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《中国科学院研究生院(电子学研究所)》 2005年
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微波异向介质的实验及理论研究

隋强  
【摘要】:异向介质是本世纪初物理学和电磁学的重要发现,它是等效介电常数和等效磁导率同时为负数的人造介质。异向介质的研究突破了传统电磁场理论中的一些重要概念,它的深入研究成果将在许多领域有重大的应用。异向介质的研究是物理学和电磁学最前沿的课题之一。本论文对周期性排列的金属条和两侧开口的金属谐振环这种典型微波异向介质结构进行了实验和理论的深入研究。 论文实验方面的主要研究工作和创新成果如下: 1、设计制作了体积较大的金属条和金属谐振环的组合结构,研究了电磁波在这种结构中的传输特性。实验证实了当电磁波的电场方向与金属条方向相同,磁场方向与金属谐振环的轴向方向相同时,在一定的频率范围内,介质的等效介电常数和等效磁导率同时为负数; 2、实验研究了位于异向介质中的鞭天线的辐射特性。实验表明异向介质能够使天线的方向性更强。实验还发现了天线的辐射在异向介质与空气的分界面处的负折射现象; 3、设计制作了用于棱镜实验的实验装置,分别用聚四氟乙稀和异向介质构成的三角形棱镜进行电磁波斜入射到介质分界面的实验。实验证实了异向介质和常规介质分界面处的负折射现象。 论文运用三维FDTD方法对电磁波在平板、棱镜和圆柱形的异向介质中的传播进行了计算模拟。针对异向介质的结构特点,在模拟计算中采用了一些新的处理手段和分析模型。例如,在两个方向上设置周期性边界条件以产生理想的均匀平面波和无限大的异向介质。论文完成了以下的模拟计算: 1、运用相位提取技术对电磁波在平板状异向介质内传播时相位的变化进行了计算,给出了明确的相位变化曲线; 2、模拟了电磁波斜入射到异向介质和常规介质的分界面时折射波的传播规律,得出非常直观的折射波传播图; 3、用计算异向介质内的相速和测量折射角两种方法计算了介质不同频率的负折射率,这两种计算方法的计算结果吻合得很好;
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电子学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN015

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黄志洵;;负折射率研究中的若干理论问题[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 邱文强;含左手材料平板波导的电磁特性[D];福建师范大学;2011年
2 周跃群;左手媒质特性及其在微带天线中的应用研究[D];江苏大学;2009年
3 季培来;光子晶体物理特性在微带天线中的应用研究[D];江苏大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黄志洵;微波异常传播中的负折射率问题[J];物理;2001年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周宗元;关于高斯定理和电场叠加原理的讨论[J];安徽广播电视大学学报;2001年01期
2 赵瑾,吴先良,付彪,李世雄;基于辛几何理论求解电磁波在二维非均匀媒质中的传播与焦散问题[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年04期
3 刘全跃;电磁波动量密度的普适公式[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年03期
4 吴萍;高频区有表面波散射机制目标的RCS的预估[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年03期
5 王造奇,刘果红;菲涅耳公式中位相突变的人为性[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1994年01期
6 何贤美;关于静态电磁场的动量密度[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2003年02期
7 蔡之让,戴农;一个静电场问题的微机辅助分析[J];安徽师大学报(哲学社会科学版);1995年04期
8 彭德应,高长魁;有限长螺线管磁场的边缘效应及应用[J];安徽师大学报(自然科学版);1997年01期
9 郭兴军;几种常见电场的电力线[J];安徽教育学院学报(自然科学版);1999年01期
10 李健,任秦安;磁化能量密度的一种推导[J];安康师专学报;1999年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张贞卓;王湖庄;陈抗生;;新型波导缝隙天线在有限圆盘上的辐射[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
2 王溪萍;邓次平;;空心截锥顶振子天线辐射方向图的GTD计算[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
3 马积福;高本庆;;FDTD/表面积分法求金属散射体的远场[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
