左手介质基本电磁特性的时域分析

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1、广系分类号密级编号工学硕士学位论文左手介质基本电磁特性的时域分析硕士研究生滕巍指导教师姜宇副教授学科、专业电磁场与微波技术学位论文主审人周凯副教授哈尔滨工程大学年月分类号密级编号工学硕士学位论文左手介质基本电磁特性的时域分析硕士研究生滕巍指导教师姜宇副教授学位级别工学硕士学科、专业电磁场与微波技术所在单位信息与通信工程学院论文提交日期年月论文答辩日期年月学位授予单位哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EnZ`“尸`曰护一加加,飞哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明本论文的所

2、有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出,并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签字舔巍夕、日期如口年夕月峪日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分

3、或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈学位论文待解密后适用本声明。尔滨工程大学·声密本论文回在授予学位后即可口在授予学位个月后口解密后由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者签字际目氛导师签字娜日期沙口年旦月石日训。年了月`石日哈尔滨工程大学硕士学位论文亩亩三面面石石`亩百亩亩```石任石摘丈左手介质是一种介电常数和磁导率均为负数的介质,在左手介质中,电磁波的群速度和相速相反,导致左手介质中存在一系列

4、与人们熟悉的现象相反的奇特效应。最近年,左手介质的研究迅速成为国际上一个研究热点,在电磁学、光学和材料学领域都有着巨大的应用前景。鉴于左手介质与传统电磁介质完全不同的电磁特性和潜在的广泛应用前景,本论文从左手介质基本理论出发,结合时域有限差分算法,对电磁波在左手介质中的传播特性进行分析研究。首先,介绍时域有限差分法的基本理论,推导出二维电磁波差分方程,给出稳定性条件,分析数值色散,讨论完全匹配层边界条件,简单介绍几种激励源。第二,研究左手介质基本电磁理论,推导出左手介质中电场、磁场、波矢之间满足的左手关系,坡印廷矢量与波矢方向相反,理论分析左手介质负折射,完美

5、成像现象,聚焦效应。第三,利用无损耗左手介质模型,推导出左手介质平板中的差分方程,数值模拟电磁波在左手介质平板中的传播,对负折射现象、完美成像现象、聚焦特性进行仿真分析。第四,引入有损耗左手介质模型,理论分析电磁能量与损耗因子关系,推导有耗介质平板中差分方程,数值模拟电磁波在有耗平板中的传播,对电磁特性进行仿真分析,并讨论损耗因子对电磁特性的影响。关键词左手介质时域有限差分负折射完美成像聚焦哈尔滨工程大学硕士学位论文丫,,,,,,,',,',,,,,,,,,,,,,,一,任,,玉了,,哈尔滨工程大学硕士学位论文,,,,,,,,一哈尔滨工程大学硕士学位论文`亩亩

6、亩亩亩亩面石石石石`亩百面函面面面面函百亩面面面面面面面面目录第章绪论……、……左手介质研究背景及意义……的发展及应用……本文的研究内容及安排……,……第章时域有限差分法基本理论……麦克斯韦方程组及其形式……稳定性条件……数值色散……吸收边界条件……激励源……本章小结……第章左手介质基本理论……,……,……左手介质麦克斯韦理论……边界条件……负折射现象……完美透镜……,……亚波长衍射……本章小结……第章无损耗左手介质电磁特性分析……无损耗左手介质差分方程……数值仿真……模式电磁波仿真计算结果……,…模式电磁波仿真计算结果……本章小结……第章损耗左手介质电磁特性

7、分析……哈尔滨工程大学硕士学位论文损耗左手介质模型……损耗左手介质差分方程……,……数值仿真……模式电磁波仿真计算结果……模式电磁波仿真计算结果……本章小结……,……结论……参考文献……攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果……致谢……哈尔滨工程大学硕士学位论文第章绪论左手介质研究背景及意义近年来,以左手介质为代表的新型人工电磁介质在国际电磁科学领域引起了越来越广泛的关注。左手介质即等效磁导率和等效介电常数同时为负值的人工介质。在左手介质之中传播的电磁波,为满足方程,其电场、磁场及波矢方向必须满足左手定则,从而波矢与波印廷矢量必须具有相反的方向而穿越左手介

8、质与通常介质界面的电磁波,为满足边界匹