一種適合反向切倫科夫輻射的雙負材料的研究.pdf

1、雙負材料是Veselago于1968年提出的一種具有負介電常數(shù)和負磁導率的復(fù)合材料，由于其介電常數(shù)和磁導率同時為負，使得電磁波在填充這種材料的無界空間中傳播時具有與坡印廷矢量S-方向相反的波矢量k-，因而會引起一系列不同尋常的電磁現(xiàn)象，如：負折射現(xiàn)象、逆Snell效應(yīng)、逆Doppler效應(yīng)、反向切倫科夫效應(yīng)等。由于這種材料在自然界中是不存在的，因此，為了驗證它的各種反常電磁特性，科學家們相繼在實驗室中構(gòu)造出了一維和二維的雙負材料結(jié)構(gòu)，并

2、通過功率透射實驗和棱鏡折射實驗等方法驗證了它的負折射和雙負特性。此外，由于雙負材料是一種非均勻的復(fù)合材料，因此我們不能直接測得它的電磁參數(shù)，為此科學家們相繼提出了一系列提取雙負材料電磁參數(shù)的方法，如基于S參數(shù)的參數(shù)提取方法、波傳輸法等。
　　本文將從理論分析和實驗驗證兩個方面對雙負材料進行研究。首先，利用Smith提出的雙負材料結(jié)構(gòu)設(shè)計出X波段的雙負材料，并建立功率透射實驗平臺驗證該雙負材料的特性。其次，為了提取設(shè)計出的雙負材料的

3、電磁參數(shù)，在Smith提出的“基于S參數(shù)的參數(shù)提取方法”的基礎(chǔ)上進行改進，使雙負材料的參數(shù)提取更加方便、可靠。最后，設(shè)計出一種用于驗證雙負材料中反向切倫科夫輻射的雙負材料以及TE10-TM01模式轉(zhuǎn)換器。
　　本論文的組織情況如下：
　　第一章，主要介紹了雙負材料和反向切倫科夫輻射的基本概念以及研究現(xiàn)狀。
　　第二章，從雙負材料形成的物理機理出發(fā)，詳細闡述了負介電常數(shù)和負磁導率的產(chǎn)生以及雙負材料的構(gòu)造過程，并在此基礎(chǔ)上

4、建立了驗證雙負材料的功率透射實驗平臺，且通過該平臺測試了Smith結(jié)構(gòu)的X波段雙負材料的雙負特性。
　　第三章，主要研究了雙負材料的參數(shù)提取方法，在“基于S參數(shù)的參數(shù)提取方法”的基礎(chǔ)上進行改進，提出了一種改進的參數(shù)提取方法，并驗證了它的可行性。
　　第四章，研究了適合反向切倫科夫輻射的雙負材料以及TE10-TM01模式轉(zhuǎn)換器，并通過計算機仿真和實驗測量兩個方面驗證了該模式轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性。
　　第五章，對全文工作完成情