一种左、右手材料结构吸波体吸波特性研究

提出了一种空气／左手介质／右手介质／金属的双层吸波体结构，引入左手材料做匹配层，利用传输线模型与计算机仿真方法考察了左手材料各个参数变化对吸波性能的影响．仿真结果表明：左手材料各个参数适当的选择对提高吸收率起着重要作用；在给定参量条件下，左手材料层厚度最佳值为1mm；随着左手材料层厚度的变化，吸波体的吸收峰值将降低且峰值对应的频率也将分别向低频或高频移动．     

随机多层介质中光波的传播

本文研究光波（电磁波）在特殊随机多层介质中的传播。用转移矩阵方法和二阶单模矩阵理论得到的透射谱中，存在着一定数量不同波长的透射峰，并且透射峰的数目和位置可以人为地改变和移动。     

一维双周期光子晶体的特性分析

借助传输矩阵法研究一维光子晶体的光传输特性。当一维光子晶体为双周期时,两光子晶体禁带的交叠处将会出现明显的共振透射峰。当一维双周期光子晶体的一种组成介质的介电常数为复数并且其虚部为正时,两透射峰都将出现吸收现象。如果该介电常数虚部为负,则两透射峰都将出现放大现象。     

单轴各向异性左手材料薄层的Goos-Hānchen位移

左手材料是近几年兴起的一种新型人工材料,现有的左手材料大多数是各向异性的。因此对各向异性左手材料的研究非常重要。对光轴与界面成任意角度的单轴各向异性左手材料薄层的Goos-Hānchen（GH）位移进行了研究．分别对入射波全反射和部分反射情形进行了研究,得到了GH位移的表达式。分析了入射角和光轴与界面的夹角对GH位移的影响,并对这两种情况下GH位移的符号进行了分析。研究发现,部分反射时反射波的GH位移与透射波的相等;薄层厚度逐渐增加时,透射波的GH位移振荡且呈整体增加,在透射共振点达到绝对极大值,它受入射角和光轴与界面的夹角的巨大影响。     

单轴各向异性左手材料薄层的Goos-Hnchen位移

左手材料是近几年兴起的一种新型人工材料,现有的左手材料大多数是各向异性的.因此对各向异性左手材料的研究非常重要.对光轴与界面成任意角度的单轴各向异性左手材料薄层的Goos-Hnchen(GH)位移进行了研究.分别对入射波全反射和部分反射情形进行了研究,得到了GH位移的表达式.分析了入射角和光轴与界面的夹角对GH位移的影响,并对这两种情况下GH位移的符号进行了分析.研究发现,部分反射时反射波的GH位移与透射波的相等;薄层厚度逐渐增加时,透射波的GH位移振荡且呈整体增加,在透射共振点达到绝对极大值,它受入射角和光轴与界面的夹角的巨大影响.     

单轴各向异性左手材料薄层的Goos-H(a)nchen位移

左手材料是近几年兴起的一种新型人工材料,现有的左手材料大多数是各向异性的.因此对各向异性左手材料的研究非常重要.对光轴与界面成任意角度的单轴各向异性左手材料薄层的Goos-H(a)nchen(GH)位移进行了研究.分别对入射波全反射和部分反射情形进行了研究,得到了GH位移的表达式.分析了入射角和光轴与界面的夹角对GH位移的影响,并对这两种情况下GH位移的符号进行了分析.研究发现,部分反射时反射波的GH位移与透射波的相等;薄层厚度逐渐增加时,透射波的GH位移振荡且呈整体增加,在透射共振点达到绝对极大值,它受入射角和光轴与界面的夹角的巨大影响.     

基于周期结构的屏蔽带状线传输特性研究

本文以周期结构理论为基础,提出了一种新型的基于屏蔽带状线的周期结构,利用传输矩阵和BLOCK阻抗相结合的方法证明该结构在特定频段内传播常数和BLOCK阻抗实部同时为负,具有左手特性,在此基础上分析了该结构的传输特性。结果表明,所设计的周期结构左手带宽超过30%,同时内导体厚度较大,可用于高功率传输。     

含负折射率介质的一维光子晶体的带隙结构

提出了用正、负折射率介质层交替排列构成的一维光子晶体模型,并且用传输矩阵法计算了该模型的透射谱,从理论上分析了其带隙结构。发现负折射率介质层的引入导致了奇异的带隙特性:禁带很宽,禁带宽度2△ε／ε0趋于2,导带为没有振荡的尖锐峰;禁带宽度对折射率对比度和周期数的变化非常敏感。     

左、右手材料结构吸波性能的计算机仿真

为了考察在吸波体结构设计中引入左手材料所产生的效果,提出了空气/左手介质/右手介质/金属结构吸波体模型,用传输线模型对该结构的吸波特性进行了理论分析,并用遗传算法对结构进行了优化与计算机仿真.研究结果表明,在微波垂直入射条件下,当材料整体电磁参量最优匹配时,在0.4～10 GHz频带内该结构能实现平均-12 dB的反射率.表明左手介质的引入有利于实现材料整体电磁参量的较好匹配,提高吸收峰值,拓宽吸波体的带宽.这为宽频带/多频带吸收材料的研制提供了一条可供选择的途径.     

