双通带左手材料的研究及设计

摘要

左手材料是一种电场强度E，磁场强度H和波矢量K之间的关系呈现左手规则的介质材料，具备小型化、宽频带、低插入损耗等良好的性能。但是目前左手材料结构的工作频段都是单一频段，使得左手材料在实际应用上存在一定的局限性。
　　谐振型左手材料与传输线型左手材料是目前左手材料最常见的两种实现方式。谐振型左手材料利用的是等效介质理论，利用SRRs与金属棒的组合结构实现等效介电常数与等效磁导率都为负值的情况。传输线型左手材料利用的是复合左右手传输线理论，利用交指电容与过孔接地结构实现单元结构中的等效LC谐振电路。
　　通过对谐振型左手材料理论的分析，本文设计了一种新型双通带左手材料的单元结构。该单元结构是由谐振器与金属线组合而成，其中谐振器是由E型与双谐振环形构成。利用电磁仿真软件，提取了该结构的介电常数，磁导率，折射率，同时分析了该结构在两个谐振频率点的表面电流、电场分布图。结果显示，该结构在其工作频段内存在两个双负频段。
　　通过对传输线型双通带左手材料的等效电路模型进行分析与分解，根据C Caloz提出的由LC谐振单元组合而成的双通带左手材料结构，提出了一种新型微带线结构的双通带左手材料结构单元。利用电磁仿真软件，通过对该结构的物理尺寸进行合理的改变，并且经过对负介电常数与负磁导率所在的频带范围进行优化，结果显示，该结构在其工作频段内存在两个双负频段。