發(fā)布時間：2018-06-20 10:27

  本文選題：左手材料 + 雙十字架型�。� 參考：《杭州電子科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：多年的科學研究告訴我們,表征一種介質材料的電磁特性需要介電常數ε和磁導率μ兩個基本物理量。而常見的傳統(tǒng)物質中絕大多數的介電常數ε和磁導率μ都是正值,本文所探討的左手材料是一種新型人工制造的電磁材料,其介電常數ε和磁導率μ均為負值,這一點和傳統(tǒng)介質材料是恰恰相反的。由于其奇異的電磁特性,左手材料被廣泛應用于微波天線、射頻器件、光學、材料等眾多領域,并在各個領域中發(fā)揮了不可替代的作用。在傳輸線理論的基礎上,本文設計了一款性能優(yōu)越、更能滿足實用需求的新型左手材料,并通過軟件仿真和實物測試驗證了其工作頻帶和單元損耗大小。主要工作主要有:1、詳細介紹了左手材料設計中必備的軟件仿真和實物測試方法。其中包括高頻電磁仿真軟件HFSS的操作流程和如何從仿真結果中初步判定左手特性的簡單方法,并通過軟件對經典Smith模型進行了建模和仿真,并利用等效本構參數提取法計算出其等效介電常數、等效磁導率、折射率和阻抗四大主要電磁參數。實物測試方法有很多種,考慮到操作方便和容易獲得等方面的因素,本文選擇了矩形波導測試法,并詳細分析了其測試環(huán)境和工作原理。2、根據左手傳輸線理論設計了一款新型的寬帶低耗小單元左手材料,該左手材料由雙十字架型的單元周期排列而成,在電磁波平行入入射的情況下可以產生9.4GHz-16GHz,相對帶寬達到52%的左手頻帶,并且其單元電長度和損耗都小于同類型設計模型。通過實物制作和矩形波導法的實測,證明了其左手特性的存在。本文的研究為左手材料的廣泛應用打下了良好的基礎。
[Abstract]:Many years of scientific research show that the characterization of electromagnetic properties of a dielectric material requires two basic physical quantities: dielectric constant 蔚 and permeability 渭. However, the dielectric constant 蔚 and permeability 渭 of most conventional materials are positive. The left-handed material discussed in this paper is a new type of artificial electromagnetic material. The dielectric constant 蔚 and permeability 渭 are both negative. This is contrary to traditional dielectric materials. Due to its singular electromagnetic properties, left-handed materials are widely used in microwave antennas, RF devices, optics, materials and other fields, and play an irreplaceable role in various fields. On the basis of transmission line theory, this paper designs a new left-handed material which has superior performance and can meet the practical needs. The work band and unit loss are verified by software simulation and physical test. The main work is 1: 1. The necessary software simulation and physical testing methods in the design of left-handed materials are introduced in detail. It includes the operation flow of HFSS and the simple method of how to judge the left-handed characteristic from the simulation results. The classical Smith model is modeled and simulated by the software. The equivalent dielectric constant, equivalent permeability, refractive index and impedance are calculated by the method of extraction of equivalent constitutive parameters. There are many kinds of physical testing methods. Considering the factors of convenient operation and easy access, the rectangular waveguide testing method is chosen in this paper. The testing environment and working principle of the device are analyzed in detail. According to the theory of left-handed transmission line, a new type of left-handed material with broadband and low-consumption elements is designed. The left-handed material is arranged periodically by double cross type elements. In the case of parallel incident electromagnetic waves, 9.4GHz ~ 16GHz can be generated, and the relative bandwidth reaches 52% in the left-hand band, and the cell length and loss are smaller than the design model of the same type. The existence of the left hand characteristic is proved by the material fabrication and the actual measurement of the rectangular waveguide method. The research in this paper has laid a good foundation for the wide application of left-handed materials.
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB39

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本文編號：2043940