C波段平面异向介质设计及其后向波特性验证

提出了一种工作在C波段的新型平面结构异向介质，它除了带宽宽和损耗小外，还具有体积小、结构简单的优点，而且能够实现工作频段的平移，频率平移范围为4—20 GHz.基于电磁波由自由空间入射半无限大异向介质平板的传输和反射数据，计算出了电波在其中传播时的相速随频率的变化曲线，结果表明所讨论的异向介质确实在预想的频段上表现出后向波特性；同时利用相位观察法进一步验证了上述的后向波特性，从而肯定了异向介质的存在. 关键词： 异向介质 宽频带 小单元 后向波特性     

新型小型化的平面左手介质微带线及其后向波特性验证

基于裂缝谐振环结构的降频技术，首先设计了一种电尺寸较小的左手介质微带线单元，并根据电磁波在微带线上的传输和反射数据，分别计算了左手介质的有效介电常数和有效磁导率.之后针对左手介质八元阵列进行三维电磁仿真实验，结果表明该八元阵列在左手介质频段上具有独特的后向波效应，从而证实了该左手介质频段的存在.与传统的左手介质微带单元相比，阐述的左手介质单元的电尺寸减小了60%，而且结构简单，便于加工，适用于平面电路器件的小型化等应用研究工作.     

垂直电偶极子在球外侧电磁场的闭合解及验证

给出了理想导体球外侧垂直电偶极子激励电场的闭合解，解决了直接场的级数表达式的不连续性问题.同球外电磁场直接级数求和表达式的计算结果进行了比较.在相同的电磁模型下，利用闭合解对一种近似方法进行了验证：当垂直电偶极子以及场点在球体表面附近并且频率较低时，这两种方法的计算结果非常一致；当垂直电偶极子以及场点不在球体表面附近并且频率较高时，闭合解的计算结果逐渐出现了近似方法未出现的干涉现象.     

基于左手介质的贴片天线技术研究

介绍和分析了左手介质的构造原理和方法,通过对加载左手介质材料的贴片天线的研究,来说明左手介质天线的一些优异特性。仿真和实测结果表明,通过加载左手介质材料,普通贴片天线会产生新的特性,如工作频率的降低、天线增益的提高、方向性的增强等。而且,天线的物理尺寸能得到很大的减小,这就为高增益、高带宽的小型化贴片天线设计提供了新的方法和思路。     

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     

1.7—2.7GHz宽频带小单元异向介质设计及其介质参数提取

提出一种单元电尺寸小、工作频带宽、损耗小、结构简单的异向介质设计方案，在1.7—2.7 GHz上所设计的异向介质结构单元电尺寸小于0.035，相对带宽达到45.5%，在整个工作频带上单个结构单元传输损耗小于0.75 dB.对由上述异向介质单元构成的半无限大异向介质平板的电磁波反射、透射特性进行了数值仿真分析，并提取出了电磁波在该异向介质平板中传播时的波数、相速、折射率以及该异向介质平板的有效介电常数和有效磁导率等一系列电磁特性参数，仿真与计算结果表明复波数的实部、相速以及折射率的实部在1.7—2.7 GHz的范围上为负值，并且在相同频带上，有效介电常数和有效磁导率的实部同时为负值，从而有效地验证了“后向行波效应”、“负折射效应”、“双负效应”等异向介质特有的电磁特性，对上述异向介质的存在性给予有力证明. 关键词： 异向介质 宽频带 小单元 介质参数     

一种分析异向介质中导线阵列宏观效应的新方法

本文根据异向介质中细导线阵列的电磁效应,利用均匀介质与均匀传输线的等效关系,建立起电磁波在导线阵列中传播时的等效电路,以此为依据从宏观上推导出异向介质中非均匀导线阵列的有效介电常数模型,在呈现出非常清晰的物理图景的同时,为人们从宏观物理学的角度理解导线阵列的等效负介电常数效应、从实质上揭示异向介质的构成理论向前跨进了一步.数值仿真结果表明,该模型具有足够的精度.本文所得到的结论对理解异向介质的构成提供了更加清晰的描述方法,为异向介质在微波电路领域的应用提供了一套分析方法.     

基于左手介质后向波特性的微带天线小型化研究

基于色散性稳定、频带宽、电尺寸小的左手介质结构单元，设计了一种左手介质和传统介质相结合的微带天线基板结构，利用左手介质的后向波效应对传统介质中传播后的电磁波进行相位补偿，从而实现微带天线小型化设计.理论计算和数值仿真结果表明，工作于4.7 GHz的微带天线的物理尺寸被减小了37.92%，突破了传统微带天线的半波长要求的限制，而小型化的微带天线的增益、带宽等性能方面与传统天线相当，证明了用左手介质小型化微带天线的可行性和实用性.     

内嵌异向介质平板透镜型喇叭天线特性研究

根据异向介质零折射特性,设计出一种平板结构的异向介质,由该异向介质构成了一种新型的透镜喇叭天线.利用CST Microwave Studio仿真软件优化设计出异向介质结构,并通过棱镜折射仿真实验验证了其零折射特性,然后将此结构嵌入到矩形喇叭天线口面上,对该天线的端口反射系数、辐射电场分布和增益等电磁特性进行了研究.研究结果表明:在16.10～17.20 GHz频段,异向介质透镜喇叭天线增益超过20 dB,比相同尺寸的未加异向介质常规喇叭天线提高2 dB以上,其口面利用系数可达0.60,定向性可与相同口径的最优喇叭相比,而纵向尺寸只有相同口径最优喇叭的56%,从而实现了喇叭天线小型化的目的.     

三维椭球隐身条件的严格推导及其隐身特性验证

基于坐标变换理论,提出并推导了任意轴比下三维椭球的隐身条件,得到了相应隐身罩材料本构参数张量的通解表达式.根据导出的本构参数张量,利用电磁仿真软件分别对不同轴比的三个典型算例进行仿真验证.仿真结果证实了所导出的本构参数张量的正确性.这些分析结果为隐身物理机理的进一步理解,以及三维隐身罩的设计奠定了更充分的理论基础.