基于左手介質(zhì)的微波器件的設(shè)計(jì)及其性能研究.pdf

1、前蘇聯(lián)科學(xué)家Veselago在1968年從理論上提出:電磁波有可能在介電常數(shù)與磁導(dǎo)率均為負(fù)值的介質(zhì)中傳輸,電場(chǎng)矢量、磁場(chǎng)矢量以及波矢量等滿足左手螺旋定則,于是,人們將具有該特性的介質(zhì)命名為左手介質(zhì)。這種介質(zhì)具有一些超常的特性,如反向傳播現(xiàn)象、負(fù)折射現(xiàn)象、反多普勒現(xiàn)象、反古斯-漢森位移現(xiàn)象、零反射現(xiàn)象以及著名的超級(jí)透鏡特性等。由于自然界中尚未發(fā)現(xiàn)這樣的物質(zhì),有關(guān)研究工作長(zhǎng)期沒(méi)有進(jìn)展;直到20世紀(jì)90年代末期,英國(guó)科學(xué)家Pendry等人提出

2、利用人工周期性結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)負(fù)介電常數(shù)與磁導(dǎo)率的理念,2000年美國(guó)D.R.Smith的研究小組首先運(yùn)用Pendry的建議實(shí)現(xiàn)了介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)的介質(zhì),并于2001年通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)左手特性的存在予以證實(shí),從而掀起了該領(lǐng)域研究的熱潮。
　　鑒于這些超常特性在微波波段的濾波器、功分器、天線以及“隱身材料”等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力,尤其在通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)設(shè)備小型化、改善器件性能、擴(kuò)展頻帶等方面的作用令人振奮,所以本文對(duì)左手介質(zhì)的構(gòu)造及傳播特性

3、進(jìn)行研究。
　　論文介紹了左手介質(zhì)理論基礎(chǔ),重點(diǎn)分析微波在左手介質(zhì)中的傳播特性,概述了左手介質(zhì)研究領(lǐng)域的發(fā)展情況;隨后針對(duì)基于左手材料的多種微波器件和單元電路進(jìn)行了建模、設(shè)計(jì)、仿真分析與實(shí)際電路測(cè)試驗(yàn)證等一系列的研究,包括:
　　(1)1GHz半波長(zhǎng)終端開(kāi)路微帶線諧振器;
　　(2)1GHz終端開(kāi)路復(fù)合左右手傳輸線0階諧振器;
　　(3)1GHz復(fù)合左右手耦合傳輸線諧振器;
　　(4)超寬帶濾波器和雙通道帶