收藏本站
收藏 | 论文排版

基于FDTD算法的左手介质电磁特性分析

刘心蕾  
【摘要】: 近年来,一种称为“左手介质”的人工复合超材料在固体物理、材料科学、光学和应用电磁学领域内开始获得愈来愈广泛的青睐。这种由俄罗斯物理学家Veselago在1967年提出的虚拟材料具有同时为负的介电常数和磁导率,因而展现出很多奇特的电磁特性,这些奇特的电磁特性为左手介质的应用打开了广阔的视野,突破了许多传统电磁学应用设计的限制,因而左手介质的人工设计构造、电磁特性研究以及应用设计开发成为国内国际微波领域研究的热点。本文从左手介质的电磁特性研究出发,对于左手介质的异常电磁特性的发生机理进行理论探索,并结合时域有限差分算法对左手介质进行建模,设计实现其异常电磁特性,进行分析总结。 首先,本文介绍了时域有限差分算法的基本理论,结合Yee氏网格与差分公式推导自由空间中三维迭代形式,并给出时域有限差分法解的稳定性条件和数值色散最小化条件。针对本课题的研究内容,简单介绍了激励技术、吸收边界条件和总场—散射场的设定方法。 第二,本文通过对国内外人工左手介质设计的研究,选择了与实际左手介质材料传输线模型相似的电磁场本构关系模型,并结合时域有限差分法原理给出了左手介质的时域有限差分格式,实现了左手介质电磁特性研究的数值算法建模。 第三,本文对左手介质的反常电磁特性进行理论分析,在理论上验证了左手介质的负折射效应、汇聚效应、相位补偿效应、并结合左手介质的FDTD模型从数值算法上对上述特性进行论证,证实了左手介质反常电磁特性的存在性。 第四,本文在分析左手介质反常电磁特性的基础上,从理论上分析了波在左手介质中的能量传播方向,与其相速、群速做一比较,证实了能量传播守恒性,并不违反电磁物理学规律。 从1967年左手介质的设想被提出以来,左手介质经过了理论论证和实验验证,本文从数值仿真的角度,进一步论证了左手介质及其反常电磁特性的存在性,为左手介质的应用和设计提供了参考意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 姚翠亚;梁斌明;庄松林;;负折射率材料的实现方法和研究进展[J];光学仪器;2009年05期
2 ;[J];;年期
3 ;[J];;年期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘攀;吴群;;基于左手波纹矩形波导的扫频漏波天线[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
2 潘攀;孟繁义;吴群;;基于互补螺旋谐振环的新型平面左手介质[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
3 陆文春;胡俊;聂在平;;用于平面周期结构电磁特性分析的CBFM-FMM-FFT方法[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
4 曹文;刘鹏;季明昌;李德金;邓先明;;无刷双馈电机的电磁特性分析[A];第十五届全国煤矿自动化学术年会和中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会学术会议论文集[C];2005年
5 武明峰;孟繁义;吴群;吴健;;一种SRR结构的新型等效电路分析模型[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第一册)[C];2006年
6 张玲芬;;左手介质圆柱形波导的模式特性分析[A];2009年全国天线年会论文集(上)[C];2009年
7 洪俊;聂秋华;徐键;董建峰;;光频段负折射率材料研究进展[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
8 王龙;张玲芬;;左手介质平板波导模式色散特性分析[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
9 张永清;丁耀根;阴生毅;黄云平;周小攀;;FeSiAl微波衰减涂层电磁特性分析[A];第八届真空技术应用学术年会论文集[C];2005年
10 牛臻弋;徐金平;华夷和;;基于三维CAD实体建模的复杂载体上线天线电磁特性分析[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 孟繁义;左手介质异常电磁特性激发机理与应用技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 胡勇华;强光束非线性传输的空间特性及其控制研究[D];湖南大学;2008年
3 潘咏梅;新型介质导波结构传输和辐射特性的电磁场工程化方法研究[D];中国科学技术大学;2009年
4 黄萌;左手介质导波结构不连续性问题的研究[D];中国科学技术大学;2009年
5 李晋文;基于MPIE的分层微带结构电磁特性分析[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
6 刘荧;辅助场时域有限差分法及其在平面周期性结构电磁特性分析中的应用[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
7 阙肖峰;导体介质组合目标电磁问题的精确建模和快速算法研究[D];电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 王永科;均匀化理论和复合材料电磁特性分析[D];大连理工大学;2006年
3 廖腊梅;光在负折射率介质中的传输特性研究[D];陕西师范大学;2005年
4 马贺;微/纳米二氧化锰的制备及其电磁特性的研究[D];大连理工大学;2009年
5 高寒;负折射率包层渐变折射率芯层光纤的波导色散研究[D];山东大学;2007年
6 付彦霞;各向异性左手介质的非线性表面波特性[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 武明峰;基于左手介质后向波效应的微带天线小型化的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 吕强;左手介质中涡旋光束的传输特性研究[D];湖南大学;2009年
9 王永华;左手介质及左手介质波导传输特性[D];四川师范大学;2006年
10 张慧玲;电磁波在各向异性左手介质中的传播特性[D];四川师范大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978