左手材料的研究进展

左手材料奇异特性使得它在隐身技术、通讯技术、新型信息技术等领域有重要的应用前景。本文综述了左手材料的研究发展概况,概括了近几年来成功设计的几种左手材料的结构,并展望了左手材料今后研究的重点、发展趋势及应用前景。

一种左手材料涂敷目标的RCS高效计算

为解决混合场积分方程方法在分析左手材料涂敷目标时存在的建模与计算复杂度问题,从电磁场波动方程出发,引入阻抗边界条件,在导体表面建立修正的电场积分方程,从而高效计算左手材料涂敷目标的雷达散射截面(RCS)。数值算例表明,该方法在满足一定精度的要求下,可以有效减少内存消耗和计算时间。

左手材料研究进展及应用前景

详细介绍了左手材料(同时拥有负磁导率和负介电常数)存在的理论依据、实现方法和基本电磁特性,针对其出现的新颖电磁特性介绍了它在隐身、光学和微波等领域的潜在应用,及其需进一步加强的工作和发展方向。

左手材料在天线角域RCS控制中的应用

提出了利用左手材料(LHM)实现天线的小角域雷达散射截面(RCS)控制方法.利用LHM结构的平板汇聚特性,在微带天线上加载LHM结构天线覆层进行小角域RCS控制,并给出了两个仿真实例.仿真结果表明,当微带天线单元以及微带阵列天线加载LHM结构的天线覆层后,天线在小角域范围内可获得20dB以上的减缩,并通过改变左手材料的尺寸来达到在一定小角域范围内的RCS减缩控制.

含各向异性左手材料的一维Thue-Mores准周期结构的反射带隙

采用传输矩阵法,研究了由各向同性右手材料和各向异性左手材料组成的Thue-Morse准周期结构的反射带隙,分析了入射角、偏振和晶格比例缩放因子对反射带隙的影响.结果表明该结构存在一个全方向反射带隙,该带隙的宽度由TE模的低频带边缘和TM模的高频带边缘决定.当在该结构中插入一层缺陷时,在全方向带隙中出现一条缺陷模.对TE模,缺陷模的位置受入射角的影响很弱,而对TM模,缺陷模的位置随入射角的增大,向高频方向移动.

谐振环左手材料设计参数对太赫兹传输的影响

左手材料(LHM)的出现,为新型材料的探究和应用开辟了一个全新的领域。电磁波在左手材料中的传播特性已经被许多研究工作者广泛探索并得到了许多新结果,与此同时,太赫兹由于其独特性质也成为近年来研究的热点。归类总结了太赫兹波在典型LHM材料中的传输,并通过比较太赫兹波在不同设计的LHM中的传输,得出在LHM设计中,周期、分形、基板材料等参数对太赫兹传输的影响,这些传输特性在太赫兹波器件的制备方面有很大的应用前景。

左手材料设计及透明现象研究进展

左手材料具有负的介电常数,磁导率和折射率,它与电磁波相互作用的规律与传统材料有本质的区别.首先讨论了金属线点阵结构实现负介电常数和开口谐振环点阵结构实现负磁导率的内在机理,综述了目前实现左手材料的设计与制备方法,讨论了左手材料研究中能量如何定义以满足守恒律,左手材料的宏观等效参数的确定,以及影响左手材料负折射相对频带带宽的因素。最后对左手材料在光子隧道效应和电磁波透明方面的应用进行了介绍,重点讨论了利用力学中的"中性夹杂"概念对电磁波透明的设计.论文还探讨了声波左手材料的概念和物理意义,介绍了用声波左手材料实现声波透明的方法.

含左手材料对称三层平板空气波导的模式特性

研究了左手材料作为衬底及覆盖层的对称三层平板空气波导的传输特性.快波和慢波都可以在这种波导中传播.快波不存在基模模式,只有0阶和1阶的TE或TM模才会出现慢波.当左手材料的相对介电常量和相对磁导率相等时,TE、TM模式完全简并,当其相异时简并消除.可以存在同阶模式的双传播模.

左手材料的研究进展与应用前景

左手材料是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负的人工复合材料,具有许多反常的物理性质,是材料、电磁、光学等领域的热门研究方向。在结合国内外研究现状的基础上综述了左手材料的理论、结构特征、制备工艺、性能测试等,最后探讨了左手材料的发展趋势、应用前景和亟需解决的问题,以期获得对左手材料更为深刻和全面的理解。

耦合增强型“巨”字形左手材料磁谐振器的设计

磁谐振器与电谐振器组合能够实现同时具有负介电常数和负磁导率的左手材料,左手材料磁谐振器的设计对于设计新型左手材料具有重要的意义。针对左手材料磁谐振器设计问题,提出了磁谐振器设计原理,为消除磁谐振器的双各向异性,所设计的结构关于电场方向等效为镜像对称的单回路。根据此原理,设计了耦合增强型"巨"字形磁谐振器结构,并通过实验仿真验证了结构的等效负磁导率。结果表明,所设计的结构在8.9GHz-10GHz之间具有负的等效磁导率,并且结构的双各项异性得到了有效的消除,说明了所提出设计原理的正确性。相对于传统的开口谐振环磁谐振器,"巨"字形磁谐振器结构简单,易于进行加工制作和理论分析。

微波段左手材料光子晶体带隙特性研究

利用电磁理论和传输矩阵法仿真得到了在0.3~6.935GHz微波波段具有负折射率的左手材料,并分别对右手材料和左手材料构成的光子晶体带隙特点进行了分析.结果表明：右手材料光子晶体结构的带隙对周期数变化不敏感,而对层厚度比、入射角度变化敏感;左手材料光子晶体带隙随层厚度比的增大,带隙位置出现蓝移,随着入射角度的增大,TM波主带隙的上带边会出现红移,而TE波带隙特性对入射角度变化不敏感.研究结果对微波技术中全方位反射器等器件的设计有一定的参考意义.

