摘要新型人工电磁材料（Metamaterial）是一种由许多独立单元周期排列而成的结构。这些单元并不存在于自然界中，而是人工设计制作而成的。它们都是由传统材料制作而成。但是，新型人工电磁材料的性质却并非由这些材料的性质所决定，而是由这些单元的结构和排列顺序决定。新型人工电磁材料的出现打开了我们认识材料的崭新眼界，给我们带来了许多意想不到的现象。46728

本文首先概述了媒质空间及其划分依据，并且描述了属于该媒质空间各象限中的材料所具有的电磁特性。接着，本文回顾了新型人工电磁材料的发展史，介绍了等效参数的提取及新型人工电磁材料的制备。然后讲述了电磁隐身及如何通过坐标变换及麦克斯韦方程组实现电磁隐身材料，最后本文回顾和展望了一下新型人工电磁介质的应用。

毕业论文关键字：新型人工电磁材料； 等效参数； 制备； 电磁隐身；应用

Abstract

Metamaterial is a kind of structure that arranged periodically using many inpidual elements. The element don’t exist in nature, but can be designed and made. It can be fashioned from conventional materials. However, metamaterials derive their properties not from the compositional properties of the base materials, but from their exactingly-designed structures. The appearances of matematerial open our eyes, and give us lots of surprised phenomenon.

Firstly, the thesis introduces partition of media space, and presents the reason for the partition of media space, and depicts their characteristics respectively. Secondly, the author reviews the development of metamaterial. Moreover, the thesis presents how to calculate the effective electromagnetic parameters and preparation of metamaterial. The thesis simply also introduces the electromagnetic cloak and how to achieve the electromagnetic cloak by coordinating transformation and Maxwell’s equations. At last, the application of metamaterial is reviewed.

Keyword: metamaterial; effective electromagnetic parameters； manufacture； electromagnetic invisibility cloak; application

第1章 引言 1

1.1 Metamaterial的研究背景 1

1.2 新型人工电磁材料的历史 2

第2章 等效参数提取 3

2.1 Floquet定理 3

2.2 等效介电常数 和等效磁导率 4

2.3 新型人工电磁材料单元本构参数提取方法 8

第3章 新型人工电磁介质的制备 9

3.1 电共振材料的制备 9

3.2 磁共振材料的制备 11

3.3 双负材料的制备 11

第4章 人工特异媒质实现“隐身” 12

4.1 传统电磁隐身 12

4.2 电磁隐身斗篷的基本原理 12

第5章 新型人工电磁材料的应用 14

5.1 “超材料”天线 14

5.2 “超材料”相机 15

5.3 “超级镜头” 15

5.4 可逆聚焦 16

第6章 结束语 17

 第1章 引言 

1.1 Metamaterial的研究背景

新型人工电磁材料是一类具有自然界中材料所不具备的超常物理性质的等效均匀人工复合结构或复合材料。天然存在的材料都是由分子和原子构成的，而新型人工电磁材料则是由人工设计制造的微结构而构成的。平时，我们会用介电常数ε和磁导率μ来描述自然存在材料的电磁特征，在研究新型人工电磁材料时，我们可以用等效介电常数εeff和等效磁导率μeff来描述其电磁特征。