纺织基电磁超材料的发展及研究现状

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作者 周邦泽 韩绍坤 +1 位作者 刘阳 许福军 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期26-39,共14页

电磁超材料是一种通过人工微结构在亚波长尺度内精确调控特定频段下所需的电磁参数的复合材料,可通过这些结构的周期性排列和尺寸调整,操控电磁波的传播方式,具有负介电常数、负磁导率等特征。随着柔性电子的发展,学界研究重心逐渐从刚... 电磁超材料是一种通过人工微结构在亚波长尺度内精确调控特定频段下所需的电磁参数的复合材料,可通过这些结构的周期性排列和尺寸调整,操控电磁波的传播方式,具有负介电常数、负磁导率等特征。随着柔性电子的发展,学界研究重心逐渐从刚性材料转向柔性材料,其中纺织品因其柔软、轻便、透气、耐磨等优势,成为柔性电磁超材料的重要载体。综述了纺织基电磁超材料的主要加工工艺,包括机织、针织、刺绣、印刷与胶黏等,并总结了其在纺织天线、电磁吸波器、生物传感器和能量收集装置等领域的典型应用。在实际应用中,该类材料仍面临诸如电磁性能稳定性差、结构设计与加工工艺难以协同优化以及多功能集成难度大等挑战。未来应聚焦于高性能纤维材料、智能织造技术以及多功能一体化设计,以期推动纺织基电磁超材料在军事、航空航天、通信、电子设备中的深度应用。 展开更多

关键词 纺织基 电磁超材料 柔性 天线 吸波器

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一种基于S型电磁超材料的高温温度传感器设计 被引量：1

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作者 张春丽 吴倩楠 +2 位作者 翟荣锭 刘雁飞 李孟委 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期389-395,共7页

针对目前超材料温度传感器存在的量程小且灵敏度较低的问题,设计了一种碳氮化硅基的S型超材料的高温传感器。通过CST电磁仿真软件对超材料温度传感器进行模拟仿真,在其他结构参数一定的情况下,对金属条的长度、宽度、厚度、条间隙及基... 针对目前超材料温度传感器存在的量程小且灵敏度较低的问题,设计了一种碳氮化硅基的S型超材料的高温传感器。通过CST电磁仿真软件对超材料温度传感器进行模拟仿真,在其他结构参数一定的情况下,对金属条的长度、宽度、厚度、条间隙及基板厚度等参数进行了设计与优化,确定了传感器结构的最佳尺寸,同时分析了传感器的谐振频率对温度的影响。结果表明,在28℃~1000℃下平均灵敏度可达5.674 MHz/℃。与之前报道的高温传感器相比,灵敏度提高了5倍,这种高灵敏度温度传感器可为航空发动机、武器装备等系统中的高温测试提供一种技术手段。 展开更多

关键词 温度传感器 电磁超材料 碳氮化硅 S型 高温传感器 高灵敏度

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人工电磁超材料的电磁波调控特性 被引量：4

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作者 金飚兵 冯一军 伍瑞新 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期235-253,共19页

人工电磁超材料具有自然界材料所不具备的电磁参数,并且拥有可设计性和可灵活调节性质,可实现对电磁波传播性能进行新的调控,是近年来的研究热点.本文介绍了一系列运用人工电磁超材料调控电磁波传播的功能器件,包括非对称电磁波传输器... 人工电磁超材料具有自然界材料所不具备的电磁参数,并且拥有可设计性和可灵活调节性质,可实现对电磁波传播性能进行新的调控,是近年来的研究热点.本文介绍了一系列运用人工电磁超材料调控电磁波传播的功能器件,包括非对称电磁波传输器件、可调节电磁波吸波结构、电磁波极化调制器件,磁性光子晶体、磁性左手材料和基于超导薄膜的太赫兹人工电磁超材料,这些器件运用人工超材料的特殊物理特性和参数可设计性,具有全新的功能和优势,有效提高了对电磁波的调控能力. 展开更多

