拉第旋转效应实现信号的单向传输，从而保护前端敏感器件。 铁氧体移相器： 介绍基于法拉第旋转和双折射效应的铁氧体移相器，分析其相移量与控制磁场的关系，并讨论如何实现连续可调的移相功能。 铁氧体开关： 讲解铁氧体开关的工作原理，以及如何在不同工作状态下实现信号的切换。 对于每种器件，本书都将提供详细的结构设计、工作原理分析以及性能评估方法。我们将结合电磁场理论和微波电路理论，对器件的S参数、插入损耗、隔离度、回波损耗等关键参数进行深入分析，并提供相应的仿真和实验验证方法。 第三部分：微波铁氧体器件的变极化应用 本部分是本书的重中之重，将重点阐述微波铁氧体器件在实现连续可调变极化功能方面的革新性应用。变极化技术旨在能够根据通信环境或目标特性，动态地改变信号的极化方式（如线极化、圆极化、椭圆极化及其任意角度的组合），以提升通信系统的鲁棒性、抗干扰能力和频谱利用效率。 我们将首先介绍不同极化方式的电磁场表示方法，以及极化失配对无线通信系统性能的影响。在此基础上，详细阐述铁氧体材料如何通过其磁光效应和双折射效应，实现对微波信号极化的有效控制。 基于法拉第旋转的变极化器： 详细介绍如何利用铁氧体材料在特定结构（如波导、微带线）中的法拉第旋转效应，设计出能够连续、精确调节信号线极化方向的变极化器。我们将分析磁场控制下的角度分辨率、响应速度和稳定性等关键性能指标。 基于双折射效应的变极化器： 探讨如何利用铁氧体材料在不同偏振方向上呈现不同磁导率的特性，设计出能够改变信号圆极化度或椭圆极化度，甚至实现任意椭圆极化的变极化器。 铁氧体固态变极化天线： 将铁氧体器件与天线结构相结合，设计出具有全固态、低功耗、高集成度特点的变极化天线。我们将分析如何通过控制铁氧体器件的磁场，实现天线辐射极化的动态调整，从而实现信号的最大接收增益或最小旁瓣干扰。 集成化变极化系统： 介绍如何将多个铁氧体变极化器件集成，构建更复杂的变极化系统，以满足多功能、高性能的通信需求，例如在相控阵天线中实现波束赋形与极化控制的协同。 本书将深入分析这些变极化器件的设计挑战，包括如何实现宽带、低损耗、高隔离度以及快速响应的性能。我们将结合先进的电磁仿真软件（如CST, HFSS）和实际的硬件实现经验，为读者提供切实可行的设计指导。 第四部分：变极化应用与发展趋势 本部分将聚焦于微波铁氧体变极化器件在各个领域的具体应用，并展望未来的发展趋势。 无线通信系统： 探讨变极化技术在提高信道容量、降低多径效应、增强抗干扰能力方面的优势，尤其是在5G及未来6G通信、卫星通信、物联网等领域。 雷达系统： 分析变极化雷达在目标识别、隐身目标探测、恶劣天气穿透等方面的应用潜力，以及铁氧体变极化器件如何为实现这些功能提供关键支撑。 电子对抗： 阐述变极化技术在欺骗、干扰和反干扰中的作用，以及铁氧体器件如何实现对敌方雷达和通信信号的动态响应和有效对抗。 新材料与新工艺： 讨论当前铁氧体材料研究的前沿动态，例如纳米化铁氧体、新型复合铁氧体材料的开发，以及先进的微纳加工工艺在提高器件性能和集成度方面的作用。 未来发展方向： 展望铁氧体变极化技术在人工智能、机器学习等领域的潜在交叉应用，以及实现更高带宽、更低功耗、更智能化的变极化器件的发展前景。 本书的写作目标是为微波铁氧体材料、器件设计以及其在变极化应用领域的研究和工程人员提供一份全面、深入、实用的参考。我们希望通过本书，能够激发读者对微波铁氧体器件及其变极化应用的深入探索，并为相关技术的创新与发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

《微波铁氧体器件与变极化应用》这个书名，在我的脑海中勾勒出一幅关于电磁波操控的画卷。我一直对那些能够“驯服”电磁波的技术感到着迷。书名中的“铁氧体器件”，让我猜测书中会详细介绍铁氧体材料的微观结构和宏观电磁特性，以及如何利用这些特性来设计出具有特定功能的器件。我尤其感兴趣的是，这些器件是如何在微波频率下工作的，它们在能量损耗、插入损耗、隔离度等方面有哪些性能指标？而“变极化应用”这个词，则让我联想到更高级的通信和传感技术。在我看来，能够动态地改变信号的极化方式，意味着我们可以在复杂的电磁环境中实现更灵活的通信，比如在多径衰落的场景下，选择最优的极化方式来维持通信的稳定性。我也好奇，这是否也涉及到一些新型的雷达技术，例如能够区分不同极化特性的目标，从而提高探测精度和识别能力。如果书中能够提供一些关于铁氧体材料的微波特性参数，以及不同器件的设计公式和原理，那对我理解这些应用场景的物理基础将大有裨益。我希望这本书能够像一本珍贵的工具箱，里面装满了实现这些先进功能的“工具”和“方法”。

