k波段左手材料结构的设计与其电磁特性分析

《k波段左手材料结构的设计与其电磁特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯IABSTRACT⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．II录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．III1绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2左手材料研究动态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．3课题研究意义及内容安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．32左手材料基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．52．1左手材料的概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52．2左手

2、材料的电磁特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．72．2．1负折射特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．2．2逆多普勒效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82．2．3逆切伦科夫辐射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．82．2．4反Goos--Hanchen位移⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．92．2．5完美透镜⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．102．3左手材料实现原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯102．3．1负等效介电常数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．102．3．2负等效磁导率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯113K波段S型谐振结构的分析与设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．163．1等效电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．163．2S型谐振结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯183．2．1数值仿真与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．183．2．2电磁特性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．203．3衍生结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．223．3．1弓型左手结构的电磁特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．223．3．2入射波极化方向旋转90。后的电磁响应特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．253

4、．3．3基板介电常数对弓型谐振结构电磁特性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．273．3．4二元弓型左手结构的电磁特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．323．3．5三元弓型左手结构的电磁特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．354总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．40致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．42在读期问公开发表论文(著)及科研情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．43IIIK波段左手材料结构的设计及电磁特性验证1．1研究背景1绪论进入20世纪80年代以来，社会的发展

5、对材料的属性提出了更高的要求。而今现有的传统材料属性不能满足某些要求，新特性的材料研发成为材料科学和物理学的热点之一。Vesalago关于左手材料的理论又引起各个领域的关注和研究【l】。左手材料也称为左手媒质，它是金属、非金属无机材料组合而成的一种人工亚电磁材料，其等效介电常数(￡)和等效磁导率0)都是负数的材料(物质)。在自然界中，大部分物质的介电常数(￡)和磁导率0)都是正数。左手材料这种新型材料的非常之处，在于其负的介电常数和负的磁导率使普通材料行为的许多物理特性产生逆变，如负相速度、负折射率、理想成像、逆Doppler频移、反常Cer

6、enkov辐射等【2。3】。左手材料有时也被称作“异向介质”141、“负折射系数材料”151。迄今为止，我们在自然界中见到的都是右手材料，右手规则一直被认为是物质世界的常规。但是在左手材料中，电磁波的电场、磁场、波矢成左手关系。这也是这种材料被称为”左手材料”的原因。随着社会的发展，人们对新材料的需求。在二十一世纪，左手材料得到迅猛发展，在物理学、光学和电磁学领域中得到越来越广泛的关注。根据左手材料不同凡响的电磁特性，科技界就预言左手材料将对通信、雷达、微电子、天线、医学成像产生重大影响。例如，红外波段的左手材料可应用于生物安全成像、生物分子

7、指纹识别、遥感，可见度极低的天气条件下导航、微型型谐振腔、可调谐透镜和隔离器等。而可见光波段左手材料可以突破衍射极限，制备高分辨率的微透镜超大规模集成电路的光刻技术和医学领域的诊断成像等。将对人类生活产生深远的影响。1．2左手材料研究动态1968年前苏联科学家Vesalago从麦克斯韦方程及媒质本构出发，从理论角度研究了在介电常数和磁导率同时为负值的各向同性的左手材料中，电磁波的传播特性，提出左手材料概念[61。预测了一系列不同寻常的物理现象(负相速度、负折射率、理想成像、逆Doppler频移、反常Cerenkov辐射)。目前世界上许多科学家

8、把左手材料的荣誉归于Vesalago，其实早在1957年D．V．Sivukhin曾经研硕士学位论文究过左手材料及其后波特性17JoVesalago、D．V．Sivu