关键词 电磁超材料 调控 磁性光子晶体 磁性左手材料 超导太赫兹人工电磁超材料

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基于电磁超材料的微波无线能量传输与收集关键技术(特邀) 被引量：10

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作者 李龙 张沛 +1 位作者 韩家奇 崔铁军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1-16,共16页

无线能量传输与收集技术有望为5G通信、万物互联等重要领域提供革命性技术变革。近距离耦合式传能已逐渐商业化,但面向远距离应用的微波无线传能的实用化进程还存在诸多技术瓶颈,例如有限的收发天线口径与传输效率的矛盾等。电磁超材料... 无线能量传输与收集技术有望为5G通信、万物互联等重要领域提供革命性技术变革。近距离耦合式传能已逐渐商业化,但面向远距离应用的微波无线传能的实用化进程还存在诸多技术瓶颈,例如有限的收发天线口径与传输效率的矛盾等。电磁超材料的发展为解决上述问题带来了新的突破口。本文将围绕两者的结合,系统地阐述电磁超材料在微波无线能量传输与无线能量收集中的关键技术。结果表明,基于电磁超材料的近场聚焦技术能显著提升无线能量传输效率。此外,还介绍了光透明超表面以及可重构超表面用于提升无线传能性能与实用性的研究进展;基于亚波长超材料单元的周期性紧密排布,可以设计具备宽角入射特性、极化不敏感特性的无线能量收集器,从而以更高的收集效率取代传统天线结构进行能量接收。与整流二极管共面集成提出整流超表面的新概念,可以简化无线能量收集器系统的整体结构,减小尺寸并提高效率。最后,对无线传能的未来发展进行讨论,指出现场可编程、智能超材料技术将在未来携能通信系统中起到非常重要的作用。 展开更多

关键词 无线能量传输 无线能量收集 电磁超材料 近场聚焦 整流超表面 智能超材料

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电磁超材料在微波吸波材料中的应用探索 被引量：6

5

作者 冯一军 朱博 +2 位作者 徐培华 赵俊明 姜田 《中国材料进展》 CAS CSCD 2013年第8期473-479,462,共8页

人工电磁超材料具有自然界材料所不具备的电磁参数,并且拥有可设计性和可灵活调节的性质,可实现对电磁波传播性能进行新的调控,是近年来国际物理学、材料学和信息科学领域的研究热点。首先介绍了人工电磁超材料的概念内涵和近年来的发... 人工电磁超材料具有自然界材料所不具备的电磁参数,并且拥有可设计性和可灵活调节的性质,可实现对电磁波传播性能进行新的调控,是近年来国际物理学、材料学和信息科学领域的研究热点。首先介绍了人工电磁超材料的概念内涵和近年来的发展概况,简要分析了国外人工电磁超材料研究的发展水平,以及美欧军事强国对超材料研究的重视和支持情况。重点介绍了南京大学开展的一些人工电磁超材料在微波吸波材料结构中的应用探索,包括超材料微波吸波结构的设计和分析、基于人工手征超材料结构的吸波结构设计、吸波频带可调节及可切换的微波吸波结构设计等。这些材料和结构运用人工超材料的特殊物理特性和参数的可设计性,与传统微波吸波材料相比,具有可调节的优势,有效提高了对电磁波的调控能力。 展开更多

关键词 电磁超材料 吸波材料 电磁波极化 电磁参数

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航空电磁超材料沿面及组合间隙直流电压放电特性 被引量：3

6

作者 蔡力 刘伟 +3 位作者 徐斐 周蜜 田汭鑫 王建国 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4620-4627,共8页

