含色散左手材料非对称5层平板波导的模式特性

系统研究了含色散左手材料作为芯层的非对称5层平板波导TE波的传输特性,重点讨论了芯层色散、芯层厚度和覆盖层折射率对波导的影响,并与无色散5层平板波导做了比较。研究表明,导波和表面波都可以在这种波导中传播;TE0模只有表面波,TEm（m〉1）模只有导波,TE1模既有导波又有表面波;TEm（m≥1）各模均存在双模现象。     

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.     

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.     

含色散左手材料平板波导的模式特性

研究了含色散左手材料作为芯层的对称3层平板波导TE波的传输特性。利用有效折射率与频率的关系图,讨论了芯层色散和芯层厚度对波导的影响。研究表明,导波和表面波都可以在这种波导中传播。导波不存在TE0模式,表面波有TE0、TE1模式,阶数m〉1的所有TEm都是导波,除TE0模外所有TE模都存在双模现象。并与无色散左手材料平板波导进行对比,发现它们模式特性的差异。     

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.     

单轴各向异性左手材料中电磁波偏振特性研究

基于电磁场理论,推导了单轴各向异性左手材料中电磁波的传播特性,得出电磁波在各向异性左手材料中传播的条件限制.分析了正常材料和单轴各向异性左手材料界面处发生全反射现象和偏振现象情况,得到了与正常材料以及各向同性左手材料显著不同的结论,有特殊物理意义.     

单负材料对平板波导的模式影响

研究了内包层为负ε材料（ENG）的对称5层平板波导的传输特性。研究表明,这种波导既支持振荡导模（所有TE模和m〉0的TMm模）的传播,又支持TM0,TM1模的表面波传输。在波导中可传输的TM模的模式数目比TE模多1支,同阶的TM模的有效折射率高于TE模。随着ENG层厚度的增加,振荡导模的有效折射率范围扩大。ENG层厚度达到一定后,对波导的传播模式的影响可以忽略。随着芯层厚度的减少,波导中可传输的模式数越来越少。芯层厚度达到一定程度后,就可以在波导中实现单模传输。     

各向同性有机聚合物平板光波导研究

本文介绍了旋转涂覆法制备各向同性有机聚合物平板光波导，并对波导的模式特性参数进行了测试及理论计算。     

采用复合左右手结构的微型基片集成波导滤波器设计

为了降低滤波器尺寸以适应sub-6 GHz小型化便携式通信设备的要求,提出一种新型锯齿形的叉指电容复合左右手结构,从而提升传统矩形叉指复合左右手结构的耦合电容。相比于传统结构,该新型结构增大了叉指电容值,降低了谐振频率,减小了滤波器的尺寸,可为sub-6 GHz无线通信系统提供工作频段仅为3.3~3.5 GHz的微型滤波器。为了进一步验证新型滤波器的设计理论和性能,设计、加工一款基于该结构的微型化基片集成波导(SIW)滤波器。测试结果表明：改进型结构滤波器的中心频率为3.35 GHz,工作带宽为200 MHz,插入损耗为2.4 dB,滤波器尺寸仅为10.0 mm×7.4 mm;相较于传统复合左右手结构滤波器（中心频率为6.8 GHz）,该滤波器的中心频率降低了50%。新型锯齿形叉指复合左右手结构能有效降低射频滤波器的工作频率,减小滤波器尺寸,适用于工作在6 GHz以下频段的微型滤波器设计。     

异向媒质恢复倏逝波作用的研究

为了验证异向媒质（LHM）对倏逝波的恢复作用，提出了一种借助矩形波导的新型仿真模型.在由相位跟踪测量方法得到LHM折射率近似为1的工作频率下，该仿真模型研究了倏逝波通过人工LHM的传输特性，并用有限计算域内的三维时域有限差分FDTD技术对人工异向媒质进行了仿真，获得了倏逝波电场在空波导中的幅度分布.同时讨论了异向媒质电磁参数与理想完美透镜条件的偏差对异向介质对倏逝波恢复作用的影响.仿真结果表明，异向媒质对倏逝波的幅度具有部分恢复作用.该仿真模型可以在有限计算域内单独对倏逝波的性质进行研究，可以应用于验证异向介质对倏逝波作用的实验.     

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.     

波纹波导色散特性的分析与测试

利用线性场理论导出了周期性波纹波导中电磁波传播的色散方程.通过数值计算和用谐振法冷测,分别得到了周期性波纹波导的色散特性,分析表明,理论计算与实验结果吻合.     

用FDTD法分析冷等离子体模型左手材料填充对同轴线截止特性的影响

左手材料的研究是近年来的科研热点．电磁波在左手材料中的传播特性成为研究的主要方向之一．给出了柱坐标系下冷等离子体模型左手材料改进后的时域有限（FDTD）差分格式．利用得到的FDTD差分格式数值计算了不同厚度、不同折射率冷等离子体模型左手材料分别部分填充同轴线后TE模的归一化截止波数,并与正常材料部分填充进行比较．结果显示：左手材料部分填充同轴线后,其TE模截止波数随填充厚度和折射率绝对值的增大而增大,与正常材料填充的结果正好相反．展示了左手材料具有奇异的电磁特性。为左手材料的研究提供数据基础．     

Elasto-plastic analysis of masonry with anisotropic plastic material model

This paper establishes an anisotropic plastic material model to analyze the elasto-plastic behavior of masonry in plane stress state.Being an anisotropic material,masonry has different constitutive relation and fracture energies along each orthotropic axes.Considering the unique material properties of masonry,a new yield criterion for masonry is proposed combining the Hill’s yield criterion and the Rankine’s yield criterion.The new yield criterion not only introduces compression friction coefficient of shear but also considers yield functions for independent stress state along two material axes of tension.To solve the involved nonlinear equations in numerical analysis,several nonlinear methods are implemented,including Newton-Raphson method for nonlinear equations and Implicit Euler backward mapping algorithm to update stresses.To verify the proposed material model of masonry,a series of tests are operated.The simulation results show that the new developed material model implements successfully.Compared with isotropic material model,the proposed model performs better in elasto-plastic analysis of masonry in plane stress state.The proposed anisotropic model is capable of simulating elasto-plastic behavior of masonry and can be used in related applications.