摘要：目前,广泛应用的环行器均需要铁氧体材料并外加偏置磁场以达到环行效果,具有重量大,对温度敏感等缺点.本文基于透射型相位梯度超表面,利用相位梯度超表面的异常折射特性,基于几何光学原理设计了一种无需铁氧体材料和外加磁偏置的环行器.实验结果说明,在20.8 GHz附近,该器件呈现显著的环行效果.这种环行器重量显著降低,对温度变化不敏感,提供了一种环行器设计的新思路,具有潜在的应用前景.

摘要：设计、仿真并实验验证了基于宽边耦合螺旋结构的低频小型化超材料吸波体.实验测试结果表明,该超材料吸波体在1.39GHz吸收率达到最大为98%,其单元尺寸和总厚度均为6.8mm,约为1/32工作波长,实现小型化窄带吸波.由于吸波体中螺旋结构是旋转对称排列的,因而其对垂直入射电磁波的极化方向是不敏感的.此外,该超材料吸波体对斜入射横电和横磁极化电磁波在60时,仍具有强吸收.

摘要：提出了一种新的基于磁性吸波体材料的具有低频透射和高频宽带吸收特性的超材料吸波体.该超材料吸波体在1 GHz的透射系数为-0.5 dB,具有较好的低频透射特性,可以实现对低频信号的相互通信;在频率大于8.4 GHz的频段,吸收率均大于80%,基本覆盖整个X波段和Ku波段,实现高频宽带吸收.此外,由于该超材料吸波体的单元金属周期结构具有较好的四重旋转对称性,因而是极化无关的.该透射吸收超材料吸波体设计简单,实用性强,具有较强的潜在应用价值.

摘要：基于微波表面等离激元提出了一种电扫描多波束天线.该多波束天线由24条相同的端射天线绕同一圆心旋转而成,相邻端射天线之间的夹角为15?.单条端射天线的设计基于微波表面等离激元的耦合,将馈电单极子辐射的全向场调制为端射的定向场.仿真结果表明,提出的基于微波表面等离激元的多波束天线,在9.5—10.25 GHz频段内可实现面内360?波束扫描,且平均增益约为11.8 dBi,半功率波束宽度约为15?.

摘要：针对超材料优化设计参数多、权重各异的特点,提出一种基于加权实数编码的遗传算法,该算法采用等位基因或双倍基因实现对遗传基因的加权编码,是二进制编码中加权思想的推广,与普通遗传算法相比,加权实数编码遗传算法加入了人工选择因素,既可以加快种群收敛速度,又可以提高算法的求解质量,尤其适用于种群规模较大的遗传优化计算,文中以一个超材料吸波体的优化设计为例,对算法进行了验证。

摘要：以环形单元为基础设计出一种三屏金属阵列通过两层薄介质级联的频率选择表面(FSS)。建立等效电路模型,根据传输线理论给出金属栅格阵列(感性表面)与间隔的金属方环(容性表面)的近似电容、电感公式,通过调整结构几何参数分析LC耦合机制,调谐出最优的宽带传输特性。最后,采用PCB加工工艺制备了FSS样件并在暗室进行了传输特性测试。得到的测试结果与数值结果一致,结果表明这种频率选择表面对电磁波大角度入射和不同电磁波极化方式都具有稳定的传输特性。

摘要：利用遗传算法对超材料进行优化设计,是近年来超材料优化设计的重要方法之一。设计了一套MATLAB与商业电磁仿真软件CST微波实验室的交互仿真体系,在MATLAB环境中编写遗传算法主程序,然后离线调用CST软件进行模型仿真计算,从而将具有强大全局寻优能力的遗传算法充分应用到超材料的优化设计中。然后以Y字紧凑型结构的二阶带通频率选择表面优化设计为例,采用基于罚函数法的遗传算法对这种设计思路进行了验证,取得了良好的设计效果。结果表明:与以往的设计方法相比,该方法编程简单,通用性强,设计周期短,优化效果好,同时可以推广到其他类型的超材料结构的优化设计中。

摘要：仿真并实验验证了基于电磁谐振的极化无关透射吸收超材料吸波体,该吸波体可以实现低频透射和高频吸收.实验测试结果表明,该吸波体在6.77GHz吸收率峰值为83.6%,半功率带宽为4.3%,实现窄带强吸收.为进一步拓展该谐振型超材料吸波体的吸收带宽,利用其低频透射特性,将两个工作于不同频段的吸波体叠加在一起,测试结果表明,复合后超材料吸波体的半功率带宽可以增大到10.9%,吸收率也略有增强.该超材料吸波体设计简单,具有较强的实用性和应用前景.

摘要：针对圆极化波,通过同极化反射超表面结构单元的空间排布,设计实现了一种二维非色散高效相位梯度超表面.同极化反射相位可以通过同极化反射超表面结构单元金属线的面内旋转来自由调控.实现的相位梯度超表面可对左右旋入射波产生相反的相位梯度.当线极化波入射到超表面上时,反射波被分为两束向相反方向传播的圆极化波.仿真了线极化波垂直入射时的反射功率密度谱,仿真结果与理论上设计的异常反射方向一致.制作了厚度为2 mm的超表面样品,测试了其镜面反射率曲线.实验结果表明,线极化波垂直入射时,超表面在9.5—19.0 GHz的镜面反射率降至-5 dB以下.

摘要：超材料吸波体具有超薄和强谐振等特点,可用于高灵敏度传感。设计了微波段可用于检测介质折射率的超材料吸波体传感器,通过仿真设计和参数优化,得到了工作频段内单频点谐振、高吸收的吸波结构,分析了其吸波机理。吸波体表面加盖不同折射率的介质板,会导致谐振吸收频点发生不同幅度的频移,经分析,当介质板厚度大于2mm时,谐振吸收频点偏移仅与待测板折射率有关。通过对仿真数据进行拟合,得到了谐振频率与折射率之间的线性函数关系并分析了传感器的性能,最后实验验证了二者的函数关系。设计的超材料吸波体传感器灵敏度达到了1 592MHz/RIU,FoM值达到7.026 9/RIU。