本文選題：波阻抗　切入點(diǎn)：磁電耦合材料　出處：《杭州電子科技大學(xué)》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(zhì)越來越得到人們的重視�；陔p各向異性介質(zhì)的應(yīng)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(guān)天線的應(yīng)用。通過采取非平衡的開口諧振環(huán)(SRR)的結(jié)構(gòu),實(shí)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(dǎo)的角度闡述了結(jié)構(gòu)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(qiáng)或者是抑制。本文主要的工作內(nèi)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(guān)研究背景,詳細(xì)介紹了磁電耦合metamaterial的特性、諧振禁帶特性以及參數(shù)反演的原理,引入時空反演非對稱的概念,雙各向異性介質(zhì)在時空反演的條件下是不對稱的,即其本構(gòu)關(guān)系中的電磁耦合系數(shù)在空間上是非對稱的。2、本文的第三章是本文的重點(diǎn)章節(jié),這里從Maxwell方程出發(fā)進(jìn)行了公式推導(dǎo)得出了波阻抗在空間上的非對稱性,并且進(jìn)行了分析說明在何種情況下雙各向異性介質(zhì)可以發(fā)生諧振,在諧振的條件下該介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)人工磁導(dǎo)體的特性從而可以對天線以及其他射頻器件的性能進(jìn)行改善。最后對磁電耦合metamaterial的電磁參數(shù)反演進(jìn)行了相關(guān)的計算推導(dǎo)。3、本文第四、五章是將理論運(yùn)用到實(shí)踐中去的章節(jié),首先進(jìn)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(jié)構(gòu),分析其諧振禁帶,通過仿真得到的數(shù)據(jù)用反演算法提取出了metamaterial結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。其次再結(jié)合相應(yīng)的天線進(jìn)行相應(yīng)的仿真,該磁電耦合metamaterial一側(cè)的放大輻射以及另一側(cè)的壓制輻射得到了相應(yīng)的驗(yàn)證。仿真之后本文將該metamaterial結(jié)構(gòu)和兩種天線即巴倫偶極子天線以及寬帶微帶天線進(jìn)行了實(shí)物的制作,將天線結(jié)合電磁metamaterial進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)很好地驗(yàn)證了上述結(jié)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(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN011

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1680619