基于贴片型结构的超材料的特性研究与设计.pdf

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1、西南科技大学研究生毕业论文基于贴片型结构的超材料的特性研究与设计年级2012姓名李雅楠申请学位级别硕士专业电路与系统指导老师李少甫教授SouthwestUniversityOfScienceandTechnologyMasterDegreeThesisTheResearchandDesignbasedonthepasterstructureofMetamaterialsGride:2012Gandidate:LiYananAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ElectronicCircuitandSystemSup

2、ervisor:ProfessorLiShoufuMay.23.2015独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下（或我个人……）进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公

3、布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名:西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要“Metamaterial”是21世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇，近年来经常出现在各类科学文献。一般文献中都认为metamaterial是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”。因为其具有很多新奇的电磁特性，超材料就可以广泛应用在微波以及光学领域。本文通过电磁仿真软件HFSS的仿真对超材料进行了特性研究与设计。主要工作包括：首先，针对传统S参数提取法的多值性和厚度谐振问题，

4、改进了S参数提取方法，并通过预设模型证明此方法具有普适性和精确性。其次，设计了新型共面双L型结构的超材料，分别构建了这种结构单元的等效介电常数和磁导率的等效电路模型，并且根据两个电路模型推导出相应的等效介电常数和等效磁导率的公式，并且从推导的公式中分析磁谐振频率与结构单元的各个尺寸之间的关系。再次，引入了一种S型结构的超材料，分别构建了这种结构单元的磁导率的等效电路模型和介电常数的等效电路模型，并且从推导的公式中分析了磁谐振频率与结构单元的各个尺寸之间的关系。通过合理的调整尺寸，最终得到了负通带宽度为6.8GHz的改进型超材料结构，是最初S型结构负通带带宽的9.

5、7倍，有效地拓宽了这种超材料的带宽。最后，提出基于改进S型超材料结构的同轴滤波器，将超材料结构添加到同轴滤波器的介质层内，利用其在频段内的阻带效应，实现滤波器的功能。本文利用HFSS软件对这种同轴滤波器的滤波特性进行仿真，并应用相关理论对其原理进行深入的分析。该滤波器或可在微波工程中有广泛的应用前景。关键词：超材料介电常数磁导率等效电路滤波器西南科技大学硕士研究生学位论文第II页Abstract"TheMetamaterial"inphysicsisanewacademicvocabularyinthe21stcentury,oftenappearinallki

6、ndsofscientificliteratureinrecentyears.Abeliefinthegeneralliteraturemetamaterialis"thenaturalmaterialhasnotpossessedsuperiorphysicalpropertiesofartificialcompositestructureorcompositematerials".Becauseithasalotofnovelmagneticproperties,metamaterialscanbewidelyusedinmicrowaveandoptica

7、lfields.Inthispaper,theelectromagneticsimulationsoftwareHFSShadusedtoresearchanddesignthemetamaterialcharacteristics.Mainworkincludes:Firstly,inviewofthetraditionalSparameterextractionofmulti-valueandthicknessresonanceproblem,improvetheSparameterextractionmethodandthroughthepresetmod

8、elprovethatt