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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 296 毫秒
1.
孟繁义  吴群  傅佳辉  顾学迈  李乐伟 《物理学报》2008,57(10):6213-6220
以填充各向异性超常媒质矩形波导中的电磁场解为基础,通过建立与求解填充各向异性超常媒质交错结构的矩形谐振腔的谐振方程,深入研究了三维各向异性超常媒质交错结构的亚波长谐振特性.结果发现,三维各向异性超常媒质交错结构的亚波长谐振条件具有更为多样性的物理解,在固定参数下,其物理解的个数往往超过一个,还针对谐振结构的横向尺寸对亚波长谐振条件的影响进行了讨论.结果表明,随着横向尺寸的减小亚波长谐振条件的物理解数量将逐渐增多直至趋于无穷.这意味着即使超常媒质的本构参数无法控制,仍然可以通过调节谐振结构的横向尺寸来得到亚波长谐振腔. 关键词: 各向异性 超常媒质 交错结构 亚波长谐振  相似文献   

2.
设计并研究了两个有不同各向异性参数的半导体超常媒质矩形谐振腔,其中填充了部分右手半导体超常媒质和部分左手半导体超常媒质。通过作图法研究了充满非色散的右手半导体超常媒质和色散的左手半导体超常媒质的谐振腔中谐振模式的解。结果显示,谐振腔的谐振模式取决于半导体超常媒质的色散关系。讨论了每种谐振腔中包含的六种情况,分别表示两个区域的传播常数为实数和虚数的不同的组合,并且揭示了构建具有无相差特性的谐振腔的几何参数要求。  相似文献   

3.
褚庆昕  龚建强 《物理学报》2008,57(5):2925-2929
在TE10矩形波导中填充金属线阵和铁氧体合成了一种新型的左手媒质结构.分别使用了转移函数矩阵方法以及全波仿真工具Ansoft HFSS对所提出的结构进行了分析.结果表明,在横向磁化铁氧体等效磁导率实部为负的频段范围内,该合成结构呈现左手通带特性并伴随着后向波的传播现象.由于横向磁化铁氧体的等效磁导率为负的频段范围可调,故所提出的结构具有左手通带范围可调的特性. 关键词: 左手媒质 10矩形波导')" href="#">TE10矩形波导 金属线阵 铁氧体  相似文献   

4.
完全填充手征等离子体波导的电磁波传输特性   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 应用纵向分量法推导出了柱坐标系下均匀手征等离子体媒质中电磁场的横向分量与纵向分量的关系, 并导出了纵向分量满足的波动方程, 在柱坐标系下求解该波动方程并应用圆柱状导体边界条件导出了完全填充手征等离子体金属圆波导的色散方程。数值求解色散方程给出了模式色散图, 得到了新的有意义的结果。  相似文献   

5.
项阳  钱祖平  刘贤  鲍峻松 《物理学报》2008,57(9):5537-5541
提出了电单负介质和磁单负介质组合填充矩形波导结构,通过理论分析和修正的3D-Drude-FDTD算法进行数值仿真,分析了电磁波在其中的传播特性.仿真结果表明,新结构波导中存在异于传统介质填充波导的亚波长导模,且传播常数基本不随频率的变化而变化,可以用于宽带微波器件和天线的设计. 关键词: 单负介质 传播常数 截止频率 时域有限差分法  相似文献   

6.
分析了电磁波以任意角度入射到有限磁场中的激光等离子体通道天线(LPCA)时的电磁散射特性。根据LPCA的工作原理建立了其电磁分析模型,推导出广义柱坐标系下各向异性磁化等离子体中纵向分量所满足的波动方程和纵向场与横向场的关系,得到LPCA和周围媒质中的电磁场,利用边界切向电磁场连续,得出了散射系数方程。通过计算实例,将结果与文献结果比较,吻合较好。该研究结果预期可应用于高功率微波武器系统的研究。  相似文献   

7.
运用矢量角谱理论研究各向异性超常材料平板透镜的聚焦特性,得到了光束在平板透镜内外各区域的矢量场分布,揭示了超常材料平板透镜的聚焦特性跟材料的各向异性参数之间的定量关系,发现聚焦场的偏振态因平板透镜的各向异性特性而发生改变.作为矢量理论的具体应用,分析了光轴方向磁导率为-1,其他各向异性参数均为1的超常材料平板透镜的聚焦特性,发现此类透镜对初始沿某一横向方向偏振的光束能实现部分聚焦,并发生偏振旋转现象.  相似文献   

8.
基于线变换的椭圆柱外隐身斗篷的设计研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
王战  董建峰  刘锦景  罗孝阳 《物理学报》2012,61(20):244-251
基于线变换方法与互补媒质理论提出了线变换下的椭圆柱外隐身斗篷,并得到了相应外隐身斗篷材料本构参数张量的表达式.根据导出的本构参数张量,利用电磁仿真软件分别对不同长度线段的外斗篷进行了仿真验证,仿真结果证实了所得到的本构参数张量的正确性.这种外斗篷的材料参数只在轴向变化,横向参数为常数,易于用超介质制备.考虑到损耗对隐身效果的影响,得到了引入损耗后的外斗篷磁场分布.最后给出了本构参数的分布.本文的研究为利用超介质制备外隐身斗篷提供了一种新的可行的方法.  相似文献   

