發(fā)布時間：2018-03-29 09:56

  本文選題：波阻抗　切入點：磁電耦合材料　出處：《杭州電子科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：伴隨著metamaterial研究的迅速發(fā)展,雙各向異性介質越來越得到人們的重視�；陔p各向異性介質的應用也越來越普及化。本文主要研究的是磁電耦合雙各向異性metamaterial中電波傳播的特性和相關天線的應用。通過采取非平衡的開口諧振環(huán)(SRR)的結構,實現(xiàn)了一種具有非對稱特性的雙各向異性metamaterial,即磁電耦合metamaterial,主要從公式推導的角度闡述了結構非對稱性的特性,電波在該磁電耦合雙各向異性metamaterial的影響下傳播方式將發(fā)生改變,基于此天線的輻射得到增強或者是抑制。本文主要的工作內容如下:1、首先本文的第一、二章介紹了具有非對稱特性的磁電耦合metamaterial的相關研究背景,詳細介紹了磁電耦合metamaterial的特性、諧振禁帶特性以及參數反演的原理,引入時空反演非對稱的概念,雙各向異性介質在時空反演的條件下是不對稱的,即其本構關系中的電磁耦合系數在空間上是非對稱的。2、本文的第三章是本文的重點章節(jié),這里從Maxwell方程出發(fā)進行了公式推導得出了波阻抗在空間上的非對稱性,并且進行了分析說明在何種情況下雙各向異性介質可以發(fā)生諧振,在諧振的條件下該介質可以實現(xiàn)人工磁導體的特性從而可以對天線以及其他射頻器件的性能進行改善。最后對磁電耦合metamaterial的電磁參數反演進行了相關的計算推導。3、本文第四、五章是將理論運用到實踐中去的章節(jié),首先進行了基于非平衡開口諧振環(huán)的磁電耦合metamaterial的仿真分析,得到合適的雙各向異性結構,分析其諧振禁帶,通過仿真得到的數據用反演算法提取出了metamaterial結構的介電常數和磁導率。其次再結合相應的天線進行相應的仿真,該磁電耦合metamaterial一側的放大輻射以及另一側的壓制輻射得到了相應的驗證。仿真之后本文將該metamaterial結構和兩種天線即巴倫偶極子天線以及寬帶微帶天線進行了實物的制作,將天線結合電磁metamaterial進行了相應的實驗,實驗很好地驗證了上述結論。
[Abstract]:With the rapid development of metamaterial research, The application of bianisotropic media is becoming more and more popular. In this paper, the characteristics of radio wave propagation in magnetoelectrically coupled bianisotropic metamaterial and the related antennas are studied. Application. By taking an unbalanced open resonant ring (SRR) structure, In this paper, a bianisotropic metamaterial with asymmetric characteristics, that is, magnetoelectrically coupled metamaterial, is realized. From the angle of formula derivation, the characteristics of structural asymmetry are expounded, and the propagation mode of the electric wave will change under the influence of the magnetoelectrically coupled bianisotropic metamaterial. Based on the radiation enhancement or suppression of this antenna, the main work of this paper is as follows: 1. The first and second chapters of this paper introduce the research background of magnetoelectric coupling metamaterial with asymmetric characteristics. The characteristics of magnetoelectric coupling metamaterial, resonant band gap and the principle of parameter inversion are introduced in detail. The concept of asymmetric spatio-temporal inversion is introduced. The bianisotropic medium is asymmetric under the condition of spatio-temporal inversion. That is, the electromagnetic coupling coefficient in the constitutive relation is asymmetrical in space. The third chapter of this paper is the key chapter of this paper. In this paper, the asymmetry of wave impedance in space is derived from the formula of Maxwell equation. And the analysis shows that the bianisotropic medium can resonate under what conditions. Under the condition of resonance, the dielectric can realize the characteristics of artificial magnetic conductor and improve the performance of antenna and other RF devices. Finally, the inversion of electromagnetic parameters of magnetoelectric coupling metamaterial is calculated and deduced. Chapter five is the chapter of applying the theory to practice. Firstly, the simulation analysis of magnetoelectric coupling metamaterial based on non-equilibrium open resonant ring is carried out, and the suitable bianisotropic structure is obtained and its resonant band gap is analyzed. The permittivity and permeability of the metamaterial structure are extracted by the inversion algorithm. Secondly, the corresponding simulation is carried out with the corresponding antenna. The amplifying radiation on one side of the magnetoelectrically coupled metamaterial and the suppression radiation on the other side have been verified. After the simulation, the metamaterial structure and two kinds of antennas, the Barron dipole antenna and the wideband microstrip antenna, are fabricated in this paper. The antenna is combined with electromagnetic metamaterial and the experimental results show that the above conclusions are well verified.
【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】：2017
【分類號】：TN011

【參考文獻】

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本文編號：1680619