基于平行金属条的左手结构设计与仿真研究

张松; 屈绍波; 马华; 谢峰; 徐卓

doi:10.7498/aps.58.3961

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基于平行金属条的左手结构设计与仿真研究

张松 , 屈绍波 , 马华 , 谢峰 , 徐卓

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唯象论的经典领域

基于平行金属条的左手结构设计与仿真研究

张松, 屈绍波, 马华, 谢峰, 徐卓

物理学报, 2009, 58(6): 3961-3965.

doi: 10.7498/aps.58.3961

Design and simulation of left-handed-property structure based on parallel metallic slabs

Zhang Song, Qu Shao-Bo, Ma Hua, Xie Feng, Xu Zhuo

Acta Phys. Sin., 2009, 58(6): 3961-3965.

doi: 10.7498/aps.58.3961

摘要
基于双平行金属线结构，将金属线宽度增大，变为金属条，同时在金属条结构单元中部引入缺口，使中部变细.由于等离子体效应，该双平行金属条结构在一定频段等效介电常数为负；又由于单元结构中部较细，使得该结构在一定频率会发生强烈的磁谐振.通过模拟仿真研究发现这种结构在X波段可以实现ε和μ同时为负.出现双负（εμ<0）的频段会随着谐振频率的变化而变化.理论分析表明谐振频率与金属条宽度、缺口高度及中部宽度有关,仿真结果同分析一致.

关键词:
左手材料 /

磁谐振 /

负磁导率 /

平行金属条
Abstract
The structure of the parallel metallic slabs with middle-part-indentation is based on the parallel metallic wires. The permittivity of the structure is negative in a certain frequency range because of the effect of the plasma. And the strong magnetic resonance occurs in the special frequency range because the middle-part-indentation is introduced in the parallel metallic slabs. The result of simulation shows that the structure composed of ceramic alumina has negative permittivity and permeability in the X-band. The range of the double negative （εμ<0） varies with the resonance frequency. Theoretical analysis, which is in agreement with the results of simulation, indicates that the resonance frequency is related with the width of metallic slaps, height of indentation and the width of the middle-part of the structure.

Keywords:
left-handed material /

magnetic resonance /

negative permeability /

parallel metallic slabs
作者及机构信息
张松¹,

屈绍波²,

马华¹,

谢峰³,

徐卓³

(1)空军工程大学理学院,西安 710051; (2)空军工程大学理学院,西安 710051；西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049; (3)西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：10474077，50632030，60871027）资助的课题.
Authors and contacts
Zhang Song¹,

Qu Shao-Bo²,

Ma Hua¹,

Xie Feng³,

Xu Zhuo³

(1)空军工程大学理学院,西安 710051; (2)空军工程大学理学院,西安 710051；西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049; (3)西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049
参考文献

