论文部分内容阅读
超介质(Metamaterials,MMs)具有自然物质所不具备的宏观电磁特性,这源于其单元结构的多样性和灵活性以及所具有的独特电磁响应。利用超介质中不同电磁谐振的单元结构,能够设计实现对电磁波具有特殊响应的器件以及开展类量子效应的研究。因此,超介质不仅扩展了电磁理论研究的空间,而且为调控电磁波传播特性及其设计高性能微波器件打开了一条崭新的途径。 本文基于超介质设计了双宽带反射型极化转换器和利用过孔结构设计了三维立体超材料实现了圆极化波入射条件下的类电磁诱导透明(Electromagnetic InducedTransparency)现象。利用电磁理论、仿真模拟、实验测量和特性分析等方法,分别开展了反射波极化特性与透射波传输特性的研究。论文的主要研究内容和创新点如下: 1.仿真设计了一种单元结构为矩形环的双宽带反射型超介质极化转换器,在5.70-8.62 GHz和13.30-15.70 GHz双频段内能够实现对线极化的正交极化转换,极化转换率(Polarization Conversion Ratio)达到90%,相对带宽分别达到47.75%和16.78%。同时,在这两频段能够实现高效的圆极化波的同极化模式转换,实验结果与仿真结果一致。 2.设计了一种圆极化波类EIT立体手性超介质,实验与仿真结果一致,验证了设计的正确性。手性超介质单元利用金属过孔连接印刷电路板(Printed CircuitBoard)正反两面的金属线,超介质单元之间激发相消干涉,从而可以在透射光谱中实现清晰的透明窗口。利用表面电流分析法、等效电路模型以及谐振耦合模型对EIT的耦合机理进行了定量和定性分析。同时,论文讨论了EIT中的慢波效应以及在折射率传感器设计中的应用。