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众所周知,介电常数ε和磁导率μ是表征一种材料电磁特性的基本物理量。自然界中绝大多数材料的ε和μ均为正值,而左手材料是一种ε和μ同时为负的新型人工电磁材料。因其新颖的电磁特性,左手材料可以广泛的应用于微波和光学领域。本文通过电磁仿真软件CST的仿真和Retrieve算法的计算,对单面双S型结构左手材料进行了研究。主要工作包括: 1.引入单面双S型结构左手材料,分别构造出这种结构单元的磁导率的等效电路模型和介电常数的等效电路模型,并根据电路模型推导出相应的等效磁导率和等效介电常数公式,从公式中分析并建立磁谐振频率与结构单元的各个尺寸之间的关系。结果表明,金属箔片线宽和周期间距对磁谐振频率影响非常明显。 2.分析在电场、磁场和波矢取向不同的三种电磁波入射下,单面双S型结构左手材料的电响应、磁响应、表面电流分布及其等效介电常数和等效磁导率。较强的电谐振和磁谐振使得等效介电常数和磁导率在某些频段为负。边界条件一下的等效介电常数和等效磁导率曲线证实了在7.43GHz频率附近,等效介电常数和等效磁导率同时为负。 3.通过仿真,研究左手材料的金属箔片间隙、线宽、周期间距等结构尺寸参数的改变对谐振频率和左手性带宽的影响。通过合理的调整尺寸,最终得到了左手性通带宽度为3.53GHz,是最初左手性通带带宽为1.34GHz的左手材料的2.6倍,有效地拓宽了这种左手材料的带宽。 4.从介质板和金属箔片的材料的本征参数出发,研究介质板损耗角正切和金属箔片电导率等对左手材料损耗的影响。结果表明,损耗角正切对损耗的影响最明显,当损耗角正切为0.4时,这种材料等效介电常数和等效磁导率均为正,这种材料转变为普通材料。