含负折射率介质的一维光子晶体的带隙结构

提出了用正、负折射率介质层变替排列构成的一维光于晶体模型，并且用传输矩阵法计算了该模型的透射谱，从理论上分析了其带隙结构。发现负折射率介质层的引入导致了奇异的带隙特性：禁带很宽，禁带宽度2△ω/ω0趋于2．导带为没有振荡的尖锐峰;禁带宽度对折射率对比度和周期数的变化非常敏感。     

Left-handed metamaterials applied to the RCS reduction of the antenna

This paper presents a left-handed metamaterials (LHM) applied to reduce the RCS of the antenna. The LHM structure is utilized to the antenna by null-refraction assembly, and two simulated examples are provided. Simulated results show that at the working frequency the RCS of the array antenna with RAM can be reduced more than 20dB by this method. And the control of the RCS of the antenna can be obtained by adjusting the size of the LHM structure.     

非线性左手材料中的差频耦合

基于非线性电磁理论,推导了无耗非线性左手材料中差频耦合波方程,由此方程分析了相位匹配条件下信号波与差频波的反向能量转换过程及其空间分布．发现有限厚度的非线性左手介质板能够得到比右手材料更大的信号波和差频波能量输出．因此可利用非线性左手材料制备更加小型化的微波放大器,并通过参量调节来控制材料的左、右手特性,从而实现信号波输出方向可调的小型微波放大器件．     

一种开口环缺陷地面结构复合左右手传输线

提出了一种开口谐振环缺陷地面结构复合左右手传输线,采用曲线拟合技术提取出单元等效电路值,推导出该单元模型的传输零点位置、色散特性、折射率特性以及级联传输特性.理论和实验结果均表明,该结构呈现出复合左右手特性.这种新型复合左右手传输线具有带外传输零点,结构简单紧凑且不引入对地过孔,适合在微波集成电路中推广应用.     

左手材料及其在微带天线中的应用

介绍了左手材料(LHM)的概念及其基本电磁特性,采用HFSS软件,设计并仿真研究了一种在聚四氟乙烯微带介质基片两面分别腐蚀出带状周期性排列金属杆和开口圆形谐振环(SRRs)的LHM材料,将该材料覆盖于普通矩形微带天线上,能使微带天线的电压驻波比带宽提高约80%,增益也相应提高1.7 dB,同时天线的前向辐射增强而侧向辐射明显减弱.     

基于移位算子与无分裂FDTD法左手材料研究

该文将移位算子应用于无分裂FDTD法对左手材料的Drude色散模型进行FDTD分析。该文采用的移位算子充分利用了无分裂FDTD算法中存储的3个时刻的场量,避免了场分裂,与内部场量同时处理,使程序简洁高效。最后,该文利用依以上方法所编MATLAB程序,验证了左手材料一些负折射特性,同时给出了金属球覆盖左手材料的双站雷达散射结果,探讨了左手材料在雷达隐身方面的应用前景。     

一种新型人工异向介质结构的设计和仿真

根据异向介质可以由具有等效负磁导率的开路环形谐振器阵列和具有等效负介电常数的细金属导线阵列构成的基本原理，提出了一种新型的、相互对等嵌入的开路环形谐振器的结构.与传统的开路环谐振器相比，新结构中内环和外环相互对称，具有更好的电流分布形态和电磁特性.采用这种新型开路环形谐振器阵列和细金属导线阵列组合，得到了一种新型的人工异向介质，并同时给出了完整的设计和仿真过程.通过对上述介质的功率传输特性和“负”Snell折射特性的仿真，表明该结构在特定的频段内表现出了明显的“异向”性质.     

单轴各向异性左手材料的电磁特性

左手材料是近几年兴起的一种新型材料.以Maxwell方程为基础,通过理论计算,对光轴与界面成一定角度的单轴各向异性左手材料的一些电磁特性进行了研究.推导了这种材料中E偏振波和H偏振波的色散方程.对电磁波从各向同性右手材料入射到单轴各向异性左手材料时的折射和全反射现象进行了分析,得到了发生负折射和反常全反射的条件.推导了这种材料层的消逝波的反射系数和透射系数,发现当满足特定条件时,随着材料层厚度的增加,消逝波的透射率被指数倍放大.最后对这种材料层的偏振分束特性进行了研究,得到了实现偏振分束的条件.     

高斯波束在异向介质棱镜中的折射

为了验证异向介质的左手特性,分别采用棱镜实验和时域有限差分法(FDTD)模拟的方法对高斯波束透过异向介质棱镜的传播特性进行研究.异向介质采用周期排列的金属棒和金属环谐振器(SRR)结构,棱镜实验放在平板波导中测量.异向介质中的金属棒与平板波导上下电壁保持电连续,从而产生很好的电等离子效应.在数值模拟中采用高斯波束代替平面波研究能更好的符合实验中的入射波条件.实验和模拟研究结果都显示,折射波束与入射波束位于法线的同一侧,从而表明高斯波束在异向介质/空气交界面处发生了负折射,并且通过测量折射角求出了异向介质的等效折射率.     

异向介质平板对高斯波传播的影响

为了研究异向介质的电磁特性,建立了高斯波束入射到异向介质平板模型.用数值模拟的方法给出了异向介质平板内外部电磁场的分布.异向介质采用周期排列的金属棒与开路环谐振器的阵列结构,工作在14.2 GHz的频率上,对应的折射率为n=-0.71.模拟结果表明,异向介质平板对垂直入射的高斯波具有会聚的作用,对倾斜入射的高斯波在负方向上将产生比其他具有正折射率的平板更大的波束位移.