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左手材料是具有负介电常数和负磁导率的人工电磁材料，它具有异于自然界中正常材料的电磁特性，因而受到人们的密切关注。左手材料在完美成像、电磁隐身和定向辐射方面有着重要的作用。本文的工作围绕左手材料在定向辐射上的应用而展开，致力于左手材料空心圆柱内的线源辐射问题研究。主要内容和结论包括：
1.分析了理想线源在左手材料制成的空心圆柱内的辐射问题，结果表明在线源偏离空心圆柱圆点方向上辐射具有明显的定向性。研究了左手材料相对电磁参数皆为-1的情况下，线源的位置和空心圆柱的厚度对定向辐射性能的影响。结果表明，为取得最佳的定向辐射，需要优化线源位置和厚度。另外，还讨论了左手材料的损耗对定向辐射的影响。分析显示损耗抑制了副瓣的数量和强度，但远远增大了主瓣宽度和后瓣，因而减小了定向性系数，削弱了定向辐射性。其中，磁损耗因数对定向辐射性能的影响要比介质损耗因数的影响要大。
2.理论研究了空心圆柱由磁各向异性左手材料构成时的线源辐射特性。研究发现由磁各向异性左手材料构成的空心圆柱结构仍然可以使线源定向辐射。不同于无耗左手材料情况的是，定向辐射的方向沿线源偏离方向有了偏转，偏转的方向(顺时针或逆时针)受相对磁导率张量元素中μ2正负的控制。在μr_e=εr=-1以及线源位置和空心圆柱内外半径固定不变时，研究了改变磁导率张量元素对辐射的影响。结果显示，改变磁导率张量各向异性程度可以改变最大辐射方向。
3.运用几何光学射线追踪的方法，初步研究了线源在左手材料空心圆柱内定向辐射的工作机制，证实了左手材料的负折射性在形成线源定向辐射机制中的重要性。此外还考察了内径表面上的表面模式对定向辐射的影响，结果表明线源靠近左手材料空心圆柱内径激励起的强表面模式，是取得最佳定向辐射的主要原因。