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左手介质及左手介质波导传输特性

王永华  
【摘要】: 左手介质是一种新型的人造材料,与常规介质相比,它同时具有负的介电常数ε和磁导率μ,表现出与常规介质不同的特性,比如负折射率、反向多普勒效应、负切仑科夫辐射、以及相速度与群速度的方向相反等等。虽然早在1968年苏联物理学家V.G.Veselago就提出了左手介质的理论模型,但是由于自然界中不存在这类介质,所以一直没有得到大的发展。近几年来,经过J.B. Pendry和D.R.Smith等人的研究,在实验中合成了左手介质,它才重新引起了人们的关注。研究人员不仅从理论上对左手介质进行了研究,也在实验中对它进行了探索,并取得了一定的成果。基于左手介质技术的前沿性和强大的应用前景,本论文对左手介质的构造和左手介质的传播特性等进行了分析研究。 论文首先研究了左手介质的理论基础、实验基础,以及国内外研究现状;同时对左手介质的两种构造方法(金属模型和电路模型)进行了分析,并对它们的构成原理进行了详细的说明。 其次利用两种不同的解释方法(传统透镜法和传输线中加载集总L-C元件法)对左手介质组成的完美透镜成像进行了理论分析,从中得出左手介质特殊的负折射性。 然后对左手介质构成的多种平板结构的传输特性进行了分析,并推导出多层左手介质平板的传输矩阵,以及左右手介质组成的周期性结构的传输矩阵和色散方程,从中可以看出左手介质平板结构的特异性。 最后对左手介质构成的多种波导进行了研究。以三层平板波导中TM波为


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