超构材料是一类具有自然材料不能或难以实现的新颖物理特性的人工构造材料，应用于电子学领域，能够实现优异的性能。本书系统介绍了超构材料的发展历程、基本理论、电磁表征和实现方法，提出了适合工作在高真空环境的两种全金属超构材料单元，采用真实的带电粒子从实验上验证了新奇的反向切伦科夫辐射机理，从而发展出新颖的小型化、高效率反向切伦科夫辐射源，包括振荡器和放大器。此外，本书研究了超构材料中增强相干渡越辐射机理，发展出基于超构材料的小型化、高效率、大功率扩展互作用器件和速调管放大器。这些研究成果为微波/太赫兹电子学的发展开辟了一条新的途径。 本书适合电子科学与技术、物理电子学、电磁场与微波技术、无线电物理、等离子体物理、加速器物理、光学工程等专业的高年级本科生和研究生以及相关科技工作者阅读参考。

Foreword 1
序一（中文版）
序二
前言
第1章 绪论
1.1 超构材料的发展历程
1.2 超构材料的分类
1.2.1 负电材料
1.2.2 负磁材料
1.2.3 左手材料
1.2.4 近零折射率材料
1.2.5 高折射率材料
1.3 超构材料的奇异性质
1.3.1 负折射现象
1.3.2 反向多普勒效应
1.3.3 反向切伦科夫辐射
1.3.4 异常光压特性
1.4 超构材料的应用
参考文献
第2章 超构材料的实现和表征
2.1 超构材料的实现
2.1.1 经典组合及其拓展法
2.1.2 自然材料复合法
2.1.3 传输线法
2.2 等效媒质理论
2.3 等效电磁参数的提取方法
2.3.1 S参数提取法的基本原理
2.3.2 自由空间中的S参数提取法
2.4 超构表面的概述
2.4.1 基本概念和发展历程
2.4.2 超构表面的表征和实现
2.4.3 超构表面的应用
参考文献
第3章 反向切伦科夫辐射的基本理论
3.1 无界各向异性双负材料中的反向切伦科夫辐射
3.1.1 单粒子模型
3.1.2 数值计算
3.2 半无界双负材料中的反向切伦科夫辐射
3.2.1 单粒子模型的理论分析
3.2.2 单粒子模型的数值计算
3.2.3 多粒子模型的理论分析
3.2.4 多粒子模型的数值计算
3.3 填充双负材料的圆波导中的反向切伦科夫辐射
3.3.1 单粒子情形的理论分析
3.3.2 单电子情形的数值计算
3.3.3 圆形注模型的理论分析
3.3.4 圆形注模型的数值计算
参考文献
第4章 反向切伦科夫辐射的实验研究
4.1 超构材料慢波结构
4.1.1 超构材料的等效电磁参数
4.1.2 超构材料慢波结构的电磁特性
4.2 带状注的产生和传输
4.2.1 带状注电子枪
4.2.2 带状注在超构材料慢波结构中的传输
4.3 反向切伦科夫辐射的仿真分析
4.3.1 注波互作用
4.3.2 超构材料中的模式分析
4.3.3 结果分析与讨论
4.4 反向切伦科夫辐射的实验验证
4.4.1 实验装置和实验平台
4.4.2 输出装置的设计与传输特性分析
4.4.3 螺线管磁聚焦系统的设计
4.4.4 实验测试与分析
参考文献
第5章 反向切伦科夫辐射振荡器和放大器
5.1 新颖超构材料慢波结构
5.1.1 电路理论
5.1.2 高频特性
5.1.3 传输特性
5.1.4 冷测实验
5.2 电子光学系统
5.2.1 栅控电子枪
5.2.2 均匀磁聚焦系统
5.3 反向切伦科夫辐射振荡器
5.3.1 注波互作用分析
5.3.2 热测实验
5.4 反向切伦科夫辐射放大器
参考文献
第6章 相干增强渡越辐射及其器件
6.1 超构材料扩展互作用振荡器中的渡越辐射
6.1.1 超构材料扩展互作用谐振腔的高频特性
6.1.2 超构材料扩展互作用振荡器的注波互作用
6.2 超构材料扩展互作用速调管中的渡越辐射
6.2.1 超构材料扩展互作用谐振腔的电磁特性
6.2.2 超构材料扩展互作用谐振腔的实验研究
6.2.3 超构材料扩展互作用速调管的注波互作用
6.3 超构材料速调管中的渡越辐射
6.3.1 S波段超构材料速调管中的渡越辐射的理论研究
6.3.2 S波段超构材料速调管中的渡越辐射的实验研究
6.4 P波段超构材料速调管
6.4.1 P波段超构材料谐振腔电磁特性的仿真研究
6.4.2 P波段超构材料谐振腔的实验研究
6.4.3 P波段超构材料速调管注波互作用的研究
参考文献