用改進(jìn)的方法提取人工電磁材料的等效電磁參數(shù).pdf

1、自2001年D.R.Smith教授等人實(shí)驗(yàn)觀察到負(fù)折射以來(lái)，人工電磁材料越來(lái)越受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注，基于該材料的特殊結(jié)構(gòu)，人們對(duì)它的特性和應(yīng)用研究也更深更廣。 人工電磁材料通常由亞波長(zhǎng)諧振單元組成，這些諧振單元對(duì)電磁波的響應(yīng)類似于組成物質(zhì)的分子或原子。最典型的人工電磁材料粒子是磁場(chǎng)激勵(lì)下的開口諧振環(huán)(Split-Ring Resonator,SRR)和電場(chǎng)激勵(lì)下的耦合諧振單元(Eleetric-field-eoupledindu

2、ctancecapacitance resonator,ELC)。SRR和ELC對(duì)場(chǎng)的響應(yīng)通常用等效媒質(zhì)參數(shù)來(lái)描述，例如，介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ等。計(jì)算這些參數(shù)最常用的一種方法是把仿真計(jì)算或測(cè)量得到的人工電磁材料的反射和透射系數(shù)看作是相同厚度的均勻媒質(zhì)的解析式，所以稱之為S參數(shù)的提取方法。在過(guò)去幾年里，有很多專家學(xué)者用這種方法來(lái)得到人工電磁材料的等效媒質(zhì)參數(shù)。但是，盡管人工電磁材料可以等效為媒質(zhì)，由于單元的強(qiáng)諧振和亞波長(zhǎng)的尺寸使粒子的單元

3、間發(fā)生了不可避免的耦合。 在用S參數(shù)提取等效媒質(zhì)參數(shù)的過(guò)程中，都是假設(shè)人工電磁材料介質(zhì)板中所有的單元粒子對(duì)外加場(chǎng)的響應(yīng)都是一樣的，因?yàn)閱卧g的耦合作用，這其實(shí)只是一種近似。作者認(rèn)為人工電磁材料介質(zhì)板中位于兩側(cè)單元和中間單元的耦合不一樣，并采用非均勻媒質(zhì)模型提出了改進(jìn)的參數(shù)提取方法，所給出的側(cè)面單元和中間單元的等效媒質(zhì)參數(shù)是不同的，這也就引出了人工電磁材料介質(zhì)板的非均勻特性。應(yīng)用改進(jìn)的方法，通過(guò)計(jì)算兩個(gè)單元和三個(gè)單元的S參數(shù)分別得