评分☆☆☆☆☆

这本《微波铁氧体器件与变极化应用》的标题，本身就勾勒出了一个充满工程魅力的方向。我一直在思考，在信息爆炸的时代，我们如何能够更有效地利用有限的频谱资源，同时保证通信的质量和安全性。书名中的“铁氧体器件”让我联想到那些在微波系统中扮演着关键角色的无源器件，它们如何通过磁场控制来改变微波的传播特性，这是多么精巧的设计。而“变极化应用”则更是激发了我对未来通信方式的想象。想象一下，如果我们的通信系统能够智能地感知环境，自动调整信号的极化方式，从而绕过干扰、提升信号强度，那将是多么巨大的进步。这不禁让我想到，这本书是否会深入探讨不同类型的铁氧体器件，例如铁氧体环行器、隔离器、移相器等，以及它们在实现这些“变极化”功能时所起到的核心作用。我特别期待能够了解到，在实际的微波系统中，这些器件是如何被集成在一起，协同工作，从而实现复杂的功能。而且，如果书中能够提供一些设计流程、仿真方法或者实际的测试数据，那对于想要在微波领域进行研发的工程师来说，无疑会是宝贵的财富。我希望这本书能够像一位经验丰富的导师，指引我进入这个充满挑战又极具前景的领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字《微波铁氧体器件与变极化应用》立刻吸引了我的注意力，因为它触及了我一直以来在微波工程领域所关注的核心问题之一：如何实现对电磁波的精确控制。铁氧体材料由于其独特的磁电耦合效应，在微波器件设计中扮演着不可或缺的角色。我猜想，书中会深入探讨铁氧体材料的种类、制备工艺，以及它们在不同磁场偏置下的微波特性。更重要的是，“变极化应用”这个词，让我联想到许多激动人心的可能性。在无线通信领域，极化复用技术能够显著提高频谱利用效率，而在雷达系统中，利用极化信息可以更好地识别目标、抑制杂波。因此，我非常期待书中能够详细阐述如何利用铁氧体器件来实现信号的极化转换、极化分离以及极化保持等功能。例如，书中是否会介绍一些基于铁氧体移相器或铁氧体相控阵列的变极化天线设计？或者，是否会讨论如何利用铁氧体器件来构建能够自适应极化的通信链路，以应对不断变化的传播环境？我希望这本书能为我提供扎实的理论基础和丰富的工程实践指导，帮助我理解并掌握如何设计和优化这些高性能的微波器件和系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字《微波铁氧体器件与变极化应用》一听就让人觉得内容会非常硬核，技术性很强。虽然我目前接触的领域还不是最前沿的微波技术，但它里面提到的“铁氧体器件”和“变极化应用”这两个词汇，让我对这个领域的潜在可能性充满了好奇。我常常在想，这些看似基础的材料和技术，究竟是如何支撑起我们如今高速发展的通信、雷达以及其他高科技应用的？比如，书中提到的“变极化”，这听起来就像是在电磁波的世界里玩转方向，能够根据需求灵活地改变波的“姿态”，这本身就充满了智慧和挑战。我猜想，这本书可能会深入浅出地介绍铁氧体材料的独特物理特性，以及它们如何被设计、制造并应用在各种微波电路中，比如实现信号的隔离、切换、滤波等等。而且，“变极化”的应用听起来非常吸引人，是不是意味着我们可以实现更高效的信号传输、更精密的雷达探测，甚至是一些目前我们难以想象的创新功能？我希望这本书能提供一些实际的案例分析，让我了解这些理论是如何落地，又是如何解决工程上的难题的。当然，对于我这样的初学者来说，我更希望书中能够提供一些基础概念的解释，帮助我建立起对这个复杂领域的初步认知，而不是直接一头扎进高深的公式和理论中。

评分☆☆☆☆☆

《微波铁氧体器件与变极化应用》这个书名，让我立刻联想到了一系列关于微波工程中的关键技术和前沿应用。我一直对铁氧体材料在微波频率下的独特磁学和电学性质感到好奇，尤其是它们如何能够被用在各种无源和有源微波器件中。书中提到的“铁氧体器件”，很可能涵盖了诸如铁氧体环行器、隔离器、移相器、调制器等一系列基础且重要的元器件。我期待书中能够详细介绍这些器件的工作原理，以及它们是如何通过外部磁场来调控微波信号的。而“变极化应用”则更是让我对这本书充满了期待。在如今对通信效率和数据传输速率要求越来越高的背景下，对信号极化的灵活控制显得尤为重要。我猜想，书中可能会探讨如何利用铁氧体器件来实现例如线极化、圆极化之间的转换，或者如何实现极化分集和极化复用等技术。这对于提高通信系统的容量、可靠性以及在复杂电磁环境下的鲁棒性都具有重要的意义。我非常希望能从书中了解到一些具体的应用案例，比如在雷达系统、卫星通信，或者未来的5G/6G通信系统中，铁氧体变极化器件是如何发挥作用，又是如何为这些领域带来革新的。