不对称结构电磁超材料的研究与应用

发布时间：2021-04-13 11:11

　　异向介质在国内又被称为超材料,其在国内外都是热门研究方向,特别是近年来超材料（metamaterials,MMs）的研究与应用越发趋于成熟,越来越多研究者开始重视超材料的研究,研究课题涵盖的范围也越来越广,从微波频段到光频段,从天线应用到隐身应用,从一维结构到三维结构等等。随着社会需求的不断增加,电磁波单向辐射的研究引起许多人的关注,特别是在产生高功率的激光以及提高光探测技术方面的应用越来越多。在本篇论文中,我们从基本电磁学的Maxwell方程组及本构方程出发,利用开口谐振环（SRRs）设计具有不对称性的磁电耦合双各向异性MMs,利用此超材料实现电磁波的不对称辐射以及平面波导。本文主要讲述的内容如下:1、首先详细地讲述了超材料的研究背景、意义及其研究现状,对它的奇异的电磁特性做了简要说明,并描述了Pendry首次提出的两种人工实现等效负磁导率和等效负介电常数的方法,因为其他结构的超材料都可以有这两种结构衍生得到。2、简要介绍了引用的新参数反演的原理,并且引入时空反演非对称的概念。双各向异性超材料在时空反演的条件下是不对称的,即其本构关系中的磁电耦合系数在空间上是非对称的。3、提出了一种... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）在异向介质中E、H、k、S的关系；（b）在普通介质中E、H、k、S的关系

当平面波从一种介质入射到另界条件：H H E E H H E E 向磁场，E 是分界面的切向电场，H 是分32b）可知，在两种介质的交界面处，入射位匹配条件，并且能量只能是向远离交界示的方向指向分界面，而能量 传播方向，电磁波在同向介质分界面发生折射时，磁波在同向介质与异向介质分界面发生折材料的左手特性，折射波与入射波只能是

则 Goos-H nchen 位移是正向的；若这两种介质是普通介质与超材料，则 Goos-H nchen 位移是反向的[54]，如图2.3 所示。图 2.3 电磁波束在全反射情况下的 Goos-H nchen 位移（ a）在普通介质交界面处发生正位移；（ b）在普通介质/超材料交界面处发生负位移2.4.4 逆 Cerenkov 辐射[55]Cerenkov 辐射[1]是由带电粒子在介质中运动时产生的电流引起的， 粒子在快速运动时，在它运动的方向或反方向上会辐射出角锥状的电磁波，波的方向，即与运动方向的夹角 满足 ② ③，图 2.4 是普通介质和超材料中的 Cerenkov 辐射示意图：粒子在普通介质中的辐射方向与运动方向相同，在超材料中的辐射方向与运动方向相反[1]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]带有EBG反射板的缝隙多层宽带微带阵列天线[J]. 陈彭,杨晓冬,陈朝阳,杨光松,朱晓明.  微波学报. 2014(01)
[2]左手材料和负折射率[J]. 张海燕,马红孺.  大学物理. 2006(12)

博士论文
[1]全介质异向介质的等效介质理论、实现及应用[D]. 彭亮.浙江大学 2008

硕士论文
[1]共面紧凑型电磁带隙结构的多频带与AMC-EBG特性研究[D]. 赵腊梅.北京邮电大学 2013
[2]高阻抗表面EBG结构天线应用的研究[D]. 顾莹莹.东南大学 2006



本文编号：3135187