左手材料

摘要： 针对最近热议的2020年北京普高适应性测试物理卷第14题中所涉及的负折射率材料,文中对这类材料的研究历史与前沿进展进行了简要介绍,对该问题中出现的"是否超光速"这一争议点进行了讨论.然后根据光在负折射率材料中的传播规律,对一块由负折射率材料构成的具有一定厚度的平板介质的成像特点进行了计算,得到了其成实像的判定条件,并与正折射率材料的成像特点进行了对比.最后,利用M atlab模拟直观展示了物体所发出的不同入射角度的光线经过不同折射率组合的介质后的传播规律.

摘要： 基于谐振型左手材料理论设计了一种三维的左手材料结构.该结构在三维空间中没用介质基板,完全是一个多开口的环状铜板.通过理论分析、软件仿真、测试、提取有效电磁参数,研究结果表明,在114～369.7MHz范围内,该结构具有谐振特性,在200～500MHz范围实现双负特性,对三维左手材料的广泛应用具有一定的参考意义.

摘要： 在基于抛物反射面的射电望远镜应用中,组成相控阵馈源阵列的单元天线应具有高增益、良好的方向图等化性以及双极化可实现等特点.通过加载八单元双层"田"字形左手材料,设计了一款工作于L波段的具有良好等化性的双极化高增益电磁偶极子天线.仿真结果表明,该天线增益达到10.3dB,极化隔离度优于-30dB,交叉极化比大于28dB.该天线可用于构成馈源阵列,提升射电望远镜的视场性能.

摘要： 本研究基于电磁谐振理论和镜像对称原理,提出了一种结构简单的新型左手材料,该结构仅在介质板单面印制.通过理论分析、HFSS仿真软件、NRW(Nicolson-Ross-Weir)等效电磁参数提取以及FOM(figure of merit)系数计算验证了该结构的左手特性.结果表明:该结构在12.65～23.32GHz频率范围内具有等效介电常数和等效磁导率同时为负的特性,其左手频带的绝对带宽达到10.67GHz,相对带宽达到59.33％,最大单元损耗仅为0.29dB,远远优于传统的左手材料.

摘要： 针对目前左手材料普遍存在的谐振频率低、带宽窄和高损耗的问题,本文基于谐振型左手材料理论,设计了一种双面型宽频带左手材料结构.该结构将螺旋对称形金属片与十字形金属片分别放置在介质基板的两侧,形成一个左手材料单元,在2个左手材料单元顺序排列条件下,实现最佳谐振性,为了验证所设计的材料结构是否具有左手特性,采用高频仿真软件进行电磁仿真,同时采用Matlab软件与传输反射法(nicolson-ross-weir,NRW)进行计算.研究结果表明,该材料在3.37～5.87 GHz范围内,具有谐振特性,满足低损耗要求;在2.5～4.8 GHz范围内,介电常数和磁导率同时为负,实现了材料的左手特性.该研究具有一定的实际应用价值.

摘要： 为了解决时域有限差分方法的计算域截断问题,本文在完全匹配层方法的基础上,将克兰克-尼科尔森(crank nicolson,CN)半隐式差分方式和近似去耦(approximately decoupling,AD)法相结合,对基于Drude模型的二维左手材料CNAD-FDTD算法进行研究.为验证该方法在二维频率色散左手材料区域的有效性,对色散媒质的Drude模型进行数值仿真.仿真结果表明,本文所提出的方法,不仅打破了常规FDTD的Courant稳定条件(courant-friedrich-levy,CFL)对时间步长的限制,且受色散材料的影响很少,具有良好的吸收效果;随着CN的增大,运行时间逐渐减少,说明本文所提出的算法可以提高运算效率.该研究为左手材料的进一步发展提供了理论依据.

