The design of metamaterial cloaks embedded in anisotropic medium

By using coordinate transformation method, this paper obtains an useful equation of designing meta-material cloaks embedded in anisotropic medium. This equation is the generalization of what was introduced early by Pendry et al (2006 \textit{Science} {312 1780) and can be more widely used. As an example of its applications, this paper deduces the material parameter equation for cylinder cloaks embedded in anisotropic medium, and then offers the numerical simulation. The results show that such a cylinder cloak has perfect cloaking performance and therefore verifies the method proposed in this paper.     

Material parameter equation for rotating elliptical spherical cloaks

By using the coordinate transformation method, we have deduced the material parameter equation for rotating elliptical spherical cloaks and carried out simulation as well. The results indicate that the rotating elliptical spherical cloaking shell, which is made of meta-materials whose permittivity and permeability are governed by the equation deduced in this paper, can achieve perfect invisibility by excluding electromagnetic fields from the internal region without disturbing any external field.     

阿尔芬高斯波包演化为阿尔芬孤波的条件及阿尔芬波的调制不稳定性判据

通过计算阿尔芬孤波的运动常数C1，发现消零孤波（vanishing soliton）均满足C1≤0，结合其他研究者关于阿尔芬波调制不稳定性的定性结论，提出阿尔芬波包演化为孤波的条件为C1≤0.数值计算结果支持了这个猜测.同时计算结果还表明,最终演化成的孤波数目既不完全依赖于积分常数C0，也不完全依赖于C1 .文献［1］和［2］所得的结论源于演化时间太短.通过与其他文献比较，发现C1≤0还可以作为阿尔芬波的调制不稳定性判据. 关键词： 阿尔芬波 derivative nonlinear Schrdinger方程 调制不稳定性判据 孤立波 高斯波包     

电谐振器和磁谐振器构成的左手材料的实验验证

加工、制作和测试了由电谐振器和磁谐振器构成的左手材料.首先分别测试了电谐振器、磁谐振器各自的传输频谱,得到各自的负参数区域,然后测试了由电谐振器和磁谐振器构成的左手材料的传输频谱,并提取了其等效介电常数和磁导率.实验结果表明,在电谐振器和磁谐振器各自传输禁带的重合区域,出现了一个通带,在该通带内,等效介电常数和磁导率同时为负,验证了材料的左手特性.     

Decoupling technique of patch antenna arrays with shared substrate by suppressing near-field magnetic coupling using magnetic metamaterials

In this paper,we propose the decoupling technique of patch antenna array by suppressing near-field magnetic coupling(NFMC) using magnetic metamaterials.To this end,a highly-integrated magnetic metamaterials,the substrate-integrated split-ring resonator(SI-SRR),is firstly proposed to achieve negative permeability at the antenna operating frequency.By integrating SI-SRR in between two closely spaced antennas,magnetic fields are blocked in the shared substrate due to negative permeability of SI-SRR,reducing NFMC between the two antennas.To verify the technique,a prototype was fabricated and measured.The measured results demonstrated that the isolation can be enhanced by more than 17 dB even when the gap between the two patch antennas is only about 0.067 A.Due to high integration,this technique provides an effective alternative to high-isolation antenna array.     

基于人工表面等离激元的双通带频率选择结构设计

本文提出了一种基于人工表面等离激元的频率选择结构的设计方法：将设计的频率选择表面和金属鱼骨结构阵列相结合得到一种新的频率选择结构.文中采用这种方法设计了一种具有陡截止和高透、高抑制性能的双通带频率选择结构.该结构由金属鱼骨结构阵列和上下两层相同的频率选择表面复合而成.通过仿真可得,该结构的两个通带频率范围分别是3.0–4.1和10.5–10.9 GHz,透射率均在-0.5 dB以上.透射率低于-10 dB的频率范围是4.7–9.2和12.1–18 GHz.在12.4–15.5 GHz频率范围内,该结构的透射率甚至低于-20 dB.在通带内,电磁波可以高效地透过该结构;在阻带内,该结构对电磁波的透射具有较好的抑制作用.测试结果表明用这种方法设计出的频率选择结构的实际性能和仿真基本一致.在金属鱼骨结构空隙中填入轻质泡沫后该结构具有一定的力学承载性能,可以实现结构功能一体化的设计.     

基于金属结构单元间耦合的左手材料的设计及实验验证

提出了基于金属结构单元间耦合进行左手材料设计的思想,并建立了理论分析模型.通过合理选择结构单元的结构参数并通过单元之间的耦合,使电谐振等效电路的谐振频率与磁谐振等效电路的谐振频率相等,从而最大限度地实现宽左手频带.加工、制作并测试了基于金属结构单元间耦合的左手材料.实验结果表明,测试样品具有相等的电谐振频率和磁谐振频率,其左手频带的带宽为24 GHz.实验结果与理论分析一致,验证了基于金属结构单元间耦合的左手材料设计思想. 关键词： 左手材料 单元间耦合 等谐振频率 宽频带     

基于交叉极化旋转相位梯度超表面的宽带异常反射

设计实现了一种基于双圆弧形金属结构的宽带反射型极化旋转超表面, 在7.9–20.1 GHz的宽频带范围内交叉极化转换率达到99%, 通过改变其结构参数可实现在保持高效的交叉极化转换率的条件下对交叉极化反射相位的自由调控. 基于六种不同结构参数极化旋转超表面结构单元的空间排布设计实现了一维宽带相位梯度超表面, 在宽频带内, 实现了异常反射. 测试了其镜面交叉极化反射率, 与仿真结果基本一致. 仿真计算了x-极化波入射时的电磁场分布和异常反射角度, 与理论计算结果基本一致. 仿真与测试结果均表明这种相位梯度超表面在8.9–10 GHz 和10.0–18.1 GHz的两个宽带频率范围内可分别实现高效的表面波耦合和异常反射.     

基于宽带吸波体的微带天线雷达散射截面缩减设计

利用加载集总电阻的方式设计出一种极化稳定且宽入射角的宽带超材料吸波体(wide-band metamaterial absorber, WBMA), 在平面波垂直入射时, 其吸波半波功率带宽达12.7 GHz, 吸波率大于90%的带宽达10.42 GHz, 峰值吸波率达99.9%. 将其与微带天线共基板共接地板的方式加载, 制备出WBMA微带天线, 实现了天线宽频域内雷达散射截面(radar cross section, RCS)大幅缩减. 仿真与实测结果表明: 将WBMA加载于微带天线后, 天线的前向增益提高了0.53 dB, 整体辐射特性基本保持不变; 在不同极化波下, 天线的工作频带带内和带外等宽频域(6.95-17.91 GHz)内的单站RCS缩减大于3 dB以上, 最大缩减值达21.2 dB; 在天线的中心频点8 GHz处± 48°的宽角域内, 双站RCS缩减效果明显, 很好地实现了天线的宽频域大角度的隐身设计.