左手媒質結構的實現(xiàn)研究與仿真.pdf

1、1968年，前蘇聯(lián)科學家Veselago第一次對具有負介電常數(shù)和磁導率的介質(左手媒質)進行了理論研究，發(fā)現(xiàn)了負折射率和逆多普勒現(xiàn)象。Pendry第一次提出了在微波頻段的實現(xiàn)結構，周期排列的開口環(huán)諧振器(SRR)可以實現(xiàn)負磁導率，周期排列的金屬線可以實現(xiàn)負介電常數(shù)。2000年，Smith第一次實驗驗證了Pendry的設計，測到了負的折射率，結果發(fā)表在2001年的《科學》雜志上。之后，國際上展開了大量的關于左手媒質的研究。 Pen

2、dry所提出的應用SRR和金屬線實現(xiàn)的左手媒質結構有幾個明顯缺陷，高損耗，窄頻帶，相對大的結構尺寸使得這個結構還不能進入實用階段。SRR的單元尺寸相對于自由空間的電磁場波長大概是十分之一波長左右，對于等效介質來說，希望單元尺寸相對于波長要小得多。 本文首先通過對國外報道的寬帶磁諧振器追蹤研究，比如Q結構，S結構，總結出拓寬負磁導率頻帶的設計方法，為自己設計磁諧振器奠定基礎。 然后本文提出兩種新的左手媒質結構來降低諧振頻率

3、。在相同單元尺寸的條件下，雙螺旋電感結構的等效負磁導率的頻率遠低于傳統(tǒng)的SRR結構。通過理論分析和電磁仿真，本文證明了雙螺旋電感結構具有比較好的特性。同時，對由該雙螺旋結構和金屬線組成的左手媒質進行了頻域仿真，獲得的比較好的結果，實現(xiàn)了降低諧振頻率的要求。 還有一種是單螺旋電感結構，它的電感更加大，所以其諧振頻率更加低，但是其電容要小，電阻也要大于雙螺旋電感結構。仿真顯示，它的諧振強度不如雙螺旋電感結構。 由于缺少針對有