基于貼片型結(jié)構(gòu)的超材料的特性研究與設(shè)計.pdf

1、“Metamaterial”是21世紀物理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的一個新的學(xué)術(shù)詞匯，近年來經(jīng)常出現(xiàn)在各類科學(xué)文獻。一般文獻中都認為metamaterial是“具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料”。因為其具有很多新奇的電磁特性，超材料就可以廣泛應(yīng)用在微波以及光學(xué)領(lǐng)域。本文通過電磁仿真軟件HFSS的仿真對超材料進行了特性研究與設(shè)計。主要工作包括：
　　首先，針對傳統(tǒng)S參數(shù)提取法的多值性和厚度諧振問題，改進了S參數(shù)提取方法，

2、并通過預(yù)設(shè)模型證明此方法具有普適性和精確性。
　　其次，設(shè)計了新型共面雙 L型結(jié)構(gòu)的超材料，分別構(gòu)建了這種結(jié)構(gòu)單元的等效介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的等效電路模型，并且根據(jù)兩個電路模型推導(dǎo)出相應(yīng)的等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率的公式，并且從推導(dǎo)的公式中分析磁諧振頻率與結(jié)構(gòu)單元的各個尺寸之間的關(guān)系。
　　再次，引入了一種S型結(jié)構(gòu)的超材料，分別構(gòu)建了這種結(jié)構(gòu)單元的磁導(dǎo)率的等效電路模型和介電常數(shù)的等效電路模型，并且從推導(dǎo)的公式中分析了磁諧振頻率與結(jié)

3、構(gòu)單元的各個尺寸之間的關(guān)系。通過合理的調(diào)整尺寸，最終得到了負通帶寬度為6.8GHz的改進型超材料結(jié)構(gòu)，是最初S型結(jié)構(gòu)負通帶帶寬的9.7倍，有效地拓寬了這種超材料的帶寬。
　　最后，提出基于改進S型超材料結(jié)構(gòu)的同軸濾波器，將超材料結(jié)構(gòu)添加到同軸濾波器的介質(zhì)層內(nèi)，利用其在頻段內(nèi)的阻帶效應(yīng)，實現(xiàn)濾波器的功能。本文利用HFSS軟件對這種同軸濾波器的濾波特性進行仿真，并應(yīng)用相關(guān)理論對其原理進行深入的分析。該濾波器或可在微波工程中有廣泛的應(yīng)用