异向介质谐振响应的Floquet模分析

将开口谐振环单元的场分布利用Floquet模展开,从电磁波传播角度揭示了凋落模引起异向介质谐振响应的事实.数值计算了任意平面电磁波照射下异向介质的传输特性.研究表明,对于来自主平面上的垂直或平行极化的入射波,具有相同极化方式的Floquet透射模将发生谐振,并且磁谐振和电谐振将随着入射角的不同而改变.而对于来自其他入射平面的电磁波,两种极化的Floquet透射模将共同发生谐振.关键词：开口谐振环异向介质Floquet模谐振     

加载异向介质非辐射介质波导中的慢波传输及应用

将开口谐振环作为加载单元,分析了含有开口谐振环结构非辐射介质波导的新型传输特性.由于异向介质的双各向异性效应,纵剖面磁波型和纵剖面电波型在此新型非辐射介质波导中的传输速度能够减慢,甚至达到零速度.对于波导中的能量关系也进行了分析,研究表明,在一定情况下,慢波传输将引起功率流动的增强.这些特性使得此新型非辐射介质波导更能满足小型化的设计要求.关键词：开口谐振环异向介质非辐射介质波导慢波传输     

二维各向同性异向介质负折射特性仿真验证

提出了一种工作在C波段的二维各向同性异向介质,相比于以往的二维异向介质,它除了具有二维各向同性的优点外,还具有带宽更宽,单元结构的尺寸更小,构造也更简单的特点.通过分别仿真验证异向介质的双负特性和负折射特性最终肯定上述异向介质的存在.关键词：各向同性异向介质宽频带小单元双负特性     

含有异向介质H形波导的特性研究

将开口谐振环作为加载单元,分析了含有异向介质H形波导的新型传输特性.由于异向介质的双各向异性效应,纵剖面磁波型和纵剖面电波型在此新型导波结构中的相速度能够减慢,并且会引起功率流动的增强.在一些情况下,纵剖面磁波型和纵剖面电波型将出现传播常量随频率增高而减小的异常高次模式.而在其它情况下,利用双各向异性效应可以有效减少纵剖面磁和纵剖面电波型的高次模漏波现象.尤其当异向介质取得单负参量时,此新型导波结构将能够完全抑制高次模漏波的出现.     

法拉第手征介质反射电磁波的极化特性研究

从麦克斯韦方程出发严格推导了均匀介质与法拉第手征介质交界面处电磁波反射公式.通过解析的方法讨论了不同极化状态下反射电磁波的极化特性与法拉第手征介质电磁参数之间的关系.针对部分具体实例进行了计算,计算结果与理论预测相符合.关键词：法拉第手征介质反射电磁波极化特性     

有耗异向介质层覆盖普通介质圆柱电磁特性的研究

研究了线电流源平行放置在有耗异向介质层覆盖的无限长介质圆柱附近模型的电磁特性.首先,提出电磁模型并给出此电磁模型的精确解.其次,利用精确解进行数值计算,得到不同电磁参数情况下该电磁模型的近场分布图形,并通过方向性系数和归一化辐射阻抗研究其远场特性.由于有耗异向介质的负折射特性和损耗的同时作用,相比于无耗异向介质层以及有耗普通介质层,得到了有耗异向介质层覆盖普通介质圆柱模型在近场和远场特性上极为不同的电磁特性.关键词：线电流源异向介质方向性系数辐射阻抗     

异向介质研究进展

介绍了异向介质的研究进展,其中包括基本理论的深化研究,介质新电磁特性的研究,一些新型结构的设计、仿真、实验、制作方法及其各自的优缺点,以及在波导、天线、微波器件等各个领域的应用.     

含有异向介质H形波导的特性研究

将开口谐振环作为加载单元,分析了含有异向介质H形波导的新型传输特性.由于异向介质的双各向异性效应,纵剖面磁波型和纵剖面电波型在此新型导波结构中的相速度能够减慢,并且会引起功率流动的增强.在一些情况下,纵剖面磁波型和纵剖面电波型将出现传播常量随频率增高而减小的异常高次模式.而在其它情况下,利用双各向异性效应可以有效减少纵剖面磁和纵剖面电波型的高次模漏波现象.尤其当异向介质取得单负参量时,此新型导波结构将能够完全抑制高次模漏波的出现.     

一种新型异向介质设计及实验验证

本文提出了工作在X波段的单面双S型异向介质结构,在仿真、实验两个方面对这种新型异向介质的异向特性进行了验证.实验和仿真结果均表明,这种新型的异向介质结构在这一工作频率下具有负折射特性.这种新型的异向介质具有两个优势:更加便于制造和便于添加可控器件使单面异向介质成为可控异向介质.     

光波辐射下正多边形异向介质柱聚焦特性分析

基于时域有限差分方法,建立了光波辐射下正三角形、正四边形和正六边形无耗异向介质柱的二维电磁模型.分析了其近场特性,并对模型的有效性进行了验证.仿真结果表明:即便对于εr和μr都很小且无耗的正多边形异向介质柱,当平面光波沿正多边形顶角角平分线方向传播时,在异向介质柱内不会发生电磁聚焦.     

Effects of oblique incidence on terahertz responses of planar split-ring resonators

Effects of oblique incidence of terahertz waves on the response of planar split-ring resonators are investigated, both experimentally and by simulation. It is found that the incident angle dependent phase delay and coupling conditions of neighboring split-ring resonator(SRR) units play important roles and greatly change both the transmission and reflection spectra for the resonant feature of linear charge oscillations. Our results show that the SRR structure-supported magnetoelectric couplings at oblique excitation are trivial and can be ignored. A highly symmetric response is found in the cross-polarization effects, which may manifest the bianisotropic properties of the SRR system but this needs further study.     