左手材料在天线中的应用研究进展

从理论上解释了左手材料用于天线设计时实现天线高指向性、高效率、小型化以及大扫描范围的原因,重点介绍了基于金属谐振结构和复合左/右手传输线(CRLH TL)结构的左手材料用于天线设计时的研究进展,指出金属谐振结构在提高天线方向性、增大天线增益、减小天线体积等方面具有很大优势,CRLH TL结构在提高天线带宽、增加天线频带、增大漏波天线扫描范围等方面具有潜在的应用价值。

左手材料的研究进展

左手材料是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负值的电磁材料。介绍了左手材料的基本原理,阐述了微波段、红外和可见光波段左手材料的实现方式,展望了左手材料的应用前景。

左手材料薄板波导中的传导模

推导了左手材料薄板波导中传导模的色散方程,分析了波导中存在传导模与波导材料和包敷材料参数取值范围之间的关系。数值算例证实了这些关系。

太赫兹波段树枝状三维各向同性左手材料设计及特性研究

基于微波段二维树枝状左手材料的设计思想，设计了太赫兹波段的三维各向同性左手材料结构单元模型．采用金属Drude模型，运用等效媒质理论，仿真模拟了结构单元的电磁响应特性，计算了结构单元的有关电磁参数，分析了其缺陷效应和吸波特性．结果表明折射率在太赫兹波段1．17～1．38THz之间为负值，并通过模拟负折射验证了其左手特性；在缺陷严重情况下，其左手特性将消失；通过对模型进行改进，在1．47THz处出现了一个吸收峰，吸收率高达98％．该模型结构简单，研究结果为采用自上而下的方法制备三维太赫兹波段左手材料指出了途径．

一种用于60GHz通信的S型结构左手材料的设计

基于对S型结构的理论分析,将中心频率设置为60GHz,通过合理的改变单元结构中相应的尺寸以实现所需电谐振和磁谐振频率,并且经过优化以实现负介电常量和负磁导率的重合频段尽可能理想.运用反演参量提取方法进行电磁参量提取,可以得到本设计在58.1～61.4GHz频段内其ε和μ同时为负,即左手频段.分析散射参量的仿真结果,在58～62GHz频段内S21大于-3dB,在59.8～60.4GHz频段内,S11小于-20dB,因此该设计结果可以运用于60GHz通信滤波器和天线等器件的研究与设计.

微波左手材料及其应用前景

左手材料是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负的人工周期结构材料,在其中传播电磁波的群速度与相速度方向相反,从而呈现出许多奇异特性。本文介绍了左手材料的基本概念、实现原理,综述了其在理论与实验研究方面取得的最新进展、研究热点、缺陷效应及实现负折射的其它途径。最后对左手材料的应用前景进行了展望。

基于蘑菇型磁谐振环结构的左手材料设计与分析

提出了一种蘑菇型磁谐振环结构,并结合金属丝电谐振结构设计了左手材料单元。利用CST电磁仿真软件,通过平面波入射实验、等效电磁参数提取及波导仿真实验等方法验证了左手通带的存在。这种磁谐振环结构由单匝开口环路串连而成,相比于传统的多环路开口谐振环有着更为简单的结构形式,便于材料的加工和制备。同时,这种前后相邻的磁谐振环固有的金属条结构,也为左手材料的电磁谐振提供了一种电容耦合单元。

非线性左手材料中的三波耦合

基于电磁场理论,推导了无耗非线性左手材料中三波耦合的波混合方程,并研究了相位匹配条件下正向信号波与逆向和频波的能量转换过程及其空间分布.验证了可将无耗非线性左手材料的入射面作为反射镜,把能量以和频波的形式反射.同时给出有限厚度介质板中信号波和和频波的场强分布数值结果,验证了文中结论的正确性.

左手材料复合双棱镜内部界面的古斯-汉森位移

设计了一种左手材料复合双棱镜,由两块各向同性左手材料棱镜与夹在其间的、其界面与光轴成一定的角度的单轴各向异性左手材料平板构成.研究了发生在其内部界面上的古斯-汉森位移.分析了发生折射的条件和古斯-汉森位移的符号.研究发现,反射波与透射波有相同的古斯-汉森位移,透射波的古斯-汉森位移随着薄层厚度的增加而振荡,整体上呈增加趋势;在透射共振点,透射波的古斯-汉森位移达到极大值,且极大值可达入射波波长的数十倍;发现入射角和光轴与界面的角度对透射波的古斯-汉森位移有很大影响.最后简单地探讨了这种双棱镜的潜在应用.