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自从美国杜克大学的Smith教授领导的新型人工电磁材料研究小组率先开发出了横电场(TE)模式的二维空间测绘系统(简称TE-2D-Mapper)以来,该系统在新型人工电磁材料的实验验证中发挥了重要作用,取得了一系列重要成果,例如自由空间隐身衣和地面隐身衣的验证,而这项成果本身也在著名刊物《OpticsExpress》上发表。在国内外该领域的研究小组纷纷效仿制作此测量系统的同时,横磁场(TM)模式的二维空间测绘系统至今仍无人突破,因为它需要自然界中不存在的理想磁导体。
本文研究、设计并制作了基于人工磁导体(AMC)板的二维空间磁场测绘系统。理论分析和全波仿真表明,附在介质板上、具有亚波长尺寸、周期性排列的理想导体贴片可等效为人工理想磁导体,其中介质板背面为接地导体。通过两块平行放置的人工理想磁导体板所组成的TM波平面波导,实现了二维空间磁场测绘系统,以用来测量新型人工电磁材料外部和内部的磁场。文种给出了两种激励方式——平面波源和磁偶极子为系统馈电。
为了验证二维空间磁场测绘系统的准确性,测量了两个基于新型人工电磁材料的渐变折射率平板透镜,实验结果和全波仿真结果吻合良好。