超材料反射場特性分析及應(yīng)用.pdf

1、近幾十年來，超材料的發(fā)展引起研究者的普遍關(guān)注。此種材料在某些頻段將會(huì)表現(xiàn)出一些諸如“逆多普勒效應(yīng)”，“逆斯涅爾折射現(xiàn)象”等特殊的電磁性質(zhì)。這些獨(dú)有的特性使其在微波，光學(xué)，電磁隱身等領(lǐng)域隱藏著巨大的應(yīng)用價(jià)值。水平層狀介質(zhì)是實(shí)現(xiàn)超材料制造的最基本物理模型。反射場問題是超材料應(yīng)用中的熱點(diǎn)課題。因此，對(duì)層狀介質(zhì)反射場的研究無論在理論還是工程層面都是十分必要的。目前對(duì)于此問題的研究方法包括似穩(wěn)場模型法，實(shí)驗(yàn)-數(shù)據(jù)結(jié)合法等。這些方法都不能清晰的解釋

2、超材料反射場中波的成分。并且絕大多數(shù)模型建立于低頻段，忽略了高頻段可能出現(xiàn)的電磁效應(yīng)。解析方法可以有效的解決這兩個(gè)問題，使超材料反射場的特性更加明確。
　　本文基于電磁場理論，對(duì)材料上方偶極激勵(lì)的反射場通解表達(dá)式進(jìn)行構(gòu)建。并針對(duì)半空間模型，給出不同超材料反射場解析表達(dá)式的數(shù)學(xué)特性。應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行仿真分析，較全面的給出不同材料表達(dá)式中極點(diǎn)和分支割線對(duì)結(jié)果的影響機(jī)制。依據(jù)最速下降法，本文對(duì)不同超材料的反射場進(jìn)行詳細(xì)的波模式分

3、析。給出不同材料可能支持的波模式，及每種波模式在不同超材料中的傳播特點(diǎn)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?yīng)用預(yù)測。本文還將分析結(jié)果應(yīng)用于高阻抗結(jié)構(gòu)的分析中。能夠有效解釋高阻抗結(jié)構(gòu)的表面波抑制特性和同相反射特性，為實(shí)驗(yàn)結(jié)論提供理論依據(jù)。此分析方法不受高阻抗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸及應(yīng)用頻率的限制，便于對(duì)其特性進(jìn)行更深層次的分析。
　　本文所得結(jié)果為有關(guān)超材料電磁特性的其他研究，提供基礎(chǔ)分析時(shí)的參考資料。本文應(yīng)用的索末菲積分解析方法能夠提供高頻段超材料反射場波模式分