基于微带结构的双左手频带左手材料的研究

摘要

左手材料(Left-handed metamaterials，LHMs)是一种介电常数和磁导率同时为负的人工复合结构材料，由于其中传播电磁波的相速度和群速度方向相反。从而表现出一系列反常的电磁特性。它的特性包括负折射率特性，逆多普勒效应，逆切伦科夫和完美透镜等。LHMs的发现被美国《科学杂志》评为2003年十大科技进展之一，并成为了当前物理与电磁学领域的研究前沿和热点问题。普通的混合左右手材料只有一个左手频带，本文研究的左手材料具有双左手频带，可以被用来制成双频甚至四频器件。双左手频带左手材料的研究对左手材料的发展以及器件性能的提高都具有重要的意义。本文主要工作及贡献如下：
　　 (1)先是介绍左手材料的特性，然后探讨普通传输线型左手材料和双左手频带左手材料的原理，探讨了左手材料的分析方法。
　　 (2)根据G.V.Ekeftheriades提出的理论模型，设计了一种新型双左手频带的左手材料，该结构由四部分组成，分析了每一部分的等效电路，在两个频率点分别提取了每一部分的等效电路的参数值。利用等效电路和仿真分别获得色散曲线，由色散曲线分析了该结构的左手特性并进行了实验研究。测试结果和仿真结果吻合良好，验证了仿真的准确性和该结构的双左手特性。
　　 (3)在G.V.Ekeftheriades的模型的基础上，提出了另一种双左手频带的等效模型，基于这个新型的模型，设计了另一种具有双左手频带的左手材料。利用仿真的方法获得色散曲线，由色散曲线分析了该结构的双左手频带特性。