4 康刚;祝西里;王长清;;单极天线辐射场及其与人体作用的研究[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年
5 李童;;Matlab与电磁场算法FDTD[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
6 孟萃;陈雨生;程建平;刘以农;;瞬态电磁场对双层圆柱腔体耦合效应的三维FDTD数值模拟[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2006年
7 唐敏康;马艳玲;;基于有限差分法的线板式电除尘器粒子输送模型的建立[A];第十四届中国电除尘学术会议论文集[C];2011年
8 胡靖;杨现文;;10Gb/s APD光电探测器组件高频传输线的设计[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
9 韩磊;崔占忠;;地面感应电场对静电隔墙探测的影响[A];中国物理学会第十五届静电学术年会论文集[C];2009年
10 于静;李国林;周红梅;;基于电容传感原理的引信探测器探测场研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王瑶;无线信号在建筑物群中的传播——反射、绕射及路径搜索[D];郑州大学;2010年
2 侯建华;感应加热在注塑成型中的应用[D];郑州大学;2010年
3 王召召;城市环境下通信信号穿透损耗的定量研究[D];郑州大学;2010年
4 杨兵;基于改进介电常数模型的沥青路面面层压实度反演[D];郑州大学;2010年
5 肖鸿;异向介质基本结构分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张艳如;高性能溅散板馈源天线的研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 马谢;系统电磁兼容仿真[D];电子科技大学;2010年
8 时杰;磁选柱数学模型及计算机模拟[D];昆明理工大学;2009年
9 杨子合;几种不同金属结构的电学屏蔽特性研究[D];中原工学院;2011年
10 赵毅;基于射线跟踪的特征匹配定位技术研究[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄志洵,逯贵祯,关健;电磁波传播中的超光速群速和负群速[J];北京广播学院学报(自然科学版);2004年S1期
2 陈徐宗,肖峰,李路明,彭翔,刘成,张宇;光脉冲在电磁感应介质中的超慢群速与负群速传播实验研究[J];北京广播学院学报(自然科学版);2004年S1期
3 张富利,赵乾,刘亚红,赵晓鹏;用于构成左手化材料(LHMs)的开口谐振环的研究[J];北京广播学院学报(自然科学版);2004年S1期
4 赵伟;赵晓鹏;;左手材料的研究进展[J];材料导报;2006年02期
5 许占显;贾宝富;林为干;;铁氧体衬底——手征性材料隐身波特性研究[J];材料导报;2007年01期
6 许占显;林为干;孔立堵;;可控Metamaterial与结构的电磁波吸收特性研究[J];材料导报;2007年05期
7 赵振维,吴振森,薛谦忠;大尺寸均匀有耗球电磁散射的算法[J];电波科学学报;1999年04期
8 葛德彪,吴跃丽,朱湘琴;等离子体散射FDTD分析的移位算子方法[J];电波科学学报;2003年04期
9 刘少斌,莫锦军,袁乃昌;碰撞等离子体的高阶FDTD算法[J];电波科学学报;2004年01期
10 朱旗;吴磊;徐善驾;;基于左手传输线的双线极化微带阵列天线[J];电波科学学报;2007年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 笪海霞;左手材料电磁特性的研究[D];苏州大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黄志洵;;论消失态[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2008年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘峥;各向同性和各向异性左手介质对电磁波的散射特性研究[D];杭州电子科技大学;2011年
2 万磊;基于左手材料的微波波器的研究[D];华中科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黄志洵;21世纪电子学的若干前沿课题[J];中国工程科学;2000年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李琳菲;秦卫平;;数值研究负折射率超透镜近场亚波长成像[J];信息化研究;2011年03期
2 陈红胜,冉立新,皇甫江涛,章献民,陈抗生,孔金瓯;异向介质平板对高斯波传播的影响[J];浙江大学学报(工学版);2004年10期
3 史丽娜;李承芳;张飞;;二维光子晶体负折射现象的研究[J];量子电子学报;2006年03期
4 卢万铮,曾越胜;关于FDTD中驻波-行波边界条件的讨论[J];微波学报;2002年02期
5 陈彬,陆峰,易韵,陈海林,周璧华,裴玉玲;时域有限差分法中金属薄板边缘场差分方程的修正[J];电子学报;2004年06期
6 杨鸿生;王惠燕;张照锋;袁迎春;姚靖;;圆形槽波导中径向盘对阻抗的影响[J];微波学报;2007年03期