电磁超材料具有优异电磁性能,符合未来航空飞行器天线罩的需求。针对谐振环型航空电磁超材料,研究电磁超材料平板沿面及组合间隙的直流放电情况。实验结果表明:谐振环型电磁超材料沿面放电形貌是沿超材料周期方向或与周期方向呈45°... 电磁超材料具有优异电磁性能,符合未来航空飞行器天线罩的需求。针对谐振环型航空电磁超材料,研究电磁超材料平板沿面及组合间隙的直流放电情况。实验结果表明:谐振环型电磁超材料沿面放电形貌是沿超材料周期方向或与周期方向呈45°方向直线型放电;在偏离度φ为0°、15°、30°和45°时,谐振环型电磁超材料单位距离沿面闪络场强分别为1.46、1.57、1.74和1.76 kV/cm,偏离角φ为30°和45°时沿面单位距离的闪络场强较偏离角φ为0°和15°时更大;进一步研究了超材料的组合间隙直流放电情况,当间隙距离较小时(D=5cm),放电附着点落于针电极下方较大范围区域内,当间隙距离较大时(D=15 cm),电压达到击穿电压之前微结构单元之间会产生自放电现象,放电附着点落于针电极正下方很小范围区域内;加蒙皮能显著提高击穿电压;电磁超材料加装分流条会存在接闪失效的问题,缩短分流条间距会明显降低其组合间隙击穿电压,提高分流条的接闪效率。 展开更多

关键词 电磁超材料 沿面及组合间隙 直流高压 放电形貌 分流条

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接收端的电磁超材料对无线电能传输系统的影响 被引量：8

7

作者 邓其军 范惠子 罗垚 《电测与仪表》 北大核心 2019年第7期1-6,共6页

电磁超材料对磁共振式无线电能传输系统有增强效率和增大距离的作用,但应用于电动汽车的无线充电、便携设备的无线充电、高压线路监测等等场景时,电磁超材料放置于共振线圈的正中间存在着不便。文中研究紧贴无线电能传输系统接收线圈一... 电磁超材料对磁共振式无线电能传输系统有增强效率和增大距离的作用,但应用于电动汽车的无线充电、便携设备的无线充电、高压线路监测等等场景时,电磁超材料放置于共振线圈的正中间存在着不便。文中研究紧贴无线电能传输系统接收线圈一侧的电磁超材料产生的增益效果,从线圈品质因数和互感两个方面入手,用有限元电磁仿真实验与实物测量对其进行验证。实验发现,将平面螺旋结构的电磁超材料贴近接收线圈放置时,负载电阻的功率增大为原来的4. 9倍,和已有文献中放正中间的情况比稍低,但在节省空间的前提下仍对无线电能传输系统有显著增益效果。 展开更多

关键词 无线电能传输 电磁超材料 负磁导率

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电磁超材料在超宽带雷达隐身微小卫星设计中的应用 被引量：5

8

作者 孔祥鲲 孔令奇 +2 位作者 姜顺流 胡豪斌 张翔 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期775-782,共8页

针对微小卫星在雷达频段面临的宽带隐身问题,提出利用电磁超材料实现卫星隐身的设计方案,该方案包括两种不同类型的电磁超材料雷达吸波体。其中多层结构超宽带吸波体利用高阻表面设计耦合型吸波结构,适用于微小卫星星体及太阳能电池阵... 针对微小卫星在雷达频段面临的宽带隐身问题,提出利用电磁超材料实现卫星隐身的设计方案,该方案包括两种不同类型的电磁超材料雷达吸波体。其中多层结构超宽带吸波体利用高阻表面设计耦合型吸波结构,适用于微小卫星星体及太阳能电池阵背光面,工作频带覆盖S、C、X、Ku频段;透光型混合结构宽带吸波体利用高透光的氧化铟锡设计吸波结构,适用于卫星电池阵受光面,隐身频带覆盖X、Ku频段。样件及整星的仿真和实验结果表明,电磁超材料构建的雷达吸波体可以实现超宽频带电磁波的有效吸收。将该材料应用于微小卫星的设计中,可以达到卫星整星RCS缩减的目的。该材料不论是机械强度、密度、透光性,还是抗原子氧剥蚀能力都具备潜在的工程应用价值。 展开更多

关键词 电磁超材料 雷达隐身 雷达散射截面 微小卫星 超材料吸波体

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电磁超材料在无线电能传输领域的研究与应用 被引量：4

9

作者 范兴明 张浩楠 +1 位作者 唐福鸿 张鑫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第20期7623-7640,共18页