9.
部分填充手征等离子体波导的电磁波   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
 把麦克斯韦方程和电磁场分解成横向和纵向分量, 导出了简明的一般性的手征等离子体填充的任意截面波导的波动方程和横向纵向场的关系式。对于部分填充手征等离子体波导, 导出了它的色散方程。这一方程的数值解给出了HE11, EH01和HE21模式的色散图。随着手征等离子体填充面积的增大, EH01模式的色散曲线向更高的频率移动。随着手征导纳的增加, 传播常数减小。  相似文献   

10.
在对周期性结构进行谐波分析的基础上,导出了非截面二维光子晶体排列矩形波导的本征值方程. 基于此方程,可以对该类光子晶体波导的所有可能模式进行分析. 分析认为,非截面二维光子晶体排列矩形波导内能存在的模式包括E(y),TEy,H(y)和TMy模式;改变波导高度,可以实现E(y)模式和H(y)模式与其他模式通带的完全分离. 然而改变任一结构参数,都不能使E(y)和H(y)的各个模式通带,以及E(y)1模式和H(y)1模式的通带完全隔离. 波导单模工作的带宽由E(y)1和E(y)2模式的低端截止频率决定. 关键词: 波导 光子晶体 本征值方程 模式  相似文献   

11.
In this paper, transmission characteristics of wave modes in a rectangular waveguide filled with lossless anisotropic metamaterial are theoretically investigated. The wave equation and dispersion relations for TE and TM modes in the waveguide are obtained and analyzed. It is shown that the negative constitutive parameters of the filling anisotropic metamaterial can be used to control the wave magnitude and the phase velocity direction in the waveguide over the entire frequency domain, both below and above the cutoff frequency. Particularly, not only backward waves, but also forward waves can propagate below the cutoff frequency in the waveguide. Furthermore, a typical example is calculated to demonstrate transmission characteristics of waves inside the waveguide. Numerical results are obtained in the paper and compared with theoretical predictions: a good agreement is found.  相似文献   

12.
李义丰  蓝君  余辉洋  刘晓宙  张嘉澍 《中国物理 B》2017,26(1):14302-014302
We investigate a one-dimensional acoustic metamaterial with a refractive index of near zero(RINZ) using an array of very thin elastic membranes located along a narrow waveguide pipe. The characteristics of the effective density, refractive index, and phase velocity of the metamaterial indicate that, at the resonant frequency fm, the metamaterial has zero mass density and a phase transmission that is nearly uniform. We present a mechanism for dramatic acoustic energy squeezing and anomalous acoustic transmission by connecting the metamaterial to a normal waveguide with a larger cross-section. It is shown that at a specific frequency f_1, transmission enhancement and energy squeezing are achieved despite the strong geometrical mismatch between the metamaterial and the normal waveguide. Moreover, to confirm the energy transfer properties, the acoustic pressure distribution, acoustic wave reflection coefficient, and energy transmission coefficient are also calculated. These results prove that the RINZ metamaterial provides a new design method for acoustic energy squeezing,super coupling, wave front transformation, and acoustic wave filtering.  相似文献   

13.
Here, we present the phase constant dependencies of propagating eigenmodes of an open cylindrical anisotropic metamaterial waveguide when the metamaterial permittivity and permeability tensor components may accept values close or equal to zero. Dispersion characteristics of rod and hollow-core waveguides with the radii 0.5, 2.5, and 5 mm at the left-handed polarization of the microwave are shown here. There are unusual shapes of eigenmode dispersion characteristics and anomalous sectors of the characteristics at certain frequencies. The first eigenmode of the rod waveguide with the lowest cutoff frequency is a particularly important mode because it is a single one in the frequency range 1.0?C1.9 GHz, and some small variations on the frequency produce large changes in the phase constant. We can observe packages of dispersion characteristic branches when their cutoff frequencies closed to the metamaterial electric and magnetic plasma frequencies between 1.9 and 3.5 GHz. There are only three modes in the hollow core anisotropic metamaterial waveguide at the frequency range 1.4?C2.8 GHz.  相似文献   

14.
The design and characterization is described of a reconfigurable subwavelength waveguide based on magnetic metamaterial. The waveguide is capable of reconfiguring its propagating mode from right-handed to left-handed, which can be applied in the design of novel microwave and RF devices such as leaky wave antennas with broadened scanning range. The waveguide consists of a rectangular metallic waveguide loaded by two pieces of different magnetic metamaterials, which are structured by the same cells—modified split ring resonators (MSRRs)—with different arrangements. Positions of the two pieces of metamaterials in the waveguide can be reconfigured separately by the control mechanism. The simulated transmission data show that the waveguide has a passband below the cutoff frequency of the hollow waveguide either in the left-handed case or in the right-handed case. The extracted constitutive parameters have demonstrated that the effective permittivity and permeability of the waveguide are simultaneously negative in the left-handed case and positive in the right-handed case. The magnetic field and surface current distributions in the waveguide confirm that the waveguide operates as can be expected. The influence of the control mechanism on the performance of the waveguide is studied. It is shown that the influence is so minor that it can be neglected.  相似文献   

