【摘 要】
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超材料,也称为新型人工电磁材料。通过调整其结构,电磁超材料能够展现出多种特异的电磁特性,甚至可以实现自然界中普通材料所不具备的新颖性能。本文讨论了几种常见的电磁超
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超材料,也称为新型人工电磁材料。通过调整其结构,电磁超材料能够展现出多种特异的电磁特性,甚至可以实现自然界中普通材料所不具备的新颖性能。本文讨论了几种常见的电磁超材料并探讨了其作用机理,在此基础上针对几种典型的新型人工电磁器件开展了研究,并探索了其潜在的应用价值。本文主要工作内容如下:通过引入氮化钽薄膜电阻,设计了一款宽带太赫兹吸波超材料并分析了其吸波机理。该结构实现了在3.13THz(1.40-4.53THz)的带宽内实现了90%以上的吸收率,相对吸收带宽达到了100.00%,且具有极化不敏感的特点。利用悬链线光学分析了平行金属带线和方环阵列的等效电磁参数。基于此设计了一款双层的阻抗吸波超表面,其在数值仿真结果中实现了宽带吸波,吸收带宽为3.68GHz(1.02-4.70GHz),相对吸收带宽为128.70%。设计了一组反射和透射相位不连续的超表面单元,并使用广义斯涅耳定律,实现了一种曲面型的Fabry-Perot谐振腔天线。天线的中心频率为5.94GHz,最大辐射方向上的增益为9.23dBi,3dB波瓣宽度为43.6~o。论文通过在传统的电磁器件设计中引入新型人工电磁材料,有效地提升了传统电磁器件的性能,证明了人工电磁材料在实际工程应用中具有良好的应用前景。
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