近年來,人工超材料(Artificial Metamaterials)由于具有反常的電磁特性而在光電子學、納米科技、電子工程等領域得到了深入的研究和廣泛的應用,人工超材料是目前電磁材料的熱門研究方向。人工超材料由于其具有負磁導率和負介電常數(shù),使得在該介質中傳播的電磁波的傳輸特性發(fā)生了改變,例如折射率為負、波矢量方向與能量方向相反等。這些與傳統(tǒng)介質相異的電磁特性使得人工超材料具有極大的研究價值和應用前景。作為微波傳輸線內最基本的單元,人工超材料加載波導能為波導的應用開辟更寬的前景,目前已利用人工超材料實現(xiàn)了如波導小型化和濾波器等功能,但由于人工超材料的獨特結構也引入了新的問題,比如功率傳輸效率和阻抗匹配等。鑒于此,本文對微波在人工超材料加載波導中的傳輸特性進行了深入研究。首先,本文主要對人工超材料的理論和應用的發(fā)展進行了簡單地介紹。接著,對雙負介質進行了分析,詳細介紹了人工超材料的概念及其反常電磁特性,并介紹了兩種人工超材料的結構實現(xiàn)方法。隨后,利用傳輸線理論分析了加載于正方體波導中的SRR單元對波導阻抗的影響,利用波動方程分析了SRR周期結構加載于矩形波導中對波導的場分布的影響。最后,利用HFSS仿真軟件對加載于正方體腔的SRR單元和加載于矩形波導的SRR周期結構進行了仿真,通過對仿真數(shù)據(jù)的歸納與計算驗證了理論推導。最后,基于仿真設計加工了SRR周期結構,通過其加載于S波段矩形波導的實驗結果驗證了理論推導和仿真結果,即:將SRR周期結構加載于矩形波導,波導的傳輸特性會發(fā)生改變,加載具有雙負特性的人工超材料將引起阻抗從容性到感性的突變,阻抗實部的突變向開路點靠近,測試與仿真基本吻合。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TB34;O441.4
【部分圖文】：

人工超材料周期結構

D.R.Smith等的人工超材料結構

D.R.Smith等的棱鏡實驗

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 康雷,趙乾,趙曉鵬;二維負磁導率材料中的缺陷效應[J];物理學報;2004年10期

2 趙乾,趙曉鵬,康雷,張富利,劉亞紅,羅春榮;一維負磁導率材料中的缺陷效應[J];物理學報;2004年07期

本文編號：2830372