基于貼片型結構的超材料的特性研究與設計.pdf

1、“Metamaterial”是21世紀物理學領域出現的一個新的學術詞匯，近年來經常出現在各類科學文獻。一般文獻中都認為metamaterial是“具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料”。因為其具有很多新奇的電磁特性，超材料就可以廣泛應用在微波以及光學領域。本文通過電磁仿真軟件HFSS的仿真對超材料進行了特性研究與設計。主要工作包括：
　　首先，針對傳統(tǒng)S參數提取法的多值性和厚度諧振問題，改進了S參數提取方法，

2、并通過預設模型證明此方法具有普適性和精確性。
　　其次，設計了新型共面雙 L型結構的超材料，分別構建了這種結構單元的等效介電常數和磁導率的等效電路模型，并且根據兩個電路模型推導出相應的等效介電常數和等效磁導率的公式，并且從推導的公式中分析磁諧振頻率與結構單元的各個尺寸之間的關系。
　　再次，引入了一種S型結構的超材料，分別構建了這種結構單元的磁導率的等效電路模型和介電常數的等效電路模型，并且從推導的公式中分析了磁諧振頻率與結

3、構單元的各個尺寸之間的關系。通過合理的調整尺寸，最終得到了負通帶寬度為6.8GHz的改進型超材料結構，是最初S型結構負通帶帶寬的9.7倍，有效地拓寬了這種超材料的帶寬。
　　最后，提出基于改進S型超材料結構的同軸濾波器，將超材料結構添加到同軸濾波器的介質層內，利用其在頻段內的阻帶效應，實現濾波器的功能。本文利用HFSS軟件對這種同軸濾波器的濾波特性進行仿真，并應用相關理論對其原理進行深入的分析。該濾波器或可在微波工程中有廣泛的應用