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首页超常介质电磁特性和应用探索:左手材料与微波器件
"超常介质的电磁特性及其应用研究"是一项关于电磁超材料和左手材料的前沿课题,它由国防科学技术大学的博士生张辉在2009年完成。论文探讨了自然界中物质与电磁波交互作用的基础——介电常数ε和磁导率μ,但超常介质则突破了这一限制,通过人工微结构单元(如金属导线和金属开口环SRR)构建出具有特殊电磁特性的等效材料。 研究的核心内容包括以下几个方面: 1. 分析理论基础:论文概述了Floquet定理、Bloch波和传输矩阵法等分析周期性超常介质的关键理论,着重介绍了如何从S参数中提取等效媒质参数,建立了一套完整的超常介质等效媒质理论体系,还提出了判定左手材料的方法。 2. 谐振型超常介质研究:对金属导线和SRR这样的典型谐振单元进行深入剖析,揭示了它们如何实现等效负介电常数和磁导率,以及左手材料的特性。特别是对SRR在四种极化下的电场分布、等效参数和传输特性进行了详尽的分析,为设计这类材料提供了实用的设计依据。同时,还介绍了互补开口谐振环(CSRR),其电磁特性与SRR有对称性,但能激发电等离子体谐振。 3. 复合左/右手传输线(CRLH TL):从等效媒质理论出发,研究了CRLH传输线的电磁特性,这种特殊的传输线结合了右手和左手特性。通过分析电压波和电流波在CRLH TL中的传播行为,模拟了非谐振型超常介质中电磁波的传播规律,展示了CRLH TL的独特性能。 这项研究不仅深化了对超常介质内在原理的理解,还推动了超材料在光子晶体、微波电路和天线设计中的实际应用,为新型微波器件的开发提供了重要的理论支撑。通过这些创新性工作,张辉博士为电磁超材料领域的研究做出了重要贡献。"
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