一種新型異向介質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.pdf

1、近年來，人工周期結(jié)構(gòu)研究的興起使人們又能重新去認(rèn)識(shí)一種非同尋常的材料——異向介質(zhì)(metamaterials)。這個(gè)概念最早由前蘇聯(lián)物理學(xué)家Mandelshtam于1940年提出的。而Veselago也于1968年發(fā)表文章闡述了其獨(dú)特的電磁特性，如逆Snell定律、逆多普勒效應(yīng)、以及逆契侖柯夫輻射效應(yīng)等等。直到2001年Smith等人工制造出了第一塊左手介質(zhì)，首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了介質(zhì)的負(fù)折射特性并發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，Veselago的研究

2、才得到了論證。之后，國際上展開了大量的關(guān)于異向介質(zhì)的研究。 本文首先通過研究異向介質(zhì)的內(nèi)部機(jī)理，提出了根據(jù)介質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)與其電磁參數(shù)的關(guān)系來設(shè)計(jì)新型的性能優(yōu)良的異向介質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。隨后對(duì)改進(jìn)的金屬線結(jié)構(gòu)作了計(jì)算機(jī)仿真與分析。研究結(jié)果表明金屬線兩端的橫線結(jié)構(gòu)對(duì)該頻帶內(nèi)的等效介電常數(shù)沒有影響。在此基礎(chǔ)上提出了方形環(huán)異向介質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)線環(huán)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一結(jié)合。通過對(duì)方形環(huán)結(jié)構(gòu)的計(jì)算仿真，發(fā)現(xiàn)環(huán)形面積與單元格面積的比例對(duì)其負(fù)磁導(dǎo)率帶寬的影