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最近几年，新型人工电磁材料吸引了无数科学家的研究。其中左手材料的研究成为热点，它具有特异的性质，如负折射率，返波，反多普勒效应等等。左手材料可以由人工原子来构建，比如用金属线阵列来构成电负单元，用金属缺口环来构建磁负单元。这些特异材料可以工作在微波频段，太赫兹频段，甚至光波段。人工电磁材料的应用前景广泛，比如，可以做成电磁隐身斗篷，完美透镜，理想吸收体等。 人工电磁材料的设计一直是研究的热点，因为它为应用打下了基础。上面提到的电负和磁负的单元可以有多种变体，比如电负单元可以由电LC谐振器代替，而磁负单元可以由金属线对代替，等等。这些变化给左手材料的设计带来了极大的方便。为了使材料有更大的灵活性，可调节的人工电磁材料被提了出来，它们可以被偏置磁场、电场、温度等等因素调节。 本文在前人的研究基础上，设计并验证了基于金属线阵列的左手材料: 1.基于金属线阵列和金属短线对的电负和磁负理论，设计了由金属长线对和金属短线对构成的左手材料。利用电磁仿真，反演了等效电磁参数，发现它在7GHz有双负的现象;加工材料并测量了多层结构的传输特性，从升起的异常峰说明了其左手特性;同时测量了不同层数的材料的相位特性，从相位随层数的反常变化进一步验证其双负特性;文章还利用色散关系曲线阐述了双负现象的成因。和其他类似的结果相比，本文的工作利用了更多层数的材料，更全面的验证了材料的左手特性，并且实验结果有更小的损耗。 2.为了使材料有更大的灵活性，引入了铁氧体，文章从铁氧体的磁负和磁可调特性的理论基础出发，设计了铁氧体和金属网格构成的左手材料。同样利用了参数反演的方法讨论了结构的等效电磁参数，从中发现了双负的区间及其随外加磁场的可调性。在传输特性曲线上，讨论了异常峰产生、移动和消失的机理。为了验证负折射率的特性，用尖劈状的材料做了电磁仿真，并观察到了明显的负折射现象，同时利用Snell定理计算了折射率，并和参数反演的结果相吻合，文中还讨论了尖劈角度的影响。对于该结构，文章还分析了结构尺寸，以及偏置磁场对电磁参数的影响，并给出了一些设计方面的考虑。 3.对于上面的设计，讨论了铁氧体在实验上的退磁因子的影响，并把铁氧体片调整为铁氧体圆柱，以减小退磁因子。调整了结构的尺寸，制作了铁氧体圆柱和金属线阵列的复合结构。在实验上测量了传输特性曲线，从中讨论了其双负特性和磁可调特性，实验结果和相同结构的仿真结构吻合的较好。因而，实验和理论都很好的证明了金属线阵列和铁氧体构建左手材料的可行性。