基于有源左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的超級透鏡和凋落波放大.pdf

1、新型人工電磁材料自提出至今，在不到十年的時間內(nèi)得到了迅速發(fā)展，吸引了國內(nèi)外眾多領(lǐng)域科學(xué)家的關(guān)注。新型人工電磁材料是由很多周期或者非周期的單元結(jié)構(gòu)組成的具有新奇特性的材料，這些單元結(jié)構(gòu)可以看作是細胞結(jié)構(gòu)或者化學(xué)分子結(jié)構(gòu)，單元尺寸通常小于或等于子波長，因此由這些單元結(jié)構(gòu)組成的新型人工電磁材料可以等效為媒質(zhì)。我們可以通過設(shè)計不同的單元結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)自然界中不存在的媒質(zhì)和特性。但是任何媒質(zhì)都存在損耗，尤其是基于諧振單元的媒質(zhì)，損耗過大將影響其性能。

2、因此本文提出了一種有源的單元結(jié)構(gòu)，通過加入有源元件使得能量可以饋入到媒質(zhì)中，補償損耗，實現(xiàn)了有源的凋落波放大和超級透鏡現(xiàn)象。本文還利用新型人工電磁材料的原理設(shè)計制作了一系列小型化多頻天線。
　　 本文主要的研究內(nèi)容可概括如下：
　　 (1)首先提出了一個新型的有源л型等效模型，實現(xiàn)了有源超級透鏡現(xiàn)象。Metamaterial的一個重要性質(zhì)就是凋落波放大，2000年，Pendry利用此性質(zhì)提出了一個“完美透鏡”的概念，打破

3、了傳統(tǒng)透鏡在分辨率上的局限性。但是由于任何媒質(zhì)都是有耗的，所以完美透鏡是物理不可實現(xiàn)的，有耗的超級透鏡是可以實現(xiàn)的。我們利用這個新型的有源л型等效模型，通過在電路中加入負阻等有源器件，將能量注入到媒質(zhì)中，實現(xiàn)了有源超級透鏡現(xiàn)象。
　　 (2)其次，利用這個有源л型等效模型的不同頻段模擬了電磁諧振晶體帶隙的雙層媒質(zhì)，實現(xiàn)了有源的凋落波放大現(xiàn)象，通過加入有源元件，使電磁波通過此雙層媒質(zhì)時透射系數(shù)大于OdB，即輸出幅值大于輸入幅值，注