含单负特异材料一维无序扰动周期结构中的光子局域特性研究

采用传输矩阵法研究了电磁波在由单负特异材料组成的一维无序扰动周期结构中的Anderson局域(Anderson Localization)行为,分别讨论了色散和非色散两种模型.结果发现,在对应周期结构的通带位置,无序的引入对局域长度的影响较大,而在带隙位置,影响较小,几乎可以忽略.该性质与我们曾讨论的随机结构有较明显不同.导致这种局域性质的主要原因应为,光在单负材料组成的系统中的传输主要依赖于两种单负材料间的界面.在无序扰动结构中,该界面数相对于周期结构并没有减少,因此对光的传输性质影响较小;而随机结构中     

基于新型超材料结构的高效率发射天线技术研究综述

近年来,超材料打破了传统材料或结构的物理极限,为高效率发射天线的发展开辟了崭新的研究空间,获得了愈来愈广泛的关注.首先介绍了超材料的理论和结构研究概况,然后针对几种新型超材料技术在提高平面天线单元效率的研究工作进行了详细介绍和分析,包括非周期超材料技术、超材料作为新型辐射元或低剖面反射板等方面.最后,针对无线能量收集系统对高效率天线阵列的需求,介绍了高次模激励技术和新型低损耗传输线技术,以此降低阵列馈电网络的损耗,从而提高系统的整体效率.     

三维椭球隐身条件的严格推导及其隐身特性验证

基于坐标变换理论,提出并推导了任意轴比下三维椭球的隐身条件,得到了相应隐身罩材料本构参数张量的通解表达式.根据导出的本构参数张量,利用电磁仿真软件分别对不同轴比的三个典型算例进行仿真验证.仿真结果证实了所导出的本构参数张量的正确性.这些分析结果为隐身物理机理的进一步理解,以及三维隐身罩的设计奠定了更充分的理论基础.     

一种基于金属开口谐振环和杆阵列的左手材料宽带吸收器

用数值仿真在微波X波段研究了金属开口谐振环和杆阵列这一最基本的谐振结构.通过合理的参数调节,这种结构在10.91 GHz附近可以表现出高达98%的吸收率,并且半高峰宽达到3.5 GHz.用散射参量提取法计算其有效电磁参数,发现在谐振频率附近其介电常数、磁导率和折射率的实部均为负值.相比于传统的左手材料,这种结构的电磁参数在谐振区域均具有较大的虚部,是形成高吸收率的根本原因.本文的左手材料吸收器在电磁加热、电磁隐身等领域具有许多潜在的应用.     

随机玻璃-聚合物混合超材料屋顶对南京夏季降温效应的模拟分析

为缓解南京夏季城市热环境危机,利用天气研究和预报模式(WRF),模拟了3类屋顶(普通屋顶、高反照率屋顶、随机玻璃-聚合物混合超材料屋顶)对南京夏季高温天气的影响。结果表明:(1)冷却屋顶(高反照率屋顶和随机玻璃-聚合物混合超材料屋顶)均可通过削弱到达城市表面的太阳辐射而使城市降温,随机玻璃-聚合物混合超材料屋顶白天平均降温为0.8～1.2℃,夜间平均降温为0.2～0.4℃,高反照率屋顶白天平均降温为0.6～0.8℃,夜间平均降温为0.2℃;(2)表面温度指数可表征冷却屋顶的热力性能,随机玻璃-聚合物混合超材料屋顶的表面温度指数为0.16～0.43,高反照率屋顶的表面温度指数为0.05～0.26,表明随机玻璃-聚合物混合超材料屋顶的冷却效果强于高反照率屋顶;(3)高反照率屋顶和随机玻璃-聚合物混合超材料屋顶分别能将36.7%和47.1%的太阳短波辐射返回到大气层,分别比普通屋顶少吸收19.6%和34.8%的热量。