7 汪涛;;矩形微带天线的设计及FDTD分析[J];山西电子技术;2007年06期
8 陈鹏,房少军;基于时域有限差分法计算共面波导的特性阻抗[J];大连海事大学学报;2005年03期
9 姚靖,杨鸿生,郭雪锋,崔立成,褚家美,郑福萍;W波段圆形槽波导径向盘的位置对阻抗的影响[J];电子器件;2005年03期
10 肖志文;卢万铮;何建国;马嘉俊;;一种平面超宽带天线的优化设计及其分析[J];微波学报;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑阳明;褚庆昕;;处理曲面导体边界的共形时域有限差分法[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
2 陈红胜;冉立新;皇甫江涛;章献民;陈抗生;;异向介质波束位移现象的数值模拟[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
3 冯英;褚庆昕;;多媒质区域介质子网格时域有限差分法[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
4 张国华;袁乃昌;付云起;;光子带隙微带结构数值分析[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
5 于小利;曹明;罗中涌;公勋;章德;;压电介质中声波的时域有限差法正演模拟[A];Proceedings of the 2010 Symposium on Piezoelectricity,Acoustic Waves and Device Applications[C];2010年
6 王英军;王秉中;;同轴馈电背腔微带贴片天线的时域有限差分法分析[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];1999年
7 陈田国;李平辉;;电波反射和折射的动态呈现及在CAE中的应用[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年
8 黄必昌;高致慧;洪泽华;虞爱华;;光纤拉曼放大器瞬态效应的时域差分研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(C 激光技术与应用专题)[C];2006年
9 郑阳明;褚庆昕;;多时间步长时域有限差分法[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
10 潘文俊;童创明;周明;;UPML吸收边界在等离子体涂覆目标计算中的应用[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 记者 刘霞;负折射率超材料实现光线增强[N];科技日报;2010年
2 记者 毛磊;2003年度最重要物理学新闻[N];新华每日电讯;2003年
3 黄敏;光能“拧弯”物体[N];新华每日电讯;2010年
4 记者 张建琛;中美科学家发明增强拉曼光谱检测新技术[N];科技日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 隋强;微波异向介质的实验及理论研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
2 陈红胜;异向介质等效电路理论及实验的研究[D];浙江大学;2005年
3 张婧婧;多维异向介质的实现及其在隐身衣与天线等电磁器件中的应用[D];浙江大学;2009年
4 唐婷婷;负折射率光波导及器件研究[D];电子科技大学;2010年
5 杨锐;异向介质的电磁特性及应用研究[D];西安电子科技大学;2008年
6 程响响;异向介质的表征、双各向异性及应用研究[D];浙江大学;2010年
7 彭亮;全介质异向介质的等效介质理论、实现及应用[D];浙江大学;2008年
8 李天倩;可调谐电磁超介质的设计及特性研究[D];电子科技大学;2012年
9 吕建红;电磁超材料的电磁特性及其基于光学变换理论的应用[D];华中科技大学;2010年
10 林志立;负折射率介质透镜的像差理论及亚波长成像实验[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈沛;光子晶体及其负折射现象理论与特性研究[D];山东大学;2007年
2 李婷;异向介质的特性及其本构参数的研究[D];华中师范大学;2012年
3 刘心蕾;基于FDTD算法的左手介质电磁特性分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 黄亮;异向介质闭合环结构的特性及应用[D];浙江大学;2011年
5 段梦蛟;负折射率微波媒质散射特性数值仿真研究[D];电子科技大学;2009年
6 李林;金属/介质结构表面等离激元负折射现象的研究[D];山东大学;2008年
7 杨晨;电磁异向介质设计及在生物医学中的应用[D];北京邮电大学;2012年
8 易翎杰;基于负折射率材料的超级透镜成像研究[D];电子科技大学;2011年
9 王韬;平面异向介质的电磁损耗特性研究[D];华中科技大学;2011年
10 荣垂才;二维光子晶体带隙与缺陷模特性的FDTD数值研究[D];曲阜师范大学;2006年
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