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        改進(jìn)電磁超材料反演算法的實現(xiàn)及驗證

        2016-12-31 00:00:00肖文龍陳勇潔陳泓宇趙曉偉馬波張棟莫驕弟
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年13期

        摘 要:文章基于傳統(tǒng)開口諧振環(huán)和金屬條(SRR/MW)超材料結(jié)構(gòu)提出一種基于經(jīng)典反演法的改進(jìn)算法,通過電磁仿真軟件HFSS提取模型的S參數(shù),然后導(dǎo)入MATLAB反演程序,反演結(jié)果顯示在10GHz頻段周圍其等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率同時為負(fù),與經(jīng)典論文結(jié)果吻合。所提出的改進(jìn)算法僅需要導(dǎo)出一個HFSS結(jié)果文件,反演速度和便利度顯著提高。

        關(guān)鍵詞:超材料;反演算法;HFSS;MATLAB程序

        1 概述

        自從Veselago于1968年從理論上提出了超材料(MTM)的概念以來,因為其特殊電磁特性而越來越吸引著物理學(xué)界和材料界的廣泛重視[1-3]。通過反演超材料的有效電磁參數(shù)成為研究超材料的重要手段,相應(yīng)的反演算法也被提出。Ziolkowski提出了NRW反演算法[4],Smith隨后提出了基于傳輸矩陣的經(jīng)典反演算法[5],Chen又提出了改進(jìn)算法[6]。

        文章基于已有的反演算法的MATLAB程序[7],提出一種基于經(jīng)典反演法的改進(jìn)算法,通過電磁仿真軟件HFSS提取模型的S參數(shù),然后導(dǎo)入MATLAB反演程序。不僅結(jié)果與經(jīng)典論文吻合,而且因為僅需要導(dǎo)出一個HFSS結(jié)果文件其反演速度和便利度顯著提高。

        3 結(jié)束語

        文章改進(jìn)算法所反演的結(jié)果顯示在10GHz頻段周圍其等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率同時為負(fù),與經(jīng)典論文[5]結(jié)果吻合。驗證了所提出的反演程序的正確性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]V.G.Veselago.The electrodynamics of substances with simultaneously negative values ofε and μ[J].Sov.Phys.Usp,1968,10:509.

        [2]馬波,陽小明,李天倩,等.箭頭型超材料模型及其在無線電力傳輸中的應(yīng)用[J].西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,34(5):47-50.

        [3]馬波,陽小明,等.梯形超材料對微帶天線增益指標(biāo)的改善[J].西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,35(2):34-38.

        [4]Ziolkowski R W.Design,fabrication, and testing of double negative metamaterials[J].Antennas and Propagation,IEEE Transactions on,2003,51(7):1516-1529.

        [5]Smith D R,Vier D C.Electromagnetic parameter retrieval from inhomogeneous metamaterials[J].Physical Review E,2005,71(3):036617.

        [6]Chen X,Grzegorczyk T M,Wu B I,et al.Robust method to retrieve the constitutive effective parameters of metamaterials[J].Physical Review E,2004,70(1):016608.

        [7]李兵.多頻帶左手材料電磁特性研究[D].鄭州大學(xué),2010.

        *通訊作者:馬波(1988-),男,重慶人,碩士研究生,研究方向為電磁超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計及其在天線上的工程應(yīng)用。

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