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1、基于鐵氧體的左手材料的仿真與實驗艾芬北京科技大學TG335．6公開分類號：____________密級：______________O442１０００８ＵＤＣ：____________單位代碼：______________北京科技大學碩士學位論文論文題目：基于鐵氧體的左手材料的仿真與實驗研究學號：_________________________S20050492作者：_________________________艾芬專業(yè)名稱：_________________________材料學2007年12月19日北京科技大學碩士
2、學位論文基于鐵氧體的左手材料的仿真與實驗研究論文題目：艾芬作者：_________________________喬利杰教授北京科技大學指導教師：單位：論文提交日期：2007年12月19日學位授予單位：北京科技大學基于鐵氧體的左手材料的仿真與實驗研究SimulationandExperimentalResearchonLeft-handMaterialbasedonFerrite研究生姓名：艾芬指導教師姓名：喬利杰北京科技大學材料科學與工程學院北京100083，中國Candidate：AiFenSupervisor：Qia
3、oLiJieSchoolofMaterialsScienceandEngineeringUniversityofScienceandTechnologyBeijing30XueyuanRoad，HaidianDistrictBeijing100083，P.R.CHINA獨創(chuàng)性說明本人鄭重聲明：所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得北京科技大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的
4、同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。簽名：___________日期：____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解北京科技大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保留送交論文的復印件，允許論文被查閱和借閱；學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。（保密的論文在解密后應遵循此規(guī)定）簽名：___________導師簽名：___________日期：____________北京科技大學碩士學位論文摘要左手材料（Left-HandedMateri
5、al，LHM）是一種同時具有負介電常數(shù)和負磁導率的新型電磁介質(zhì)，它有負折射系數(shù)、反向波、逆多普勒效應等迥異于傳統(tǒng)材料的物理特性，由于在該材料中電磁波的電場方向、磁場方向與波矢方向呈左手坐標系，故被稱作左手材料。自從2000年左手材料的負折射特性首次被實驗證明以來，左手材料已迅速成為國際研究的熱點課題之一。目前，左手材料大部分采用印刷電路板上制備金屬線和開口諧振環(huán)（SRR）結(jié)構(gòu)，利用金屬圖案設計實現(xiàn)左手特性。本論文將磁性功能材料-鐵氧體引入左手材料之中，結(jié)合計算機模擬仿真和實驗，研究了采用鐵氧體的左手材料的電磁特性。本文首先
6、采用仿真計算了金屬環(huán)線結(jié)構(gòu)左手材料的微波電磁特性和影響因素，為進一步的仿真工作奠定基礎(chǔ)。其次，本文提出將鐵氧體作為金屬環(huán)線結(jié)構(gòu)的介質(zhì)基板，利用其磁導率的外場調(diào)制特性實現(xiàn)可調(diào)左手材料。仿真計算結(jié)果顯示，隨基板材料介電常數(shù)或磁導率的增加，SRR的諧振頻率向低頻方向移動。按照仿真模型，實際制備出以超高頻軟磁鐵氧體為基板的SRR結(jié)構(gòu)，通過外加磁場改變基板的磁導率有效地調(diào)控了SRR的諧振頻率，實現(xiàn)可調(diào)左手材料。實驗結(jié)果與仿真計算很好吻合。該研究為可調(diào)左手材料的實現(xiàn)提供了一條簡單易行的新方法，可推動可調(diào)左手材料微波器件的研究開發(fā)。最后
7、，本文模擬仿真了鐵氧體與金屬線復合結(jié)構(gòu)的微波特性，其中負磁導率利用鐵氧體的自身磁共振直接產(chǎn)生。采用Lorentz和Gyrotropic兩種模型仿真鐵氧體的共振型磁譜，并對這兩種模型的適用性進行了對比。Lorentz模型適用于材料的各向同性的共振型參數(shù)的模擬仿真，例如鐵氧體中的自然共振和疇壁共振。在鐵磁共振條件下，鐵氧體的磁導率各向異性，應用張量表示，因此應該采用Gyrotropic模型進行仿真計算。仿真結(jié)果顯示金屬線與Lorentz型磁介質(zhì)復合不利于左手特性的產(chǎn)生，但金屬線與Gyrotropic型磁介質(zhì)復合可以產(chǎn)生顯著的左
8、手現(xiàn)象。該研究對鐵氧體/金屬線復合結(jié)構(gòu)左手材料的設計具有具體的指導意義。關(guān)鍵詞：左手材料，仿真，可調(diào)，鐵氧體，共振ii北京科技大學碩士學位論文SimulationandExperimentalResearchonLeft-handMaterialbasedonFerriteAbstractLeft-ha
