双频太赫兹负折射材料的研究

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近年来太赫兹技术在成像、安全检测、雷达、无线通讯、生物医学、天文学等应用领域取得巨大的进展,利用超材料调制太赫兹波成为了目前太赫兹技术的前沿。左手超材料是一种由亚波长结构的周期性单元排列而成,具备自然界中材料所不具备的独特电磁特性的人工复合材料,具有在同一频段内介电常数与磁导率的实部同时为负数的特性,电磁波在其中传播遵循左手定则。考虑到左手超材料在太赫兹频段的研究较少,对双频、多频左手超材料强耦合堆叠性能研究方面的空白,本文以渔网结构左手超材料为基础设计了一种新结构。将其应用于太赫兹频段,并结合仿真结果对其性能进行讨论,主要内容包括:(1)阐述左手超材料的原理、设计方法以及如何通过S参数提取有效电磁参数并结合电磁场的分布情况分析左手超材料的性能。对渔网结构左手超材料进行仿真研究,并以渔网结构为基础设计了一种适用于太赫兹频段的双频左手超材料,对各结构参数与电磁波入射角对电磁特性的影响进行了研究。(2)讨论左手超材料不同堆叠条件下的性能改变,介绍了强耦合堆叠对左手频段带宽和折射率的影响,以双频左手超材料为单元结构构建棱镜,通过仿真验证其负折射特性,并计算棱镜的折射率曲线,分析其电磁特性。
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