左手媒質的電磁特性研究與左手媒質結構的參數提取.pdf

1、1967年，蘇聯科學家Veselago第一次提出左手媒質(LHM)的概念，并預測了其獨特的電磁特性，如逆Snell定律、逆多普勒效應、以及左手媒質平板的聚焦功能。Veselago的研究結果直到2001年才得到實驗驗證。1999年Pendry等人相繼提出了用周期性排列的金屬棒和開口金屬諧振環(huán)在微波波段分別實現等效負介電常數和等效負磁導率。2001年Smith等人在Pendry的理論模型基礎上，人工制造出一維左手結構和二維左手結構，首次用實

2、驗證實了負折射率，發(fā)表在《科學》雜志上。之后，國際上展開了大量的關于左手媒質的研究。 由于左手媒質具有負折射系數，使得左手媒質中相位傳播方向與功率傳播方向相反，于是人們質疑左手媒質違背了時間因果性。本文通過對一個小環(huán)天線在均勻媒質里的輻射場的精確分析和數值計算，表明介電常數和磁導率符合Lorentz模型的左手媒質不違背時間因果性。 在頻域中，左手媒質平板能夠對信號源中凋落波分量的幅度進行放大，對傳播波分量的相位延遲進行補

3、償，所以它能恢復出信號源的全部信息，從而突破傳統(tǒng)透鏡分辨率的限制。但是真實的信號源含有豐富的頻率分量，同時真實的左手媒質其介電常數和磁導率必定隨頻率變化。人們不禁要問，真實的左手媒質平板在時域中是否能對真實的信號源形成穩(wěn)定的像點。本文用索莫菲爾積分和FFT方法研究當電流源是高斯脈沖和開關正弦信號時的成像情況，發(fā)現倘若電流源含有豐富的頻率分量并且在這些頻點處左手媒質平板的相對介電常數和相對磁導率偏離-1很遠時，難以得到穩(wěn)定的像點。

4、 與傳統(tǒng)傳輸線相對應，Itoh等人提出了左手傳輸線。當用微帶電路構造左手特性傳輸線時，由于寄生參數的影響，不存在純粹的左手傳輸線，人為構造的左手傳輸線實際上是左右手傳輸線的復合體(Composite Left/Right-Handed，CRLH)。ltoh小組對CRLH結構給出了嚴格的理論分析?；贗toh的理論，本文建立了一套從S參數提取等效媒質參數和電路參數的方法。分布參數電路和集總參數電路的仿真和計算結果顯示，s參數提取方法是比較