電磁超材料左手材料報告

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1、左手材料（Left-HandedMaterials）及其發(fā)展、應(yīng)用前景毛建軍報告內(nèi)容一、左手材料介紹二、左手材料的應(yīng)用A、天線方面的應(yīng)用B、微波器件方面的應(yīng)用左手材料的歷史1968年，前蘇聯(lián)科學(xué)家VeselagoVG首次提出左手材料的概念并在理論上對其性質(zhì)進行了研究。1996年P(guān)endry提出了金屬線周期結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可使介質(zhì)的介電常數(shù)為負。2001年，加州大學(xué)SanDiego分校的Smith等物理學(xué)家制造出在微波波段具有負介電常數(shù)和負磁導(dǎo)率的物質(zhì)，證明了負折射材料的存在。隨后左手材料研究取得重大突破，并被Science評為2003年度、2006年度十大科技進展之一。左手材料的原

2、理welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceConventionalmaterials:ε>0;μ>0Left-HandedMaterials:ε<0;μ<0左手材料中,坡印亭矢量和波矢量的方向相反,也即能量與相位的傳播方向是相反的左手材料的Smith結(jié)構(gòu)SRRs(Split-RingResonator)fornegativeμWirefornegativeε左手材料的性質(zhì)一負折射率逆多普勒效應(yīng)完美透鏡效應(yīng)負折射率逆多普勒效應(yīng)在右手材料中，反射面相對于波源后退時，觀察到的反射波的頻

3、率會減小，這就是多普勒效應(yīng)。但在左手材料內(nèi)，電磁波的相速度和群速度方向相反，觀察者接受到的反射波的頻率會增加，這就是逆多普勒效應(yīng)完美透鏡效應(yīng)物體的精細信息儲存在消失波里，由于普通透鏡對消失波的衰減因而只能觀測到物體的大概信息；完美透鏡可以將消失波傳遞并放大，使人們可以觀測到物體表面的精細信息。有關(guān)應(yīng)用可以制做隱形衣二、左手材料的應(yīng)用天線方面的應(yīng)用利用左手材料對電磁波的負折射效應(yīng)制作的左手材料平板透鏡可以實現(xiàn)對天線輻射電磁波波束的會聚，減小天線的半波瓣寬度，提高天線的方向性。左手材料還可替代微帶天線的傳統(tǒng)介質(zhì)基板，利用其對表面波的抑制來減少邊緣散射，提高天線輻射效率。由于微波段左手

4、材料”的結(jié)構(gòu)單元尺寸與諧振波長之比可達1/10．并且可以通過電路板印刷的方式來實現(xiàn)．因此有利于實現(xiàn)易共形、重量輕的高方向性天線的設(shè)計。左手材料作為微帶天線的覆層加載Fishnet覆層的高增益天線示意圖Fishnet覆層單元結(jié)構(gòu)左手材料作為天線覆層左手材料作為天線覆層，其作用與光學(xué)領(lǐng)域的凸透鏡原理類似，穿過其中的電磁波受其零折射率或低折射率影響，能夠在垂直覆層方向附近的小角度產(chǎn)生電磁波的匯聚，而在其他方向被限制傳播。合理地選取左手覆層，將會實現(xiàn)凸透鏡將點源發(fā)散光匯聚成平行光的類似作用，從而顯著地改善了天線的方向性，提高了天線的前向增益。左手材料嵌入到微帶天線的介質(zhì)層單元天線的研究方

5、向圖比較左手材料微波器件方面的應(yīng)用左手材料中能量與相位傳播方向相反，利用左手材料可以實現(xiàn)對右手材料的相位補充。開放式諧振腔新型濾波器新型耦合器開放式諧振腔一線源位于A點,電磁波經(jīng)左手材料的折射又回到點,形成諧振腔電磁波的能量主要被限制在中心區(qū)域,形成一個開放式諧振結(jié)構(gòu)新型濾波器利用基于左手傳輸線的新型諧振器,可以構(gòu)成具有諧波抑制功能且結(jié)構(gòu)緊湊的新型濾波器工作頻率為4.5GHz,尺寸為1.4cm,對于傳統(tǒng)的半波長電容耦合濾波器,尺寸至少要4cm以上。新型耦合器傳統(tǒng)微帶雙線耦合器下耦合度達不到很高,很難高于-10dB。UCLA研究小組根據(jù)CRLH的特殊性質(zhì)提出了一種新的耦合機制,從理

6、論上能實現(xiàn)100%的緊耦合。根據(jù)這種耦合機制設(shè)計制作了對稱型和不對稱型耦合器對稱型耦合器不對稱型耦合器Thankyou!