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具有任意相位特性的双频和四频E-CRLH-TLs设计
摘要: 本文研究了具有两个左手(后向)和两个右手(前向)通带的扩展复合左右手(E-CRLH)传输线(TL)超材料结构。详细提出了双频和四频E-CRLH-TL的设计方法,并通过精确公式提取这些结构的参数,同时满足工作频率下的任意相移要求。最后推导并绘制了这些传输线的色散特性和特征阻抗曲线。本文成果可应用于任何基于TL的双频和四频微波器件。
关键词: 微波元件、超材料、相移、双频、E-CRLH、四频、传输线
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE NAECON 2018 - 美国电气电子工程师学会国家航空航天与电子会议 - 美国俄亥俄州代顿市 (2018年7月23日至26日)] NAECON 2018 - IEEE国家航空航天与电子会议 - 基于菲涅尔系数相量法的非手性/手性(色散)边界电磁传播研究
摘要: 已研究电磁波在非手性/手性界面的传播,以评估菲涅尔系数并分析传播特性。将该问题扩展至包含色散手性电介质和离散元件,可能带来可调谐超透镜(具有成像与视觉应用前景)及手性法布里-珀罗干涉仪等器件的潜在应用。
关键词: 菲涅尔系数、手性法布里-珀罗谐振腔、超材料、手性介质、内反射、反常布鲁斯特现象
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用ENZ超材料实现微带线阻抗匹配:设计与应用
摘要: 本文旨在利用近零介电常数(ENZ)窄通道的隧穿效应,实现两种不同阻抗特性微带线的匹配。该方法的主要优势在于能设计出具有亚波长电尺寸的通道,与传统λ/4变换器相比可获得相近的匹配效果。该结构的带宽直接取决于ENZ超材料(MTM)的带宽。所提出的匹配电路由金属壁和ENZ窄通道组成。为实现ENZ通道,采用基片集成波导(SIW)技术设计并制作了工作在TE10模式的矩形波导。同时需要一组过孔来模拟金属壁以减小ENZ通道的横截面积。针对50Ω、100Ω和150Ω三种不同阻抗值设计了该结构,并进行了仿真、制作与测试。此外,作为匹配网络的重要应用,成功实现了微带贴片天线在目标频段内的阻抗匹配?;贑ST微波工作室的仿真结果与实测数据吻合良好,表明该电路的带宽为8%-15%。
关键词: 阻抗匹配、超材料(MTM)、近零介电常数(ENZ)、微带线、隧穿效应
更新于2025-09-23 15:22:29
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采用等效电路模型设计的互补开口环谐振器背衬微带传输线分析与设计
摘要: 本文提出了一种采用互补开口谐振环(CSRR)设计的紧凑小型化带阻滤波器(BSF)。文中同时给出了等效电路模型及用于提取模型参数的简化数学方法,并分析了开口环尺寸变化对BSF特性的影响。该滤波器设计于介电常数(εr)为4.3的FR-4基板之上,整体尺寸仅27×20mm2,在2.4GHz频段实现完全抑制?;诔牧系母寐瞬ㄆ魃杓圃碛氲缏贩治鐾ü瓷湎凳?、传输系数及阻抗曲线进行表征。
关键词: 带阻滤波器(BSF)、谐振器、超材料、微带线、互补开口环谐振器(CSRR)
更新于2025-09-23 15:22:29
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关于金属超材料中的损耗补偿、放大与激光作用
摘要: 超材料是一种能提供独特电磁特性的人造材料,其设计基于强共振模式的激发。遗憾的是,材料吸收(主要源于金属成分)会抑制这些共振并影响其性能。引入增益材料虽能平衡这种损耗,但必须精准调控——因为即便吸收减弱甚至消除,也不意味着损耗得到补偿。本研究探讨了增益材料与无源超材料相互作用的潜在机制,揭示背景放大与损耗补偿是两种截然相反的极端状态,二者均可能导致激光效应的产生。
