左手媒質(zhì)特性及其在微帶天線中的應(yīng)用研究.pdf

1、左手媒質(zhì)(Left Handed Material，LHM)是一種介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)的人工電磁媒質(zhì)，近年來(lái)受到國(guó)內(nèi)外研究工作者的廣泛關(guān)注。由于電磁波在該種媒質(zhì)中傳播時(shí)，電場(chǎng)、磁場(chǎng)和波矢量構(gòu)成左手螺旋定則，故而得名“左手媒質(zhì)”。左手媒質(zhì)具有很多有異于普通自然材料的反常特性，如負(fù)折射特性、逆多普勒效應(yīng)、完美棱境等，利用這些特性，可以制作基于左手媒質(zhì)的高性能天線。本文運(yùn)用FDTD方法，研究了不同左手媒質(zhì)特性及其在微帶天線中的應(yīng)用。

2、>　　 本文首先簡(jiǎn)要地介紹了左手媒質(zhì)與微帶天線的相關(guān)理論和研究方法，從與左手媒質(zhì)關(guān)系密切的新型光子晶體微帶天線入手，到新穎的開(kāi)口諧振環(huán)(SRR)型、I型、逆開(kāi)口諧振環(huán)(CSRR)型左手媒質(zhì)微帶天線，都作了詳細(xì)的研究分析，同時(shí)對(duì)SRR，CSRR的等效LC電路和諧振激發(fā)機(jī)理作了分析說(shuō)明，結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的左手媒質(zhì)和光子晶體，對(duì)天線的性能具有提高作用，例如，可以增加天線的阻抗帶寬、提高天線的輻射增益、改善天線的阻抗匹配和抑制天線的高次諧

3、波等。作者的工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)設(shè)計(jì)了基于鉆孔型和交叉異質(zhì)型的光子晶體微帶天線。由于光子晶體的禁帶效應(yīng)，其中鉆孔型微帶天線基底中傳播的表面波會(huì)受到抑制，介質(zhì)基底能大幅度地反射天線基底中的能量，使其擁有較高增益；對(duì)于交叉介質(zhì)型光子晶體微帶天線，由于光子晶體禁帶范圍得到拓展，所以對(duì)應(yīng)微帶天線的工作帶寬也更寬了，增益也得到提高。
　　 (2)根據(jù)傳統(tǒng)左手媒質(zhì)的構(gòu)造方法，設(shè)計(jì)了基于SRR型的等效左手媒質(zhì)微帶天

4、線，其中以接地板開(kāi)槽嵌套周期SRR結(jié)構(gòu)組成復(fù)合左手媒質(zhì)，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的左手媒質(zhì)對(duì)于天線小型化具有很大的作用，并且可以改善天線的阻抗匹配，擴(kuò)展工作帶寬；另外文章還分析了SRR結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)天線性能的影響，可由此規(guī)律適當(dāng)調(diào)整尺寸來(lái)設(shè)計(jì)各頻段的SRR型左手媒質(zhì)。
　　 (3)設(shè)計(jì)了一種新穎的I型左手媒質(zhì)微帶天線，所設(shè)計(jì)的I型結(jié)構(gòu)具有折射率ni≈0的特性，這樣天線輻射到基底中的電磁波就可以很好地折射到空氣當(dāng)中，使得微帶天線的正向輻射得到增