摘要： 随着当下众多电子设备、军事化装备对天线的方向性要求日益提高,加载超材料透镜的天线系统逐渐成为研究重点.毫米波天线由于体积小、重量轻、易于高度集成化,且频带宽、分辨率高、敌方难于截获、抗干扰性能强等特性,在军事上得到了广泛应用.因此,结合超材料中具有负折射率特性的左手材料,设计了能够应用在毫米波介质谐振器天线上的透镜.与介质谐振器单独工作相比,加载超材料透镜后,天线方向图的半功率波瓣宽度明显收敛,增益值也获得了有效提高,进一步验证了所提设计方案的可行性.

摘要： 什么是超材料?中学时老师告诉我们,当一束光从空气斜射入水中,入射光与折射光应该在法线两侧。那么,是否存在这样一种介质,当光入射其中,入射光与折射光位居法线同侧?1968年,前苏联理论物理学家菲斯拉格(Veselago)发现,介电常数和磁导率都为负值物质的电磁学性质,与常规材料不同,从而在理论上预测了上述"反常"现象。

摘要： 本文基于等效电路理论，采用HFSS仿真软件对S形左手材料建模分析，将理论计算与仿真模拟相对比，验证了各结构参数对谐振频率与等离子频率的影响。研究结果表明，随着偏移量的增大，谐振频率与等离子频率同时增大，但当偏移量达到一定程度时，谐振频率与等离子频率将随着偏移量的继续增大而减小。

摘要： 本文基于对开口谐振环(SRR)左手材料结构的理论分析,提出了一种用于60GHz通信的双层SRR左手材料结构.通过合理改变该结构的尺寸大小以及进行相应的优化分析,模拟结果显示该结构在52～67GHz存在一个明显的宽通频带,S21趋近于0,S11小于-40dB,在54～61.2GHz内,该结构具有双负性(介电常数和磁导率同时为负).

摘要： 左手材料具有平板透镜聚焦效应,突破电磁波的衍射极限实现倏逝波的放大,其覆盖于微带天线上方,可以提高天线增益.本文设计了一种新型的双频微带天线,通过接地板上刻蚀“己”字形弯折缝隙的方法实现双频谐振.为了改善天线低频段的增益,设计了一种新型的双频段左手材料,并作为天线的覆层.结果表明,覆层左手材料微带天线的低频段和高频段的峰值增益分别为2.2dBi和7.3dBi.

摘要： 对均衡器小型化、集成化的发展趋势,提出了Q值高、尺寸小、调节参量多、自由度高的基于左手材料互补裂环谐振单元(CSRR)周期阵列子结构的HMSIW均衡器,理论分析了CSRR子结构的性质,总结了各物理因素对均衡器调节的规律和方法,并给出了仿真结果;最后设计了一款五阶子结构级联的均衡器,其最大插损-0.2dB最小衰减-15.8dB,均衡值为16,均衡曲线的仿真结果与测量结果吻合度较好,误差小于1dB;该结构和理论分析方法为均衡器进一步的设计优化提供了理论和试验仿真基础.

摘要： 本文主要讨论了普通微带天线加载左手材料后,其频率特性的改善情况.这里选用的是在普通微带天线的介质的地板上开交叉状周期性排列的缝隙的左手结构来实现原来普通微带天线的频率特性的改善.首先,利用HFSS软件对该结构的微带天线进行仿真优化,根据优化结果可以发现其相对带宽由原来普通微带天线的2.4％拓宽到17％.接着对仿真结果进行加工得到实物,并对实物进行测试,可以发现测试结果与仿真结果基本一致,实现了对原来普通微带天线的频率特性的改善,证明了左手材料在改善微带天线频率特性方面的重要作用.

摘要： 文章提出了一种具有谐振特性的左手材料结构单元.该结构基于谐振型左手材料理论设计,使用CST电磁仿真软件,分析了该材料结构的谐振特性,并进一步提取出该材料的等效介电常数、等效磁导率和波矢量.结果表明,在4个结构单元条件下,该结构在X波段10.89-11.49GHz范围内出现由谐振特性产生的通带,其中在10.89-11.31GHz内出现右手传输通带以及在11.31-11.49GHz内出现谐振型左手通带.该结构的带通特性,或可在X波段范围内微波器件领域获得广泛应用.