施引文献

[1]	田子建, 陈文超, 樊京. 基于双Σ形金属条的双向左手材料. 物理学报, 2013, 62(7): 074102. doi: 10.7498/aps.62.074102
[2]	徐新河, 肖绍球, 甘月红, 王秉中. 周期性磁谐振材料本构参数的理论分析. 物理学报, 2013, 62(10): 104105. doi: 10.7498/aps.62.104105
[3]	徐新河, 肖绍球, 甘月红, 付崇芳, 王秉中. 交指电容加载的周期性对称负磁导率人工材料研究. 物理学报, 2012, 61(12): 124103. doi: 10.7498/aps.61.124103
[4]	李俊成, 郭立新, 刘松华. THz频段单面左手材料的设计及仿真研究. 物理学报, 2012, 61(12): 124102. doi: 10.7498/aps.61.124102
[5]	刘亚红, 刘辉, 赵晓鹏. 基于小型化结构的各向同性负磁导率材料与左手材料. 物理学报, 2012, 61(8): 084103. doi: 10.7498/aps.61.084103
[6]	陈娟, 张安学, 田春明. 垂直入射条件下金属环的谐振特性. 物理学报, 2012, 61(2): 024102. doi: 10.7498/aps.61.024102
[7]	陈春晖, 屈绍波, 徐卓, 王甲富, 马华, 周航. 基于单面金属结构的二维宽带左手材料. 物理学报, 2011, 60(2): 024101. doi: 10.7498/aps.60.024101
[8]	王海侠, 吕英华, 张洪欣, 吴艳玲. 基于双Z形金属条的双入射型左手材料研究. 物理学报, 2011, 60(3): 034101. doi: 10.7498/aps.60.034101
[9]	杨一鸣, 王甲富, 屈绍波, 柏鹏, 李哲, 夏颂, 王军, 徐卓. 基于高介电常数基板和金属结构负折射材料的设计,仿真与验证. 物理学报, 2011, 60(5): 054103. doi: 10.7498/aps.60.054103
[10]	王甲富, 屈绍波, 徐卓, 张介秋, 马华, 杨一鸣, 吴翔, 鲁磊. 基于金属结构单元间耦合的左手材料的设计及实验验证. 物理学报, 2010, 59(6): 4018-4022. doi: 10.7498/aps.59.4018
[11]	樊京, 蔡广宇. 一种基于金属开口谐振环和杆阵列的左手材料宽带吸收器. 物理学报, 2010, 59(9): 6084-6088. doi: 10.7498/aps.59.6084
[12]	孙明昭, 张淳民, 宋晓平, 梁工英, 孙占波. 基于矩形谐振环的新型复合周期结构左手材料研究. 物理学报, 2009, 58(9): 6179-6184. doi: 10.7498/aps.58.6179
[13]	朱忠奎, 罗春荣, 赵晓鹏. 一种新型的树枝状负磁导率材料微带天线. 物理学报, 2009, 58(9): 6152-6157. doi: 10.7498/aps.58.6152
[14]	张淳民, 孙明昭, 袁志林, 宋晓平. 基于三角谐振环的新型六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料性质研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1758-1764. doi: 10.7498/aps.58.1758
[15]	杨一鸣, 屈绍波, 王甲富, 徐卓. 由同时具有磁谐振和电谐振结构组成的左手材料. 物理学报, 2009, 58(2): 1031-1035. doi: 10.7498/aps.58.1031
[16]	刘亚红, 宋娟, 罗春荣, 付全红, 赵晓鹏. 垂直入射条件下厚金属环结构的负磁导率与左手材料行为. 物理学报, 2008, 57(2): 934-939. doi: 10.7498/aps.57.934
[17]	刘亚红, 罗春荣, 赵晓鹏. 同时实现介电常数和磁导率为负的H型结构单元左手材料. 物理学报, 2007, 56(10): 5883-5889. doi: 10.7498/aps.56.5883
[18]	郑晴, 赵晓鹏, 李明明, 赵晶. 缺陷对左手材料负折射的调控行为. 物理学报, 2006, 55(12): 6441-6446. doi: 10.7498/aps.55.6441
[19]	康　雷, 赵　乾, 赵晓鹏. 二维负磁导率材料中的缺陷效应. 物理学报, 2004, 53(10): 3379-3383. doi: 10.7498/aps.53.3379
[20]	赵乾, 赵晓鹏, 康雷, 张富利, 刘亚红, 罗春荣. 一维负磁导率材料中的缺陷效应. 物理学报, 2004, 53(7): 2206-2211. doi: 10.7498/aps.53.2206

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物理学报. 2009, 58(6): 3961-3965.

doi: 10.7498/aps.58.3961.

唯象论的经典领域

基于平行金属条的左手结构设计与仿真研究

张松¹
屈绍波²
马华¹
谢峰³
徐卓³

1. (1)空军工程大学理学院,西安 710051; (2)空军工程大学理学院,西安 710051；西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049; (3)西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：10474077，50632030，60871027）资助的课题.

收稿日期: 2008-06-30
修回日期: 2008-10-30
刊出日期: 2009-03-05

摘要: 基于双平行金属线结构，将金属线宽度增大，变为金属条，同时在金属条结构单元中部引入缺口，使中部变细.由于等离子体效应，该双平行金属条结构在一定频段等效介电常数为负；又由于单元结构中部较细，使得该结构在一定频率会发生强烈的磁谐振.通过模拟仿真研究发现这种结构在X波段可以实现ε和μ同时为负.出现双负（εμ<0）的频段会随着谐振频率的变化而变化.理论分析表明谐振频率与金属条宽度、缺口高度及中部宽度有关,仿真结果同分析一致.

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摘要

Abstract

作者及机构信息

(1)空军工程大学理学院,西安 710051; (2)空军工程大学理学院,西安 710051；西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049; (3)西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049

Authors and contacts

(1)空军工程大学理学院,西安 710051; (2)空军工程大学理学院,西安 710051；西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049; (3)西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049

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Design and simulation of left-handed-property structure based on parallel metallic slabs

1.
(1)空军工程大学理学院,西安 710051; (2)空军工程大学理学院,西安 710051；西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049; (3)西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049

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Design and simulation of left-handed-property structure based on parallel metallic slabs

1. (1)空军工程大学理学院,西安 710051; (2)空军工程大学理学院,西安 710051；西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049; (3)西安交通大学电子材料与器件教育部重点实验室,西安 710049

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