无线电能传输(wireles spower transfer,WPT)相比于传统的有线电能传输具有灵活性好、安全系数高等优点,在不同领域都有着广泛的研究和应用。同时,它也存在诸如传输效率随距离增加而骤减、传输效率低等亟待解决的问题。电磁超材料作为... 无线电能传输(wireles spower transfer,WPT)相比于传统的有线电能传输具有灵活性好、安全系数高等优点,在不同领域都有着广泛的研究和应用。同时,它也存在诸如传输效率随距离增加而骤减、传输效率低等亟待解决的问题。电磁超材料作为一种具有独特电磁特性的新型人工复合材料,在诸如隐形斗篷、超级透镜以及磁共振成像等领域得到了广泛关注。基于电磁超材料所具有的特殊磁场调控能力,分析电磁超材料常用的几种分析与设计方法,并总结这些方法的特点和适用性;进一步综合电磁超材料的特性与WPT的技术特点,详细梳理了WPT领域对电磁超材料的特性需求,从电磁超材料对WPT系统性能改进涉及到的传输性能提升机理、提升途径、双频电磁超材料以及WPT系统电磁生物安全调控等方面进行详细论述。最后,对电磁超材料在WPT技术领域的发展趋势和技术挑战进行探讨。 展开更多

关键词 无线电能传输 电磁超材料 电磁特性 性能提升 改进方法 机理分析

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航空电磁超材料沿面及组合间隙操作冲击电压放电特性 被引量：1

10

作者 蔡力 刘伟 +2 位作者 周蜜 李泉新 王建国 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期46-54,共9页

针对目前电磁超材料天线罩的雷电防护研究较少问题,设计定制十字交叉型电磁超材料,针对不同接地方式,并结合高速摄像机,开展电磁超材料不同极性沿面及组合间隙操作冲击放电试验。试验表明十字交叉型电磁超材料冲击击穿电压有明显的极性... 针对目前电磁超材料天线罩的雷电防护研究较少问题,设计定制十字交叉型电磁超材料,针对不同接地方式,并结合高速摄像机,开展电磁超材料不同极性沿面及组合间隙操作冲击放电试验。试验表明十字交叉型电磁超材料冲击击穿电压有明显的极性效应,负极性冲击击穿电压是正极性的1.60~1.85倍,并且正极性击穿发生在波前,而负极性击穿发生在波尾。进一步研究了电磁超材料沿面及组合间隙冲击沿面放电特性,结果表明:就放电路径特征而言,正负极性无明显差别,放电路径单次放电拐点一般不超过两处,放电击穿路径只有一条明亮的主通道;就放电强度而言,负极性放电强度明显大于正极性;在流注发展过程中电磁超材料平板表面形成的自放电通路对最终沿面放电路径起决定性作用。 展开更多

关键词 电磁超材料 沿面及组合间隙 操作冲击电压 放电形貌 流注发展 极性效应

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叠层结构电磁超材料吸波体的特性研究 被引量：4

11

作者 董圆圆 黄辉 +1 位作者 张楚顺 詹天源 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期5058-5061,共4页

以现有的电磁超材料吸波体的主要方案为基础,对吸波体结构进行改进,研究并比较了相同单元叠层结构、不同单元叠层结构超材料吸波体的性能。根据仿真分析得出:适当增加相同单元叠层结构的层数,不仅吸波率得到提升,还会出现多个吸波峰;此... 以现有的电磁超材料吸波体的主要方案为基础,对吸波体结构进行改进,研究并比较了相同单元叠层结构、不同单元叠层结构超材料吸波体的性能。根据仿真分析得出:适当增加相同单元叠层结构的层数,不仅吸波率得到提升,还会出现多个吸波峰;此外,不同单元叠层结构,在参数合理配置时,不仅拥有相同单元叠层结构的多频段、高吸波率、宽频带等优点,还可以实现近100%吸波率的完美吸波。 展开更多