摘要： 本文提出一种左手材料在同轴型滤波器中的应用。通过添加左手单元结构，对滤波器内介质中等效介电常数和等效磁导率进行调节，使得其在5-6.9GHz和7.1-9GHz频段内呈现双正或双负特性，形成通带；6.9-7.1GHz呈现单负特性，形成阻带。从而使该滤波器成为一个在5-9GHz范围内的带阻滤波器。左手材料是电磁领域中一个全新的研究方向，目前左手材料已经被广泛应用到天线小型化、滤波器设计等各个方面，具有广阔的发展前景和实用价值。

摘要： 电磁超介质是当前电磁学和物理研究领域中的前沿与热点,本文将左手材料、复合左/右手传输线、光子晶体统一在电磁超介质的理论体系下进行讨论,详细论述了近年来的电磁超介质的发展,并结合有效载荷技术发展提出了未来电磁超介质的发展方向.

摘要： 在研究材料的左手性能时,Smith提出的由S参数计算介电常数和磁导率的参数提取法,存在多值问题,会得出错误的结果,采用反余弦函数提取等效折射率n,需使用附加限制条件n″≥0和z′≥0.首先验证了参数提取法的一个推导公式的正确性,而后分析出现错误结果的两个原因,第一个原因是由计算软件决定,第二个原因是由结构单元的尺寸引起的.通过仿真计算,展示了出现错误的现象,并提出修正方法,从而得到正确的结果.

摘要： 为了能研制出智能程度更高的器件和系统，近年来又显示了一些新材料如多铁电体(multiferroelectrics )陶瓷和左手(lefthand)材料等，并对这两类材料的结构特征以及性能指标进行了阐述。

摘要： 本发明提供一种基于相变材料的可调谐左手超材料。通过在基于多层结构的左手超材料中引入相变材料，使其负折射率的工作频带具有可调谐性，从而解决左手超材料工作频段窄的技术问题。本发明利用相变材料介电系数随外加电场或温度改变而变化的特性，实现左手超材料工作频率的可调谐功能，最大调节幅度可达43％。

摘要： 本发明提供一种左手系谐振器，其具备：将电感器与电容器串联连接的串联体；将电感器与电容器并联连接的并联体，串联体的一侧与并联体的一侧连接，并且并联体的另一侧接地，串联体的另一侧接地。利用此种结构，仅使用一个由串联体和并联体构成的单位单元，能够激励-1次的模式，因此能够将左手系谐振器的形状小型化。

摘要： 本发明提供一种基于相变材料的可调谐左手超材料。通过在基于多层结构的左手超材料中引入相变材料，使其负折射率的工作频带具有可调谐性，从而解决左手超材料工作频段窄的技术问题。本发明利用相变材料介电系数随外加电场或温度改变而变化的特性，实现左手超材料工作频率的可调谐功能，最大调节幅度可达43％。

摘要： 本发明属于电磁介质特性研究技术领域，具体涉及一种左手材料的结构单元，包括介质板和金属条组元，数个金属条组元以阵列式分布于介质板的正面和反面即在介质板的正面和反面都形成组元阵列，金属条组元由两种不同宽度的矩形金属条按照一定规律排列而成；本发明还公开了由多块结构单元等间距排列得到的左手材料。该结构单元仅由两种不同宽度的矩形金属条按照一定规则排列，加工制备十分方便；在介质板的正反面上形成金属条组元阵列，且对立面之间的金属条组元阵列可通过旋转90°互得，实现左手材料的二维各向同性，克服了传统材料的维度受限的缺点；该左手材料的通带带宽可达到6GHz，实现了通带的偏移，大大拓宽了左手材料的应用范围。

