超材料吸波體及左手材料的研究

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1、北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文日期：二。一五年四月十日北京化工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。關(guān)于論文使用授權(quán)的說明學(xué)位論文作者完全了解北京化工大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬北京化工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許

2、學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文?？谡撐臅翰还_(或保密)注釋：本學(xué)位論文屬于暫不公開(或保密)范圍，在』L年解密后適用本授權(quán)書。．／均非暫不公開(或保密)論文注釋：本學(xué)位論文不屬于暫不公開(或保密)范圍，適用本授權(quán)書。作者簽名：叢絲導(dǎo)師簽名：趣灸導(dǎo)師簽名：l逸墨殮日期：加fI·j·Z哆學(xué)位論文數(shù)據(jù)集中圖分類號053學(xué)科分類號140論文編號1001020150916密級非保密學(xué)位授予單位代碼10010學(xué)位授予單位名稱北京化工大學(xué)作者姓名張敏學(xué)號2012200916獲學(xué)位專業(yè)名稱物理

3、學(xué)獲學(xué)位專業(yè)代碼0702課題來源學(xué)校級項目研究方向超材料論文題目超材料吸波體及左手材料的研究關(guān)鍵詞超材料，吸波體，吸波性能，左手材料，負折射，零折射論文答辯日期2015年5月22日聿論文類型基礎(chǔ)研究學(xué)位論文評閱及答辯委員會情況姓名職稱工作單位學(xué)科專長指導(dǎo)教師侯志靈見習(xí)教授北京化工大學(xué)材料物理評閱人i曹茂盛教授北京理工大學(xué)材料物理評閱人2祁欣教授北京化工大學(xué)物理評閱人3評閱人4評閱人5答辯委員會主席祁欣教授北京化工大學(xué)物理答辯委員1陳信義教授清華大學(xué)物理答辯委員2曹茂盛教授北京理工大學(xué)材料物理答辯委員3王義全教授中央民族大學(xué)物理答辯委員4丁迎春教授北京化工大學(xué)物理

4、答辯委員5荊堅教授北京化工大學(xué)物理答辯委員6邵曉紅教授北京化工大學(xué)物理論文類型：1．基礎(chǔ)研究2．應(yīng)用研究3．開發(fā)研究4．其它中圖分類號在《中國圖書資料分類法》查詢。學(xué)科分類號在中華人民共和國國家標準(GB／T13745-9)《學(xué)科分類與代碼》中查詢。論文編號由單位代碼和年份及學(xué)號的后四位組成。一二三四注摘要超材料吸波體及左手材料的研究超材料(metamaterial)是一種亞波長結(jié)構(gòu)周期排列而成的人工材料，擁有常規(guī)材料不能實現(xiàn)的奇異電磁特性，在隱身斗篷、納米光學(xué)成像、微型諧振器、定向發(fā)射天線、熱輻射探測器、太陽能轉(zhuǎn)換器、彎曲波導(dǎo)等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。本文以發(fā)

5、展新型超材料為目標，系統(tǒng)研究了三角型吸波體、“豐"型零折射超材料、“回"型負折射超材料、雙“E”型超材料、“中"型負折射超材料和銅錢型超材料等六種材料，計算了其等效電磁參數(shù)，分析了結(jié)構(gòu)與電磁特性的依賴關(guān)系，揭示了這些超常電磁特性的微波響應(yīng)機理。其中重點開展了三角型超材料吸波體和銅錢型超材料的電磁特性研究。對于三角型超材料吸波體：三角型MMA厚度為波長的1／8，遠小于普通電損耗吸波介質(zhì)厚度(k／4)，并且吸收性能得到了極大提高。吸收峰頻率隨介質(zhì)厚度和金屬厚度的減小而藍移，與原胞問縫寬成線性關(guān)系，這種吸波性能對縫寬的線性依賴關(guān)系使得調(diào)控微波吸收頻帶更為簡便。該吸波體

6、的損耗以介質(zhì)損耗為主，歐姆損耗為輔，在熱探測器、傳感器、微波衰減器件上具有潛在的應(yīng)用前景。銅錢型結(jié)構(gòu)的超材料呈現(xiàn)出一個負折射帶(品質(zhì)因數(shù)為5．6)和兩個零折射帶(一個寬頻帶和一個低損耗頻帶)，在多頻段、多功能、不同損耗微波器件應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢。我們深入探討了銅錢環(huán)、金屬線與共振T北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文頻率的關(guān)系，建立了銅錢型超材料的電等離子體頻率和磁等離子體頻率模型，分析了銅錢型超材料負折射和零折射的產(chǎn)生機理，為新型超材料研究與發(fā)展提供了參考；基于零折射特性的研究結(jié)果，提出了實現(xiàn)零折射率的通用判據(jù)，即同時滿足條件8≯’葉臺’毫O和∥臺k7么’，

7、折射超材料的設(shè)計提供了理論依據(jù)。此外，研究了零折射超材料在彎曲同軸波導(dǎo)、T形微帶線、喇叭天線中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：超材料，吸波體，吸波性能，左手材料，負折射，零折射Ⅱ摘要MErrI舢ⅥATERIAI．ABSoRBERSANDLEFT-HANDEDMETAMATERIAI．SABSTRACTMetamaterials，periodicsub-wavelengthartificialmaterials，exhibitextraordinaryelectromagneticpropertiesnotavailableinconventionalmaterials，whic

8、hhavepotenti