关键词 电磁超材料 吸波体 叠层结构

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非对称结构平面电磁超材料的微波特性研究 被引量：1

12

作者 史金辉 刘冉 +3 位作者 余胜武 朱正 关春颖 王政平 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期369-373,共5页

利用有限元法研究了非对称平面电磁超材料的Fano谐振.给出了谐振频率处的表面激发电流分布,利用Fano公式对非对称电磁超材料的透射谱进行拟合.逐一分析单一金属环的电磁响应,发现非对称金属弧之间的耦合作用导致了Fano谐振.分析了结构... 利用有限元法研究了非对称平面电磁超材料的Fano谐振.给出了谐振频率处的表面激发电流分布,利用Fano公式对非对称电磁超材料的透射谱进行拟合.逐一分析单一金属环的电磁响应,发现非对称金属弧之间的耦合作用导致了Fano谐振.分析了结构参量对Fano谐振性能的影响,并研究了入射电磁波偏振旋转角对Fano谐振的影响.结果表明,旋转偏振角是实现metamaterial性能调谐的方式之一. 展开更多

关键词 电磁超材料 开口谐振环 Fano谐振 表面电流 透射

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对称方形环结构电磁超材料的设计与仿真

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作者 张旺洲 李竹影 刘冶 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期92-95,共4页

基于Smith提出的金属细线阵列与开口谐振换(SRRs)周期结构能在某一频段内实现双负特性的原理,对圆形SRRs结构进行了改进,提出了一种不相互嵌入、对称的开路谐振环结构。与Smith提出的谐振结构相比,该结构也能够实现特定频域的双负特性,... 基于Smith提出的金属细线阵列与开口谐振换(SRRs)周期结构能在某一频段内实现双负特性的原理,对圆形SRRs结构进行了改进,提出了一种不相互嵌入、对称的开路谐振环结构。与Smith提出的谐振结构相比,该结构也能够实现特定频域的双负特性,且结构上下、左右都具有对称性,电流分布形态更加合理,电磁性能更加优良。 展开更多

关键词 电磁超材料 S参数 双负特性

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一种基于电磁超材料的抗干扰天线 被引量：6

14

作者 郑治 汪伟 +2 位作者 张洪涛 邹永庆 梁仙灵 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期299-304,共6页

设计了一种基于电磁超材料的抗干扰天线.该抗干扰天线由矩形波导腔体,铺设于波导腔体底部宽边的电磁超材料以及位于波导腔体上部宽边的辐射缝隙构成.当电磁超材料表现为完美电导体时,该抗干扰天线同传统波导缝隙天线类似,可高效辐射电磁... 设计了一种基于电磁超材料的抗干扰天线.该抗干扰天线由矩形波导腔体,铺设于波导腔体底部宽边的电磁超材料以及位于波导腔体上部宽边的辐射缝隙构成.当电磁超材料表现为完美电导体时,该抗干扰天线同传统波导缝隙天线类似,可高效辐射电磁波.当电磁超材料表现为完美磁导体时,该抗干扰天线的性能与带阻滤波器相似,可抑制特定频段的干扰电磁波.该抗干扰天线实现了天线与滤波器的高度集成,结构紧凑.仿真与测试结果显示该抗干扰天线在工作频段具有良好的辐射特性,同时对干扰频段电磁波的抑制可达40 dB. 展开更多

关键词 抗干扰 电磁超材料 波导缝隙天线 滤波 天线

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掺杂硅片与电磁超材料间的Casimir平衡恢复力 被引量：2

15

作者 牛凯坤 李学伟 +3 位作者 张俊龙 沈晶 黄志祥 吴先良 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期11-14,共4页

为探讨掺杂硅片与电磁超材料间的Casimir平衡恢复力的大小与相关材料参数间的变化关系,基于Lifshitz理论,采用格林函数得到麦克斯韦应力张量及单位面积Casimir力计算表达式,分析了掺杂硅片与电磁超材料板间的Casimir作用力.结果表明,掺... 为探讨掺杂硅片与电磁超材料间的Casimir平衡恢复力的大小与相关材料参数间的变化关系,基于Lifshitz理论,采用格林函数得到麦克斯韦应力张量及单位面积Casimir力计算表达式,分析了掺杂硅片与电磁超材料板间的Casimir作用力.结果表明,掺杂硅片与电磁超材料板间Casimir作用力的大小和方向随着掺杂程度、材料厚度和填充比例因子的变化而改变,并能调控Casimir效应;且随着板间距的变化表现出平衡恢复力. 展开更多

