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《基于平行金屬條的左手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第&)卷第*期"%%(年*月物理學(xué)報(bào)V;6,&)，U;,*，W8D,，"%%(!%%%2+"(%P"%%(P&（)%*）P+(*!2%&QRSQFK/ITRQITUTRQ!"%%(R:5D,F:H9,I;C,"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""基于平行金屬條的左手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真研究!!）!）"）#!）"）"）張松屈紹波馬華謝峰徐卓!）（空軍工程大學(xué)理學(xué)院，西安$!%%&!）"）（西安交通大學(xué)電子材料與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安$!%%’
2、(）（"%%)年*月+%日收到；"%%)年!%月+%日收到修改稿）基于雙平行金屬線結(jié)構(gòu)，將金屬線寬度增大，變?yōu)榻饘贄l，同時(shí)在金屬條結(jié)構(gòu)單元中部引入缺口，使中部變細(xì),由于等離子體效應(yīng)，該雙平行金屬條結(jié)構(gòu)在一定頻段等效介電常數(shù)為負(fù)；又由于單元結(jié)構(gòu)中部較細(xì)，使得該結(jié)構(gòu)在一定頻率會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的磁諧振,通過模擬仿真研究發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)在-波段可以實(shí)現(xiàn)!和"同時(shí)為負(fù),出現(xiàn)雙負(fù)（!.%，".%）的頻段會(huì)隨著諧振頻率的變化而變化,理論分析表明諧振頻率與金屬條寬度、缺口高度及中部寬度有關(guān)，仿真結(jié)果同分析一致,關(guān)鍵詞：左手材料，磁諧振，負(fù)磁導(dǎo)率，平行
3、金屬條!"##：’"$%/，$’+%0和負(fù)的介電常數(shù)條件非常嚴(yán)格，很難在微波頻段實(shí)［!&］!E引言現(xiàn)左手特性,因此在平行短金屬線結(jié)構(gòu)中再引入［!*］長(zhǎng)金屬線，結(jié)構(gòu)單元如圖!（4）所示，實(shí)驗(yàn)證明這左手材料是一種介電常數(shù)和磁導(dǎo)率在一定頻段種結(jié)構(gòu)使!和在一定頻段同時(shí)為負(fù),此外，當(dāng)電磁"［!］同時(shí)為負(fù)的復(fù)合材料，這種材料可以通過非磁性波垂直入射時(shí)，平行金屬線網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)負(fù)的［"，+］的金屬與電介質(zhì)復(fù)合來制備,FADBGH等提出用金［!$］!和",屬纖維與開口諧振環(huán)（IJJ）結(jié)構(gòu)復(fù)合實(shí)現(xiàn)在一定頻為了簡(jiǎn)化左手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮使用長(zhǎng)金屬
4、線對(duì)，［’，&］段介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)，I35@:等使用這并將其寬度增大變成金屬條，結(jié)構(gòu)如圖（!<），這種結(jié)種結(jié)構(gòu)制備出第一塊左手材料,此后左手材料得到構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)!.%，但很難在同一頻段實(shí)現(xiàn)負(fù)的磁導(dǎo)很多關(guān)注，實(shí)現(xiàn)左手材料的頻段也從最初較低的率,另外，理論計(jì)算表明增加金屬線寬度對(duì)磁諧振頻［’—$］［)—!%］0KL波段，擴(kuò)展到近光學(xué)頻段，并且左手材［!’］率沒有影響，這種結(jié)構(gòu)的磁諧振頻率難以調(diào)節(jié),［!!］料的設(shè)計(jì)思想被運(yùn)用到新概念隱身技術(shù)中,為了加強(qiáng)雙平行金屬條的磁諧振強(qiáng)度，本文工金屬線與IJJ復(fù)合結(jié)構(gòu)一直是左手材料設(shè)計(jì)作
5、是改變金屬條的結(jié)構(gòu)，在金屬條結(jié)構(gòu)單元中部引的基本結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)中，金屬線陣列是用來產(chǎn)生［"］入缺口，使中部變細(xì),通過模擬仿真研究發(fā)現(xiàn)，這種負(fù)的介電常數(shù)，而IJJ在磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生磁［"］［+］結(jié)構(gòu)介電常數(shù)在-波段內(nèi)為負(fù)，而在這個(gè)頻段上諧振，從而產(chǎn)生負(fù)的磁導(dǎo)率,在這種復(fù)合材料中，同時(shí)發(fā)生磁諧振，使磁導(dǎo)率為負(fù)，使材料呈現(xiàn)左手特金屬線和IJJ一般位于平面基體的兩側(cè)，磁場(chǎng)方向性,通過改變?nèi)笨诔叽绾徒饘贄l寬度及中部寬度可垂直于IJJ面，因而電磁波必須沿著基體平面?zhèn)饕院苋菀渍{(diào)節(jié)磁諧振頻率,播,這種復(fù)合材料具有雙各向異性,人們不斷探索
6、新［$，!"，!+］的方式實(shí)現(xiàn)負(fù)的介電常數(shù)和負(fù)的磁導(dǎo)率,理論研究表明，雙平行短金屬線可以代替IJJ"E理論分析［!’］實(shí)現(xiàn)磁諧振,在這種結(jié)構(gòu)中，電磁波垂直表面入［"］射，因此不用在電磁波傳播方向做很大的尺寸,但是根據(jù)FADBGH等的工作，對(duì)平行金屬條結(jié)構(gòu)，""只使用這一種結(jié)構(gòu)在一個(gè)頻段同時(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)的磁導(dǎo)率!（#）M!N#OP#，當(dāng)電磁波頻率低于其等離子體頻!國(guó)家自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)號(hào)：!%’$’%$$，&%*+"%+%，*%)$!%"$）資助的課題,#通訊聯(lián)系人,123456：789:4;<;=3456,>?@8,AB8,CD0
7、43’物理學(xué)報(bào)25卷空介電常數(shù)&等效電感可以運(yùn)用平行金屬條之間儲(chǔ)’存的磁場(chǎng)能量"/，利用公式"/)&’,’求得，其中’［!.］表示電流，得到電感的近似表示&()#+#$,’"&（’）則系統(tǒng)的磁諧振頻率為!/!((/))’!’!!’&(!(,’!))，（0）#!!"*%式中)為真空中光速&可見磁諧振頻率只與金屬條的長(zhǎng)度有關(guān)，與其他參數(shù)無關(guān)&相關(guān)研究也證實(shí)了這［!’，!0］一點(diǎn)&這個(gè)公式由于做了很多近似，但是作為半圖!（"）長(zhǎng)金屬線#短金屬線，（$）雙平行金屬條結(jié)構(gòu)定量計(jì)算，已經(jīng)包含了主要的因素，從中可以看出諧振頻率的變化趨勢(shì)&
8、由于只有一個(gè)調(diào)節(jié)因素，對(duì)頻率率!時(shí)，等效介電常數(shù)為負(fù)值&其中!與金屬條%%的調(diào)節(jié)有很大限制&的間距及橫截面有關(guān)&為了使雙平行金屬條結(jié)構(gòu)獲當(dāng)在平行金屬條的中部引入缺口時(shí)，其等效電得較強(qiáng)的磁諧振以實(shí)現(xiàn)負(fù)的磁導(dǎo)率，將金屬條結(jié)構(gòu)路仍然如圖（’$）所示，但電容和電感的計(jì)算公式略單元中間引入缺口，使其
