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人工电磁材料作为电磁参数可人为调控的新型电磁材料,它有着很多自然材料所不具备的奇异特性,近十多年来得到科研人员的广泛关注与研究。一些基于人工电磁材料设计开发的新型器件可工作于多个电磁波频段,广泛应用于包括军事、通信在内的多个领域。其中利用人工电磁材料实现非对称传输的技术,可以摆脱传统非互易器件因为需要静态偏置磁场而结构显得庞大、笨重的问题,拓展了非对称传输器件在集成和小型化方面的应用前景,因而这是人工电磁材料一个颇具潜力、有实际应用意义的研究方向。本文通过理论分析、仿真计算、实验测量相结合的方法对采用复合人工电磁材料实现非对称传输特性的方法开展研究,设计出在防电磁探测、EMC电磁兼容、极化调制等方面具备应用潜力的非对称传输器件。主要内容如下：1.基于传输矩阵原理分析了非对称传输的实现条件,并对几种典型的人工电磁材料结构的传输矩阵形式,如具有镜像对称和旋转对称的结构进行了分析和总结。2.设计出基于复合人工电磁材料的单向吸波器,将一种极化旋转器与极化选择吸波器复合到一起,实现了对入射线极化波的非对称传输功能。当某一线极化电磁波沿一个方向入射到该吸波器结构中时,它的绝大部分能量会被吸收；当同一极化电磁波沿相反方向入射时,它的能量会几乎无损耗地发生全透射。而与上述线极化波相正交的线极化波入射到吸波器结构时,其单向吸波性能还会表现出方向对调的特殊功能。本文分别通过建模全波仿真和制备实验测量两种方式对该单向吸波器的传输性能进行了验证,均获得了比较理想的性能,仿真与测量结果一致。文中还对影响复合人工电磁材料工作性能的因素进行了研究,分析了复合结构间距对单向吸波器设计吸收性能的影响。3.利用复合人工电磁材料设计出针对某些线极化波实现类法拉第旋转的性能的极化控制器。实现了使入射线极化波偏振面发生90°旋转,旋转方向与传输方向无关,而与极化方向有关的性能,采用互易的人工电磁结构模拟了其传输性能。本文用全波仿真的方法对设计结构进行了建模计算,通过分析验证了上述性能。