一種新型單面型結(jié)構(gòu)左手材料電磁特性的研究.pdf

1、眾所周知，介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ是表征一種材料電磁特性的基本物理量。自然界中絕大多數(shù)材料的ε和μ均為正值，而左手材料是一種ε和μ同時(shí)為負(fù)的新型人工電磁材料。因其新穎的電磁特性，左手材料可以廣泛的應(yīng)用于微波和光學(xué)領(lǐng)域。本文通過電磁仿真軟件CST的仿真和Retrieve算法的計(jì)算，對(duì)單面雙S型結(jié)構(gòu)左手材料進(jìn)行了研究。主要工作包括：
　　1.引入單面雙S型結(jié)構(gòu)左手材料，分別構(gòu)造出這種結(jié)構(gòu)單元的磁導(dǎo)率的等效電路模型和介電常數(shù)的等效電路模型，

2、并根據(jù)電路模型推導(dǎo)出相應(yīng)的等效磁導(dǎo)率和等效介電常數(shù)公式，從公式中分析并建立磁諧振頻率與結(jié)構(gòu)單元的各個(gè)尺寸之間的關(guān)系。結(jié)果表明，金屬箔片線寬和周期間距對(duì)磁諧振頻率影響非常明顯。
　　2.分析在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和波矢取向不同的三種電磁波入射下，單面雙S型結(jié)構(gòu)左手材料的電響應(yīng)、磁響應(yīng)、表面電流分布及其等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率。較強(qiáng)的電諧振和磁諧振使得等效介電常數(shù)和磁導(dǎo)率在某些頻段為負(fù)。邊界條件一下的等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率曲線證實(shí)了在7.43

3、GHz頻率附近，等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)。
　　3.通過仿真，研究左手材料的金屬箔片間隙、線寬、周期間距等結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的改變對(duì)諧振頻率和左手性帶寬的影響。通過合理的調(diào)整尺寸，最終得到了左手性通帶寬度為3.53GHz，是最初左手性通帶帶寬為1.34GHz的左手材料的2.6倍，有效地拓寬了這種左手材料的帶寬。
　　4.從介質(zhì)板和金屬箔片的材料的本征參數(shù)出發(fā)，研究介質(zhì)板損耗角正切和金屬箔片電導(dǎo)率等對(duì)左手材料損耗的影響。結(jié)果