人工电磁特异媒质的发展与应用
摘要：本文的参考文献总共引用了11篇的其他作者的论文，在这里我主要介绍了其中的3篇论文，它们分别是作者陈曦的超材料的电磁特性与应用研究，作者刘星的新型人工电磁材料的结构特性与应用研究及作者许昊的新型人工电磁媒质中透射及耦合机理的研究。在文章中，分别介绍了他们主要的观点，研究成果以及他们未来研究的方向。
关键字：综述； 新型人工电磁材料； 陈曦； 刘星； 许昊
- 文献综述
在我的毕业论文中，我总共引用了11篇文章，其中三篇是中文。在这里我将介绍这三篇论文的主要观点，研究成果及他们未来的研究方向，他们分别是作者陈曦的超材料的电磁特性与应用研究，作者刘星的新型人工电磁材料的结构特性与应用研究及作者许昊的新型人工电磁媒质中透射及耦合机理的研究。这三篇论文在我的毕业论文设计中对我的帮助很大。下面我会概述三篇论文的基本内容。
在陈曦写的超材料的电磁特性与应用研究论文中，他首先说明了超材料是一类具有自然界中材料所不具备的超常物理性质的等效均匀人工复合结构或材料。接着，在文章中深入地研究了超材料的等效媒质理论，并在此基础上对超材料的电磁隐身、电磁吸波以及天线中的应用进行了有意义的探索，得到了一系列有价值的成果。主要有
- 通过普通媒质分析了NRW方法中取值单值性和厚度谐振问题，研究了典型超材料单元在不同极化电磁波入射条件下的本构参数。
- 提出了基于Helmholtz方程的本构参数可变的任意形状隐身斗篷设计方法。给出了边界为规则球形情形下超材料隐身斗篷本构参数的解析解并指出该解析解可随Helmholtz方程参数变化，通过数值仿真研究了边界为任意形状时超材料隐身斗篷本构参数的数值解。文章给出了当该数值解取值可变时超材料隐身斗篷内电磁场分布，验证了该方法的可实现性，最后指出不论Helmholtz方程中的参数k取实数还是虚数均能造出相应的影身斗篷。此外，提出了一种二维隐身斗篷性能测试装置。
- 针对传统超材料吸波体不具有透波能力的不足，提出了一种带有透波窗口的宽带超材料吸波体机构，利用双端口网络对该吸波体进行建模，仿真及实验结果均表明所建模型的正确性，同时表明该吸波体具有5.5GHz-13GHz的吸波带宽并在21GHz处存在一个透波窗口。
- 提出了通过I形超材料加载的方法提高机载八木天线性能。分析了I形超材料本构参数随频率变化特点，指出在特定极化条件下I形超材料能够等效为电负材料，详细研究了各参数对其本构参数影响，得到了I形超材料的相对带宽以及谐振频率随结构尺寸变化的规律。通过有限元仿真研究了均匀单负超材料与八木天线的交互作用，给出了超材料的本构参数以及加载位置对天线近场辐射特性的影响，比较了金属板和介质板加载情形下八木天线的辐射场，提出了超材料加载的优点。利用CST仿真了I形超材料加载八木天线的驻波比和方向图，得到了是驻波比和方向图均有改善的加载层的位置。测试了实际加工的I形超材料加载八木天线性能，结果表明经过超材料加载后八木天线的增益平均提高1.5dB。
- 利用单端口网络模型详细分析了阻性加载高阻表面超材料吸波体的吸波机理，提出了使反射系数小于-10dB的最小Y值这样一个重要参数，得到使超材料吸波体具有更宽的吸波带宽以及更平坦吸波曲线的方法，通过全波仿真验证了分析的正确性。
在刘星写的新型人工电磁材料的结构特性与应用一文中，他提到新型人工电磁材料不同于传统材料，是由单元电磁结构进行周期排列而成。其最大的特点是电磁参数（介电常数和磁导率）可以为负，因此产生了许多奇异特性。利用这些特性该作者进行了一下研究和应用探索。
在文章中，该作者首先回顾了新型人工电磁材料及其发展史，详细介绍了负介电常数和负磁导率的产生原理，以及由此产生的负折射效应，逆多普勒效应等重要特性，并介绍了研究新型人工电磁材料的常用方法；等效参数的提取以及经典的验证性实验。
接着，该作者提出了两种基于新型人工电磁材料的平板式吸波结构，这是新型人工电磁材料又一新的应用领域。提出的两种吸波结构分别具有双极化和大角度吸波特性，各自工作在10GHz和11.2GHz，吸波率均达到97%以上。加工测试结果与仿真结果基本一致。
进一步地，作者分别给出了具有双频带的双极化和任意极化平板式吸波结构，结构同时在两个工作频率上获得较高的吸波率，并保持了各自的双极化和大角度的吸波特性。同时，该作者设计将双极化结构的双共振频率带进行靠拢，成功的实现了相对吸波带宽增加了3倍同时吸波效率大于-20dB的宽带吸波。
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