简化参数超材料电磁器件研究与设计的开题报告

简化参数超材料电磁器件研究与设计的开题报告开题报告题目：简化参数超材料电磁器件研究与设计背景：超材料是一种具有特殊微观结构的材料，能够在宏观尺度上表现出许多传统材料所不具备的优异性能。其中，简化参数超材料(SPS)因其简单的结构、易实现的工艺及较宽的工作频带等特点，在电磁波领域引起了广泛关注。SPS与传统材料不同之处在于，其电学参数和磁学参数都可以被设计成具有负值，因而能够表现出许多传统材料所不具备的电磁特性。因此，SPS有望在无线通信、雷达、太赫兹等领域得到广泛应用。研究目标：本课题旨在开展SPS电磁器件的研究与设计，具体目标包括：1.研究SPS材料的基本特性，以及其在电磁波领域的优异性能。2.设计和优化SPS电磁器件，包括天线、滤波器、频率选择表面等。3.实验验证SPS电磁器件的性能，评价其性能指标，并与传统材料电磁器件进行对比分析。研究内容：1.SPS材料的基本特性研究，包括SPS材料的介电常数、磁导率及等效电路模型分析等。2.SPS天线设计，包括基于SPS材料的负指数介质天线、基于SPS材料的频率选择表面天线等。3.SPS滤波器设计，包括基于SPS材料的超材料滤波器、基于SPS材料的天线一体化滤波器等。4.SPS频率选择表面设计，包括基于SPS材料的多频段选频表面、基于SPS材料的宽带吸波表面等。5.实验验证SPS电磁器件的性能，评价其性能指标，并与传统材料电磁器件进行对比分析。研究方法：1.理论分析。通过理论计算和仿真，分析SPS材料的基本特性及其在电磁领域的应用。2.设计优化。利用电磁场仿真软件，对SPS天线、滤波器、频率选择表面进行设计和优化。3.实验验证。采用开放测量法和基于网络分析仪的测量方法，对SPS电磁器件的性能进行测试，评价其性能指标并与传统材料进行对比分析。预期结果：本课题将得到以下预期结果：1.系统研究SPS材料的基本特性，阐述其在电磁领域的应用优势。2.设计和优化SPS电磁器件，并实现样机制作。3.实验验证SPS电磁器件的性能，评价其性能指标，并与传统材料电磁器件进行对比分析。参考文献：[1]SmithDR,PendryJB,WiltshireMCK.Metamaterialsandnegativerefractiveindex[J].Science,2004,305(5685):788-792.[2]CalozC,IkonenP.ElectromagneticMetamaterials:TransmissionLineTheoryandMicrowaveApplications[M].JohnWiley&Sons,2005.[3]ShelbyRA,SmithDR,SchultzS.Experimentalverificationofanegativeindexofrefraction[J].Science,2001,292(5514):77-79.[4]BirringerR,GompfB,GrüningH.Superconductingmaterials:Keytobreakthroughsintelecommunications,computingandtransport?[J].WileyInterdisciplinaryReviews:EnergyandEnvironment,2013,