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十字环型左手材料单元结构设计与仿真

杨晨 张洪欣 王海侠 徐楠 许媛媛 黄丽玉 张可欣

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十字环型左手材料单元结构设计与仿真

杨晨, 张洪欣, 王海侠, 徐楠, 许媛媛, 黄丽玉, 张可欣

Design and simulation of a cross split ring lefthanded materials unit structure

Yang Chen, Zhang Hong-Xin, Wang Hai-Xia, Xu Nan, Xu Yuan-Yuan, Huang Li-Yu, Zhang Ke-Xin
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  • 提出了一种新型十字环型左手材料结构单元.该结构只需在介质板单侧蚀刻, 即可在二维方向上产生等效负介电常数和等效负磁导率.通过理论分析, 提出场-路结合的等效源分析法以计算等效介电常数、磁导率, 并据此对十字环型结构单元的左手特性激发机理进行了论证. 后采用Nicolson-Ross-Weir 等效参数法提取了十字环型单元阵列的相对介电常数和相对磁导率, 并通过棱镜实验对材料的负折射特性进行了验证.实验表明, 该左手材料在6.86.9 GHz频段具有二维入射左手特性. 此种左手材料制作工艺相对简单, 为左手材料在微波器件领域的应用提供了一种较为实用的设计方案.
    In this paper, we present a novel compact left-handed material unit, which can generate the equivalent negative permittivity and negative permeability in the two-dimensional direction only by etching one side of the dielectric substrate. We propose a new formula for calculating the field and circuit to analyze the equivalent permittivity and the equivalent permeability that are used to explain the principle of the left-handed characteristic of the unit. In the simulation, the equivalent permittivity and permeability are calculated by the Nicolson-Ross-Weir method, and the negative refraction is verified by the prism experiment. The experiments show that the cross-ring structure unit can present left-handed properties with frequency bands appearing at 6.86.9 GHz in the two-dimensional incidence. The left-handed material can be used to design microwave field for its simple fabrication process.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60871081, 61072136)和北京市自然科学基金(批准号: 4112039)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60871081, 61072136) and the Natural Science Foundation of Beijing, China (Grant No. 4112039).
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-29
  • 修回日期:  2012-01-17
  • 刊出日期:  2012-08-05

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