用改進的方法提取人工電磁材料的等效電磁參數(shù).pdf

1、自2001年D.R.Smith教授等人實驗觀察到負折射以來，人工電磁材料越來越受到科學界的廣泛關(guān)注，基于該材料的特殊結(jié)構(gòu)，人們對它的特性和應(yīng)用研究也更深更廣。 人工電磁材料通常由亞波長諧振單元組成，這些諧振單元對電磁波的響應(yīng)類似于組成物質(zhì)的分子或原子。最典型的人工電磁材料粒子是磁場激勵下的開口諧振環(huán)(Split-Ring Resonator,SRR)和電場激勵下的耦合諧振單元(Eleetric-field-eoupledindu

2、ctancecapacitance resonator,ELC)。SRR和ELC對場的響應(yīng)通常用等效媒質(zhì)參數(shù)來描述，例如，介電常數(shù)ε和磁導率μ等。計算這些參數(shù)最常用的一種方法是把仿真計算或測量得到的人工電磁材料的反射和透射系數(shù)看作是相同厚度的均勻媒質(zhì)的解析式，所以稱之為S參數(shù)的提取方法。在過去幾年里，有很多專家學者用這種方法來得到人工電磁材料的等效媒質(zhì)參數(shù)。但是，盡管人工電磁材料可以等效為媒質(zhì)，由于單元的強諧振和亞波長的尺寸使粒子的單元

3、間發(fā)生了不可避免的耦合。 在用S參數(shù)提取等效媒質(zhì)參數(shù)的過程中，都是假設(shè)人工電磁材料介質(zhì)板中所有的單元粒子對外加場的響應(yīng)都是一樣的，因為單元間的耦合作用，這其實只是一種近似。作者認為人工電磁材料介質(zhì)板中位于兩側(cè)單元和中間單元的耦合不一樣，并采用非均勻媒質(zhì)模型提出了改進的參數(shù)提取方法，所給出的側(cè)面單元和中間單元的等效媒質(zhì)參數(shù)是不同的，這也就引出了人工電磁材料介質(zhì)板的非均勻特性。應(yīng)用改進的方法，通過計算兩個單元和三個單元的S參數(shù)分別得