非對稱開口六邊形環(huán)及樹枝狀微波左手材料電磁特征研究.pdf

1、左手材料(Left-handed metamaterials，LHMs)是一種介電常數和磁導率同時為負的人工復合結構材料，由于其中傳播電磁波的相速度和群速度方向相反，從而表現出一系列反常的電磁特性。如反常Doppler效應、反常Cherenkov輻射、反常Goos-Hanchen位移、負折射效應和完美透鏡效應等。LHMs的發(fā)現被美國《科學》雜志評為2003年度十大科技突破之一，是當前物理與電磁學研究領域中的前沿與熱點問題。本論文主要研究

2、了非對稱開口六邊形諧振環(huán)及樹枝狀結構的設計、制備、結構參數以及單元間相互作用對其性能的影響，并由此設計左手材料。論文創(chuàng)新和有價值的工作涉及以下幾個方面： 1．受自然界樹型結構的啟發(fā)，設計了非對稱開口六邊形諧振環(huán)微結構單元，用電路板刻蝕技術制作了樣品環(huán)及其組合結構。采用計算機模擬和實驗研究了單個和多個諧振環(huán)在微波段(8-12GHz)的電磁響應行為。研究結果表明，該結構具有負磁導率特性，開口諧振環(huán)幾何尺寸影響環(huán)的磁諧振頻率；兩環(huán)環(huán)間

3、距較小時出現二次諧振；帶高級分支的輻射狀環(huán)列相對于不帶分支環(huán)列透射峰向低頻移動，實驗和模擬結果吻合。 2．通過數值模擬和實驗研究了電磁波水平和垂直入射情況下樹枝多級結構的電磁響應行為，并由此設計樹枝左手材料。模擬表明樹枝多級結構可以產生電諧振和多個磁諧振。改變樹枝的級數以及各分支的長度，可以調節(jié)磁諧振和電諧振的相對位置；把這種結構排列成周期性陣列，當樹枝陣列的高級磁諧振出現在其電響應頻段內時，在透射曲線上即可出現一左手透射峰。采