摘要： 本发明涉及一种手机天线介质基板，具体来说涉及一种带有非对称结构左手材料的双频手机天线介质基板，该左手材料具有双左手透射通带，是通过引入不等行间距的金属谐振环制得。本发明利用非对称结构左手材料的双左手通带分别对手机天线的低频900MHz和高频1800MHz两个工作频段内电磁波中的倏逝波进行有效放大，并使倏逝波参与天线对信号的辐射和接收工作，从而提高手机天线的辐射效率，改善手机天线的增益。

摘要： 本发明涉及一种手机天线的介质基板，特别涉及一种左手材料介质基板，用这种基板设计制作的手机天线可提高其灵敏度，改善其性能。用此种左手材料介质基板制作的天线示意图如附图所示，包括左手材料介质基板、辐射单元、接地板、馈电点等。介质基板的制作是由采用多层电路板刻蚀技术制作的由金属开口谐振环与金属线组成的左手材料叠合加压而成。利用左手材料对倏逝波的放大效应，能将电磁波信号放大，进而增强天线的灵敏度，可以解决传统手机天线经常因为周围建筑物或其它物体对信号产生屏蔽而使手机无法正常收讯的问题，有效地改善了地下商场、隧道、地铁、建筑群内等场合的移动通讯的质量。

摘要： 本发明公开了一种基于T形金属条的单面左手材料及块状左手材料。本发明的单面左手材料由T形金属条结构单元阵列构成，所述T形金属条结构单元包括两个T形金属条，所述两个T形金属条反向对称交错放置在FR4介质基板单面上。本发明的块状左手材料，包括多片按照间距1.5mm等间距排列的上述基于T形金属条的单面左手材料，所述基于T形金属条的单面左手材料蚀刻在介电常数4.4的环氧树脂PCB基板正面上。本发明中左手材料的单元仅为单一的T形的金属线结构，因而加工工艺十分简单；其传输损耗、单元电长度都很小的情况下，通带带宽达到6.69GHz，并实现了通带的偏移，大大拓宽了左手材料的应用范围。

摘要： 本发明属于电磁介质特性研究技术领域，具体涉及一种左手材料的结构单元，包括介质板和金属条组元，数个金属条组元以阵列式分布于介质板的正面和反面即在介质板的正面和反面都形成组元阵列，金属条组元由两种不同宽度的矩形金属条按照一定规律排列而成；本发明还公开了由多块结构单元等间距排列得到的左手材料。该结构单元仅由两种不同宽度的矩形金属条按照一定规则排列，加工制备十分方便；在介质板的正反面上形成金属条组元阵列，且对立面之间的金属条组元阵列可通过旋转90°互得，实现左手材料的二维各向同性，克服了传统材料的维度受限的缺点；该左手材料的通带带宽可达到6GHz，实现了通带的偏移，大大拓宽了左手材料的应用范围。

摘要： 本发明涉及一种手机天线介质基板，具体来说涉及一种带有非对称结构左手材料的双频手机天线介质基板，该左手材料具有双左手透射通带，是通过引入不等行间距的金属谐振环制得。本发明利用非对称结构左手材料的双左手通带分别对手机天线的低频900MHz和高频1800MHz两个工作频段内电磁波中的倏逝波进行有效放大，并使倏逝波参与天线对信号的辐射和接收工作，从而提高手机天线的辐射效率，改善手机天线的增益。

摘要： 本发明涉及一种手机天线的介质基板，特别涉及一种左手材料介质基板，用这种基板设计制作的手机天线可提高其灵敏度，改善其性能。用此种左手材料介质基板制作的天线示意图如附图所示，包括左手材料介质基板、辐射单元、接地板、馈电点等。介质基板的制作是由采用多层电路板刻蚀技术制作的由金属开口谐振环与金属线组成的左手材料叠合加压而成。利用左手材料对倏逝波的放大效应，能将电磁波信号放大，进而增强天线的灵敏度，可以解决传统手机天线经常因为周围建筑物或其它物体对信号产生屏蔽而使手机无法正常收讯的问题，有效地改善了地下商场、隧道、地铁、建筑群内等场合的移动通讯的质量。