关键词 量子理论 电磁场 电磁超材料

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航空电磁超材料雷电冲击放电特性 被引量：1

16

作者 蔡力 刘伟 +3 位作者 周蜜 徐斐 闫瑞生 王建国 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3526-3533,共8页

随着航空电磁超材料在飞行器雷达天线罩的推广使用,其雷电防护问题亟待解决。针对方框型电磁超材料,使用冲击电压发生器、高速摄像机、普通摄像机,针对电磁超材料板的U50%冲击电压及放电路径开展试验,研究不同接地方式、不同电压极性的... 随着航空电磁超材料在飞行器雷达天线罩的推广使用,其雷电防护问题亟待解决。针对方框型电磁超材料,使用冲击电压发生器、高速摄像机、普通摄像机,针对电磁超材料板的U50%冲击电压及放电路径开展试验,研究不同接地方式、不同电压极性的组合间隙及沿面放电特性。试验结果表明:方框型超材料沿面放电形貌受正、负极性电压的影响不大,表现为不规则的折线形放电路径,放电主通道并不唯一,同时存在流向另一接地位置的次级放电通道,越靠近放电附着点区域,次级放电通道越多,整个沿面放电形貌呈网状分布;雷电冲击电压下存在多条沿面主放电通路,组合间隙击穿前电磁超材料表面会产生沿面自放电通路,其沿面自放电通路为最终沿面主放电通路之一;组合间隙冲击放电流注发展过程的放电特性主要与电压极性相关,正极性冲击电压下由高压棒电极产生向下发展的下行流注,电磁超材料表面只有较弱的起晕;负极性冲击电压下分别产生对向发展的上、下行流注;雷电冲击电压下电磁超材料表面大量金属微结构单元阵列会产生上行流注和沿面自放电通路,其容易将雷电主放电通道引向超材料天线罩,导致分流条屏蔽失效。 展开更多

关键词 电磁超材料 雷电冲击电压 沿面及组合间隙 放电路径 流注发展

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电磁超材料中负磁导率对负介电常数的影响 被引量：1

17

作者 黄勇军 文光俊 +1 位作者 李天倩 谢康 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2457-2460,共4页

为深入了解电磁超材料中物质间相互作用关系,理论分析了金属导体线阵列宏结构嵌入单负磁导率媒质中时其等效介电常数的变化特性。数值计算和电磁仿真方法相结合,讨论了单负磁导率媒质和单负介电常数媒质的相互作用关系,提出了减小其相... 为深入了解电磁超材料中物质间相互作用关系,理论分析了金属导体线阵列宏结构嵌入单负磁导率媒质中时其等效介电常数的变化特性。数值计算和电磁仿真方法相结合,讨论了单负磁导率媒质和单负介电常数媒质的相互作用关系,提出了减小其相互作用的解决方法。仿真结果显示:将金属线阵列直接嵌入到单负磁导率媒质中时,电磁超材料传输特性在整个频段内为传输禁带;将金属线裹附一层绝缘材料后,传输禁带变为传输通带,这表明金属线阵列和单负磁导率媒质之间必须加入一种绝缘材料才能合成双负的电磁超材料。 展开更多

关键词 电磁超材料 单负磁导率 单负介电常数 相互作用

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光控电磁超材料研究进展 被引量：7

18

作者 柏林 张信歌 +1 位作者 蒋卫祥 崔铁军 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第2期240-258,共19页

