微波驅(qū)動(dòng)超材料的電磁力（矩）研究.pdf

1、隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)朝著高頻、小尺寸方向的發(fā)展，傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)組件的原理與方法已經(jīng)不適用于MEMS的實(shí)際條件，牽涉到微波或射頻的應(yīng)用場(chǎng)合通常還要求無(wú)線饋及，這就給高頻驅(qū)動(dòng)提出了新的要求。而超材料做為一種人工電磁材料，其表現(xiàn)出的奇特的物理現(xiàn)象與良好的可調(diào)控性，使得超材料在微波驅(qū)動(dòng)方面具有很好的應(yīng)用潛力。本文著重研究了兩種類型超材料的電磁力(矩)，即可應(yīng)用于線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的寬

2、邊耦合開口環(huán)超材料結(jié)構(gòu)和可應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的共軛十字形超材料結(jié)構(gòu)。
　　在寬邊耦合開口環(huán)結(jié)構(gòu)的研究中，計(jì)算了對(duì)應(yīng)方向單面金屬層的電磁力且均在諧振頻點(diǎn)達(dá)到最大幅值，相比于平行金屬板結(jié)構(gòu)，其電磁力最大增幅為100倍；利用超材料的反演算法理論，分析結(jié)構(gòu)的等效電磁參數(shù)，并從等效電路與電磁場(chǎng)的角度論述了兩種工作模式的電磁力增強(qiáng)效應(yīng)。對(duì)比整體結(jié)構(gòu)，x、z方向雙層金屬在工作波段表現(xiàn)為排斥效應(yīng)，合力幾乎為0；而y方向雙層金屬則表現(xiàn)為疊加效應(yīng)。研

3、究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)單元電磁力的調(diào)控規(guī)律，結(jié)果表明較小的金屬線寬與較高介電常數(shù)的介質(zhì)基板，不僅可以較強(qiáng)的抑制x、z方向結(jié)構(gòu)的凈電磁力，還可以較大程度的增強(qiáng)y方向的疊加效應(yīng)。
　　在共軛十字形結(jié)構(gòu)的研究中，分析了結(jié)構(gòu)在1-10GHz頻段兩種模式對(duì)應(yīng)的電磁力(矩)分布。在兩種工作模式下，共軛十字形結(jié)構(gòu)的能流主要集中于關(guān)于結(jié)構(gòu)中心對(duì)稱的兩臂邊緣，且能流方向相反，幅值相等。對(duì)比兩種工作模式，研究表明電諧振的引入，z方向的電磁力矩可以得到