A planar left-handed metamaterial based on electric resonators

A planar left-handed metamaterial(LHM) composed of electric resonator pairs is presented in this paper.Theoretical analysis,an equivalent circuit model and simulated results of a wedge sample show that this material exhibits a negative refraction pass-band around 9.6GHz under normal-incidence and is insensitive to a change in incidence angle.Furthermore,as the angle between the arm of the electric resonators and the strip connecting the arms increases,the frequency range of the pass-band shifts downwards.Consequently,this LHM guarantees a relatively stable torlerence of errors when it is practically fabricated.Moreover,it is a candidate for designing multi-band LHM through combining the resonator pairs with different angles.     

基于铁氧体基板的开口谐振环的可调微波左手特性研究

利用铁氧体的外场调制特性,提出采用铁氧体作为金属环线结构的介质基板,实现频率可调左手材料. 首先采用时域差分有限元方法数值模拟了基板材料参数变化的条件下,开口谐振环的频率可调性规律. 随基板材料的介电常数或磁导率升高,与开口谐振环负磁导率对应的透射谷频率将显著降低. 实验制备了一系列超高频软磁六角铁氧体,利用外加磁场有效调制了其磁导率. 并通过实验表明,通过调控外加磁场可以有效地调控开口谐振环负磁导率对应的透射谷频率.关键词：左手材料开口谐振环铁氧体可调     

太赫兹频段开口环谐振器的可调谐振模式转换

在硅衬底上设计了一种单开口环谐振器,对其太赫兹频段内的透射性质进行了研究。假定通过光注入方式改变衬底硅的电导率,实现了谐振环的双谐振透射率可调。将砷化镓材料生长于该谐振环的开口处,通过光注入方式改变砷化镓材料的电导率,可以实现谐振环的双频LC共振和偶极子共振模式与单频闭合环共振模式之间的转换。这种通过光注入改变半导体材料电导率的方法,可以在不破坏原来谐振器件物理结构的前提下,实现谐振环谐振模式的可逆转换。     

Band-stop optical nanofilters with split-ring resonators based on metal–insulator–metal structure

Novel band-stop filters with circular split-ring resonators based on the metal–insulator–metal(MIM) structure are presented, with their transmission properties of SPPs propagating through the filter simulated by the finite-difference timedomain(FDTD) method. The variation of the gap of the split ring can affect the transmission characteristics, i.e., the transmission spectrum of SPPs exhibiting a shift, which is useful for modulating the filter. Linear and nonlinear media are used in the resonator respectively. By varying the refractive index of the linear medium, the transmission properties can be changed obviously, and the effect caused by changing the incident intensity with a nonlinear medium is similar.Several resonant modes that are applicable can be enhanced by changing the position of the gap of the split ring. Thus, the transmission properties can be modulated by adjusting the size of the gap, varying the refractive index, and changing the incident intensity of the input light. These methods may play significant roles in applications of optical integrated circuits and nanostructural devices.     

一种基于开口谐振环的高增益端射天线设计

基于开口谐振环(split-ring resonator, SRR)奇异的电磁特性, 设计并制备了一种覆盖C和X波段的高增益SRR-Vivaldi端射天线. 采用等效分析方法对SRR结构谐振特性进行了研究, 并将其应用于传统Vivaldi天线指数渐变槽线前方, 使SRR结构形成特殊谐振能力的引向器, 将天线表面电流集中于端射方向, 在保证天线尺寸和带宽不变的前提下, 实现了天线增益的有效提升. 仿真和测试结果表明, 新型SRR-Vivaldi天线在C波段增益平均提高75.44%, xoy面和xoz面半功率波束宽度都缩减20°以上; 在X波段增益平均提高24.46%, xoz面半功率波束宽度大约缩减25°. 该结构具有低成本、设计简单、便于加工、利于共形等优点, 为端射天线提高增益和增强定向性提供了新思路.     

基于电谐振单元的超介质吸波材料及矩形波导匹配终端应用研究

针对在自由空间中测试超介质吸波材料的高复杂性及高成本特点, 实验研究了4种由电谐振单元构成的超介质吸波材料在X波段(8–12 GHz)矩形波导里的吸波性能. 实验结果表明, 此4种吸波材料在终端短路的矩形波导里显示出与其在自由空间中相似的吸波性能及吸波机理.据此, 进一步研究了基于超介质吸波材料的矩形波导匹配终端应用. 分析结果显示, 此种新型匹配终端具有结构紧凑、工作频段可简单控制、成本低等优点. 通过展宽超介质吸波材料的吸波频段可设计出宽频带的矩形波导匹配终端.关键词：电谐振单元超介质吸波材料匹配终端     

基于双环开口谐振环对的平面周期结构左手超材料

通过理论分析和实验仿真,研究了用双环开口谐振环对（double split-ring resonator pairs,DSRRP）实现平面左手超材料的原理,用等效电路理论解释并描述了其负介电常数和负磁导率的产生机理,并对DSRRP在3维左手超材料设计的应用进行了探索性研究.结果表明,DSRRP可以实现小尺寸的平面左手超材料,此外,DSRRP还可以作为用以实现3维左手超材料负磁导率的3维各向异性磁超材料.关键词：双环开口谐振环对平面左手超材料3维磁超材料