电磁超材料是由亚波长尺寸单元周期或非周期排列组成的人工结构,能对电磁波的频率、幅度、相位和极化等基本物理特征进行调控,突破了传统材料的限制,可实现很多自然界不存在的有趣物理现象及应用。过去二十余年,超材料因其强大的电磁调... 电磁超材料是由亚波长尺寸单元周期或非周期排列组成的人工结构,能对电磁波的频率、幅度、相位和极化等基本物理特征进行调控,突破了传统材料的限制,可实现很多自然界不存在的有趣物理现象及应用。过去二十余年,超材料因其强大的电磁调控能力一直是物理领域的研究热点。但无源超材料在电磁波调控中存在局限性,如工作频率固定、实现功能单一等。所以,可调有源超材料越来越受关注。通过引入有源元器件,超材料的功能可通过外部激励信号进行动态调控,在实际应用中具有重要意义。目前常用的控制方式包括电控、温控、光控和机械控制等,其中光控具有可远程调控、无接触式控制、调制速度快以及结构简单等优点。该文概述了近年来光控电磁超材料的研究进展,从直流、微波、太赫兹和光频段4种不同频段分别介绍现有光控超材料和超表面的工作,重点介绍其工作机制和应用场景,并对这一快速发展领域进行总结和展望。 展开更多

关键词 电磁超材料 有源超表面 光调控 电磁波调控 动态功能

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低谐振频率电磁超材料单元设计与仿真 被引量：1

19

作者 章小斌 李登峰 郭咏 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第6期806-808,共3页

针对目前人工电磁超材料的谐振频率(吉赫兹(GHz)或太赫兹(THz))较大的问题,该文提出了一种新型尺寸较大的双面螺旋结构单元模型。通过HFSS仿真软件,建立了电磁超材料单元模型,分析了结构单元的S参数。采用Smith提取算法,得出了等效介电... 针对目前人工电磁超材料的谐振频率(吉赫兹(GHz)或太赫兹(THz))较大的问题,该文提出了一种新型尺寸较大的双面螺旋结构单元模型。通过HFSS仿真软件,建立了电磁超材料单元模型,分析了结构单元的S参数。采用Smith提取算法,得出了等效介电常数和等效磁导率的数学表达式。仿真结果表明,在2.0~2.1 MHz时,等效介电常数恒正,等效磁导率实部达到负极值,而等效磁导率的虚部也达到了最大值,即该频段为材料板的谐振频段,呈磁单负材料属性。 展开更多

关键词 电磁超材料 螺旋结构 S参数 介电常数 磁导率

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基于混合电磁超材料的宽角扫描相控阵天线 被引量：2

20

作者 王崭 董元旦 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期267-274,共8页

本文提出了一种新颖的基于混合电磁超材料的小型化低成本宽角扫描相控阵天线.通过在介质谐振器上加载电磁超表面,引入额外的容性加载,实现了一种新型的小型化混合电磁超材料辐射体结构(电尺寸仅为0.39λ_(0)×0.27λ_(0)×0.09... 本文提出了一种新颖的基于混合电磁超材料的小型化低成本宽角扫描相控阵天线.通过在介质谐振器上加载电磁超表面,引入额外的容性加载,实现了一种新型的小型化混合电磁超材料辐射体结构(电尺寸仅为0.39λ_(0)×0.27λ_(0)×0.09λ_(0)).同时,由于混合电磁超表面的小型化和周期特性,阵间距缩短为0.40λ0,增大了波束的扫描范围.此外,混合超材料辐射体中嵌入的空气孔和地板上开设的T形槽,能够提高阵元间的隔离度.基于混合电磁超材料、紧间距布阵和去耦设计,对一个五元宽角扫描线阵进行了设计与测试.该阵列各端口的-10 dB阻抗带宽均大于3.30~3.80 GHz(14.1%),带内隔离度均优于13 dB,最大辐射增益10.1 dBi,主波瓣扫描范围为[-81°,84°],3 dB波束宽度覆盖范围为[-111°,105°].该阵列具有小型化、宽带宽、宽扫描范围以及低成本的优点,适用于低成本、高可靠性和智能化的无线通信应用. 展开更多

关键词 电磁超材料 小型化 介质谐振器 宽角扫描阵列 相控阵天线

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