关键词: 损耗补偿、开口谐振环、有源介质、激光作用、纳米光子学、超材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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[OSA CLEO:科学与创新 - 美国加利福尼亚州圣何塞(2014年)] CLEO 2014 - 太赫兹近场相位对比成像
摘要: 我们展示了一种方法,通过空间分辨两个太赫兹谐振器近场响应之间的相位差,实现对烃类分子在多孔配位聚合物纳米晶体(PCP)中介电负载的观测。
关键词: 近场显微镜、太赫兹、光谱学、超材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于堆叠闭合环谐振器阵列的太赫兹有源超材料
摘要: 近年来,超材料因其能展现超越传统光学的新型光学功能而备受关注。作为赋予超材料谐振特性可调性的方法之一,已有研究报道通过轻微调整堆叠超材料或超表面的相对位置来实现。本研究基于数值模拟,设计出在太赫兹频段内,层间发生微小横向位移即可产生显著光谱偏移的堆叠闭合环谐振器(CRR)阵列。我们还发现,改变CRR阵列间介质的介电常数同样能有效获得谐振响应的大幅光谱偏移。这些发现可用于开发新型太赫兹有源器件及传感器件。
关键词: 太赫兹、超材料、闭合环谐振器
更新于2025-09-23 15:22:29
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超材料中的四波混频
摘要: 在恒定强度近似下,研究了立方介质中四束反向传播波(其中信号波为"左旋")的相互作用。推导了超材料中四波作用一般情况下的信号波强度解析表达式,分析了不同参数对信号波放大系数、向信号波转换效率以及由超材料充当的反射镜反射系数的影响。首次发现:反向信号波放大的决定性因素是超材料的总长度与全部三束前向波的强度。分析表明,超材料的最优厚度不仅取决于相位失配和强相干泵浦场强度(如恒定场近似中的情况),还与频率ω2处弱波的强度相关。首次证明:超材料中的频率转换效率受总超材料长度、所有四束相互作用波的输入强度、相位失配及介质损耗的影响。研究确定:超材料反射系数的峰值取决于总超材料长度与全部三束前向波的强度。
关键词: 超材料,负折射,四波相互作用,恒定强度近似
更新于2025-09-23 15:22:29
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具有延迟电磁耦合的线状金属球元原子等效电路模型
摘要: 本文描述了由导电球和导线组成的超材料的等效电路模型。该模型涉及导体间存在延迟的电磁耦合。本文基于麦克斯韦方程推导出将延迟引入电磁耦合的集总参数等效电路。通过该等效电路模型,我们阐明了延迟与辐射损耗之间的关系;理论上证明了近场中的电磁延迟代表了超原子在远场的辐射损耗。此外,本文重点研究了两个超原子间的延迟电磁耦合;我们估算了因耦合超原子间距变化导致的谐振频率及损耗改变。研究表明这些依赖特性显著受电磁延迟影响。
关键词: 超原子,等效电路模型,超材料,电磁耦合,辐射,延迟
更新于2025-09-23 15:22:29
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三维方形开口环谐振器基模的解析模型
摘要: 针对具有方形横截面的三维(3D)单开口环形谐振器(SRR)基模的电荷与电势分布,本研究建立了分析模型——该结构如今可通过增材制造技术便捷制备。该模型能推导等效电容的近似公式,并分析此类SRR在任意频率下的谐振特性。总电容由常规间隙电容与表面电容组成,其中表面电容关联于SRR壁面电荷,这些电荷通过保角映射法求解方形分裂圆柱体电场无旋分量获得。通过对比理论计算的样本SRR构型共振频率与数值模拟及实验结果,验证了所提模型对广泛SRR参数的适用性。此外,本文提供的电荷与电流模态分布函数,可用于估算三维方形分裂环阵列的近场相互作用及耦合常数,从而为定制由这些单元构成的超材料及其他器件的响应特性提供依据。
关键词: 电容、谐振频率、分析模型、开口环谐振器、超材料
更新于2025-09-23 15:22:29