超材料吸波體及左手材料的研究.pdf

1、超材料（metamaterial）是一種亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期排列而成的人工材料，擁有常規(guī)材料不能實(shí)現(xiàn)的奇異電磁特性，在隱身斗篷、納米光學(xué)成像、微型諧振器、定向發(fā)射天線、熱輻射探測(cè)器、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器、彎曲波導(dǎo)等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。
　　本文以發(fā)展新型超材料為目標(biāo)，系統(tǒng)研究了三角型吸波體、“豐”型零折射超材料、“回”型負(fù)折射超材料、雙“E”型超材料、“中”型負(fù)折射超材料和銅錢型超材料等六種材料，計(jì)算了其等效電磁參數(shù)，分析了結(jié)構(gòu)與電磁特性的

2、依賴關(guān)系，揭示了這些超常電磁特性的微波響應(yīng)機(jī)理。其中重點(diǎn)開(kāi)展了三角型超材料吸波體和銅錢型超材料的電磁特性研究。
　　對(duì)于三角型超材料吸波體:三角型MMA厚度為波長(zhǎng)的1/8，遠(yuǎn)小于普通電損耗吸波介質(zhì)厚度(λ/4)，并且吸收性能得到了極大提高。吸收峰頻率隨介質(zhì)厚度和金屬厚度的減小而藍(lán)移，與原胞間縫寬成線性關(guān)系，這種吸波性能對(duì)縫寬的線性依賴關(guān)系使得調(diào)控微波吸收頻帶更為簡(jiǎn)便。該吸波體的損耗以介質(zhì)損耗為主，歐姆損耗為輔，在熱探測(cè)器、傳感器、

3、微波衰減器件上具有潛在的應(yīng)用前景。
　　銅錢型結(jié)構(gòu)的超材料呈現(xiàn)出一個(gè)負(fù)折射帶（品質(zhì)因數(shù)為5.6）和兩個(gè)零折射帶（一個(gè)寬頻帶和一個(gè)低損耗頻帶），在多頻段、多功能、不同損耗微波器件應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì)。我們深入探討了銅錢環(huán)、金屬線與共振頻率的關(guān)系，建立了銅錢型超材料的電等離子體頻率和磁等離子體頻率模型，分析了銅錢型超材料負(fù)折射和零折射的產(chǎn)生機(jī)理，為新型超材料研究與發(fā)展提供了參考;基于零折射特性的研究結(jié)果，提出了實(shí)現(xiàn)零折射率的通用判據(jù)，即