15.
王五松  张利伟  张冶文  方恺 《物理学报》2013,62(2):24203-024203
本文在理论分析的基础上,实验研究了二维MNG/DPS/MNG(磁单负材料/双正材料/磁单负材料)表面波波导中的慢波效应.该波导的色散曲线随着电路参数(单元电容)的改变而改变,而且在色散曲线的截止频率点,电磁波的群速度理论上等于零.因此可以通过改变MNG区域的电路参数,得到在不同截止频率的慢波特性.另外,本文还通过改变MNG区域的电路参数实现在某一固定频率下波速度渐变的慢波效应.实验结果与仿真结果相一致.  相似文献   

16.
徐新河  刘鹰  甘月红  刘文苗 《物理学报》2015,64(4):44101-044101
单负(仅介电常数或仅磁导率小于零)超材料以及由导线-开口谐振环组成的双负超材料本构参数的提取通常采用传统的S参数方法. 由于磁电耦合超材料存在交叉极化现象, 仅用介电常数和磁导率两个本构参数无法准确描述其电磁特性. 传统的S参数提取方法一开始就假定超材料仅具有介电常数和磁导率两个本构参数, 所以采用该方法提取磁电耦合超材料本构参数存在明显局限性. 将磁电耦合超材料中的电元件和磁元件分别等效为面电流和面磁流, 通过推导平均电通密度和磁通密度与外加电磁场的相互关系, 从理论上获取了磁电耦合超材料2×2 的本构参数矩阵, 确定了磁电耦合超材料这四个本构参数与磁元件的磁导率、电元件的介电常数、空间色散项和耦合系数之间的关系解析公式, 进而获得了折射率理论计算公式. 利用该折射率公式对折射率提取值进行了非线性拟合, 发现提取值和理论值之间的误差很小, 这个结果很好地验证了所给出的本构矩阵解析式和折射率公式的正确性. 根据拟合结果, 获得了磁电耦合超材料本构矩阵中四个电磁参数的频率响应曲线. 所提出的磁电耦合超材料本构矩阵参数获取方法将为研究磁电超材料中电元件和磁元件的耦合现象提供重要的理论参考.  相似文献   

17.
The characteristics of slow light in a magnetized plasma hyperbolic metamaterial waveguide are analyzed in detail. Compared with a conventional waveguide filled with hyperbolic metamaterial cladded by dielectric or a dielectric waveguide cladded by hyperbolic metamaterial, the characteristics of slow light in a magnetized plasma hyperbolic metamaterial waveguide are actively tunable. The results show that plasma filling factor, dielectric constant of background materials, plasma density, and external magnetized field have significantly changed the characteristics of slow light. Parameter dependence of the effects is examined and discussed.  相似文献   

18.
龚建强  梁昌洪 《物理学报》2011,60(5):59204-059204
提出了一种基于TE10矩形波导的异向介质有效本构参数提取算法,利用该算法提取了对称多元胞铁氧体和金属线阵复合型异向介质的有效介电常数ε和有效磁导率μ.文中着重探讨了多元胞异向介质传播常数β实部的分枝选取问题,借鉴了测量理论中测量值和理论真值之间的关系,将单元胞的β提取值作为多元胞β的测量值,进而确定多元胞β的真实值;由于在多元胞异向介质各元胞之间存在耦合效应,使电磁波主要以周期性Bloch波的形式存在 关键词: 10矩形波导')" href="#">TE10矩形波导 异向介质 有效本构参数提取 铁氧体和金属线阵异向介质  相似文献   

19.
用变分法对离子交换法制备的掺铒光波导的传播特性进行了分析,推导出了适用于掩埋型离子交换玻璃沟道光波导中场分布传播常量的变分表达式,构建了场分布的厄米-高斯型试探解,在两种不同实验条件下,采用变分法确定了试探解中的待定参量,获得光波导中的场分布,利用传播常量的变分公式和已确定的场分布计算得到了传播常量和有效折射率。计算数据表明:导波区域的有效折射率稍稍地大于限制层的折射率,说明离子交换法制备的波导器件是弱波导;高的辅助退火电场强度和适当的退火时间下,所制备的光波导可以支持更多光模式的传输。该方法计算过程简洁、快速,计算结果与实验结果吻合。  相似文献   

20.
Acoustic wave propagation in a composite of water with embedded double-layered silicone resin/silver rods is considered. Approximate values of effective dynamical constitutive parameters are obtained. Frequency ranges of simultaneous negative constitutive parameters are found. Localized surface states on the interface between metamaterial and “normal” material are found. The Doppler effect in metamaterial is considered. The presence of anomalous modes is shown.  相似文献   

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