一种单面双L型异向介质的设计及分析

针对目前已有的异向介质带宽窄,结构复杂的缺点,设计了一种工作在Ku波段的单面双L型异向介质结构。通过采用电磁仿真方法,建立平面电磁波垂直入射异向介质平板的模型,并提取其传输和反射数据;借助MATLAB工具,根据NRW（Niconlson－Ross－Weir）方法从中提取出该新型结构的等效介电常数和等效磁导率。仿真结果表明,这种单面双"L"型的结构在频段为14．2~15．9 GHz的等效介电常数与等效磁导率同时为负,其有效绝对带宽1．9 GHz;在11~17 GHz频段内的有效相对带宽为31．7%。因为这种异向介质结构在特定工作频率下电磁参数同时为负值,并且通过计算频率为15 GHz时的电磁波的相速为－2×107 m/s,验证了该异向介质的结构具有后向波特性。这种结构具有便于制造及可控两大优势,具有很大的应用前景。     

对具体结构复介电常数测试的研究

根据微波材料的设计结构（如圆波导结构、非均匀加载结构）建立对应的模型,并以矢量网络分析仪测量的S参数为基础,通过HFSS仿真优化,最终给出相对应的相对复介电常数。由于传统的测试平台只能实现对微波材料样品的测试,因此这里所述方法一方面对于缩短设计周期具有重要意义,另一方面避免了对复杂结构的特性阻抗及传播常数繁琐的求解过程。通过经典的NRW算法所得结果与仿真所得结果相比较,验证了该方法的有效性。     

基于新型超材料单元的双阻带AFSS设计

设计了一款新型嵌套三角形环超材料单元,　利用NRW 近似法验证了该单元在S、C 波段内的超材料性能。通过对新型超材料单元结构进行排列得到了嵌套三角形环频率选择表面(FSS),　其能够在C 波段内产生单阻带,　谐振频率为4. 16 GHz,　-20 dB 阻带的频率范围为4.13 ~ 4.19 GHz,　并具有最大为70°的入射角稳定性和极化稳定性。在FSS 单元间加载变容二极管构成了具有双阻带特性的有源频率选择表面(AFSS),　改变变容二极管的电容值,　该AFSS 的高频和低频阻带的谐振频率和阻带带宽都发生了变化,达到了电磁特性的动态调节,具有良好的适应性。