基于超材料的极化转换器及其电磁特性研究

发布时间：2025-02-11 10:36

　　电磁超材料是一种可人工灵活设计的周期性结构,通过对其单元结构及单元结构的排列顺序的设计,可使其具备常规自然材料所不具备的特殊电磁特性。磷烯作为一种类石墨烯的新型单原子厚度二维材料,由于其特殊的原子排列,使其具备面内各向异性,为超材料的研究与发展提供了一种新的思路。本文基于金属和磷烯超材料,设计并研究了多款透射型与反射型极化转换器。主要内容如下:(1)基于金属超材料结构,设计了两款透射型多频带交叉极化转换器。第一款为金属非对称双“十”字结构透射型交叉极化转换器。该极化转换器由上下两层相互垂直的光栅结构及中间两层相同的非对称双“十”字结构超材料构成。中间层的“十”字结构四个枝节均不相等,使其具有多个工作频带,包括0.99THz-1.09THz、1.10THz-1.30THz、1.40THz-1.51THz及1.60THz-1.65THz。在上述频带内,能有效的将入射的线极化波转换为交叉极化的透射波。同时,利用中间层金属超材料结构的表面电流分布揭示了该极化转换器的极化转换机理。第二款为金属“WIFI信号”形周期结构透射型交叉极化转换器。该结构上下层为正交光栅,中间层为旋转对称的“WIFI信号”...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1Pendry提出的金属圆柱周期性阵列模型

2-1Pendry提出的金属圆柱周期性阵列模度为无限长，半径为r，相邻金属圆及等效电子质量分别表示为：22effrnna=220()2effrneamInr=，该周期性金属圆柱阵列的等离子222()pcaaInr=改变式中a及r即可改....

图2-2同轴开口谐振金属环阵列结构

22effrnna=220()2effrneamInr=得，该周期性金属圆柱阵列的等离子体222()pcaaInr=改变式中a及r即可改变ωp，即通过r，便可到达调节整个结构的等离子体的特性。题组又首次提出实现负磁导率的结构。0]，进而....

图2-3参考文献[61]中模型在12.97GHz、16.5GHz、23.8GHz及27.85GHz频点处电流分布图，分别对应图（a）（b）（c）（d）

2xyPCR=t反射型金属超材料极化转换器，其基本结构为上层为非对称周期性质材料，底层为金属反射地板。上层金属结构的非对称性使整个超异性的等效介电常数及等效磁导率，因此，此类模型才能使最终的即使此类模型具备极化转换的功能。等效偶极子场谐振理论分析法层超材料结构的层与层之间，或....

图3-1非对称双“十”字结构极化转换器结构示意图，(a)为结构侧视图，(b)为结构上层俯视图，(c)为结构中间层双“十”字结构图，(d)为底层光栅结构

析方法对其转换机理进行简要分析。非对称“十”字形超材料的太赫兹多频带交叉极设计结构具有较好的滤波作用，该结构只允许极化方向与光栅，对极化方向与缝隙方向相同的线极化波具有全反射的作化转换器的入射端口及透射端口加载相互垂直的光栅结换器的转换效率。如图3-1为加载了金属光栅的金属十....

本文编号：4033133