一種適合反向切倫科夫輻射的雙負(fù)材料的研究.pdf

1、雙負(fù)材料是Veselago于1968年提出的一種具有負(fù)介電常數(shù)和負(fù)磁導(dǎo)率的復(fù)合材料，由于其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)，使得電磁波在填充這種材料的無(wú)界空間中傳播時(shí)具有與坡印廷矢量S-方向相反的波矢量k-，因而會(huì)引起一系列不同尋常的電磁現(xiàn)象，如：負(fù)折射現(xiàn)象、逆Snell效應(yīng)、逆Doppler效應(yīng)、反向切倫科夫效應(yīng)等。由于這種材料在自然界中是不存在的，因此，為了驗(yàn)證它的各種反常電磁特性，科學(xué)家們相繼在實(shí)驗(yàn)室中構(gòu)造出了一維和二維的雙負(fù)材料結(jié)構(gòu)，并

2、通過(guò)功率透射實(shí)驗(yàn)和棱鏡折射實(shí)驗(yàn)等方法驗(yàn)證了它的負(fù)折射和雙負(fù)特性。此外，由于雙負(fù)材料是一種非均勻的復(fù)合材料，因此我們不能直接測(cè)得它的電磁參數(shù)，為此科學(xué)家們相繼提出了一系列提取雙負(fù)材料電磁參數(shù)的方法，如基于S參數(shù)的參數(shù)提取方法、波傳輸法等。
　　本文將從理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩個(gè)方面對(duì)雙負(fù)材料進(jìn)行研究。首先，利用Smith提出的雙負(fù)材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出X波段的雙負(fù)材料，并建立功率透射實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證該雙負(fù)材料的特性。其次，為了提取設(shè)計(jì)出的雙負(fù)材料的

3、電磁參數(shù)，在Smith提出的“基于S參數(shù)的參數(shù)提取方法”的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使雙負(fù)材料的參數(shù)提取更加方便、可靠。最后，設(shè)計(jì)出一種用于驗(yàn)證雙負(fù)材料中反向切倫科夫輻射的雙負(fù)材料以及TE10-TM01模式轉(zhuǎn)換器。
　　本論文的組織情況如下：
　　第一章，主要介紹了雙負(fù)材料和反向切倫科夫輻射的基本概念以及研究現(xiàn)狀。
　　第二章，從雙負(fù)材料形成的物理機(jī)理出發(fā)，詳細(xì)闡述了負(fù)介電常數(shù)和負(fù)磁導(dǎo)率的產(chǎn)生以及雙負(fù)材料的構(gòu)造過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上

4、建立了驗(yàn)證雙負(fù)材料的功率透射實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，且通過(guò)該平臺(tái)測(cè)試了Smith結(jié)構(gòu)的X波段雙負(fù)材料的雙負(fù)特性。
　　第三章，主要研究了雙負(fù)材料的參數(shù)提取方法，在“基于S參數(shù)的參數(shù)提取方法”的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種改進(jìn)的參數(shù)提取方法，并驗(yàn)證了它的可行性。
　　第四章，研究了適合反向切倫科夫輻射的雙負(fù)材料以及TE10-TM01模式轉(zhuǎn)換器，并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面驗(yàn)證了該模式轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性。
　　第五章，對(duì)全文工作完成情