新型三维左手材料的设计与应用研究

发布时间：2023-10-02 04:40

　　左手材料是一种人工合成的电磁材料,具有一些不同于自然界中媒质材料的电磁特性,在医学、通信和军事等领域都有着广泛的应用。本论文在左手材料的电磁特性与结构设计的原理基础上设计了三种新型左手材料结构,并对其在磁共振领域的应用进行了仿真研究。首先,在分析和总结左手材料具有的基本理论与电磁特性的基础上设计了一种二维左手材料结构,并对其进行了电磁计算与分析;其次,在二维左手材料的基础上设计了一种新型多开口环状三维左手材料结构,对该结构进行了电磁计算分析,探究其电磁特性;最后,设计了一种金属-介质模型的三维左手材料结构,并将该结构应用在7T磁共振成像中,分析了左手材料对射频场和能量沉积的影响。第一,从理论上分析了左手材料符合的电磁规律,概述了左手材料的电磁特性;设计了一种二维左手材料结构,利用软件HFSS15.0对其进行电磁分析,计算S参数,反演法提取其等效电磁参数,验证了该结构满足左手特性。第二,设计了一种在200MHz～369.7MHz谐振频段内实现左手特性的多开口环状的三维左手材料结构。通过品质因数的计算,证明该三维左手材料结构为低损耗结构;讨论了结构尺寸参数的变化对S参数与等效电磁参数的影响...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 左手材料的国内外研究现状
        1.2.1 国外的研究现状
        1.2.2 国内的研究现状
    1.3 本论文的内容安排
第二章 左手材料的理论与性质
    2.1 左手材料的基本原理
    2.2 左手材料的性质
        2.2.1 负折射现象
        2.2.2 完美透镜效应
        2.2.3 逆Doppler效应
        2.2.4 逆Cherenkov效应
        2.2.5 逆Goos-Hanchen效应
    2.3 左手材料的构造基础
        2.3.1 负介电常数的实现
        2.3.2 负磁导率的实现
    2.4 S参数反演法
    2.5 本章小结
第三章 二维左手材料的设计与研究
    3.1 二维左手材料结构模型
    3.2 二维左手材料的电磁仿真
        3.2.1 电磁仿真步骤
        3.2.2 二维左手材料的电磁环境设置
    3.3 二维左手材料电磁计算结果
        3.3.1 S参数幅度值曲线
        3.3.2 等效电磁参数提取
    3.4 二维左手材料的电磁响应
        3.4.1 二维左手材料的电场幅度值分布
        3.4.2 二维左手材料的磁场幅度值分布
        3.4.3 二维左手材料的电流矢量分布
    3.5 本章小结
第四章 多开口环状三维左手材料的设计与研究
    4.1 多开口环状三维左手材料结构模型
    4.2 三维左手材料电磁计算分析
        4.2.1 S参数幅度值曲线
        4.2.2 等效电磁参数提取
        4.2.3 品质因数
    4.3 三维左手材料的电磁响应
        4.3.1 三维左手材料的电场幅度值分布
        4.3.2 三维左手材料的磁场幅度值分布
        4.3.3 三维左手材料的电流矢量分布
    4.4 三维左手材料尺寸变化对参数的影响
        4.4.1 三维左手材料尺寸变化对S参数的影响
        4.4.2 三维左手材料尺寸变化对电磁参数的影响
    4.5 本章小结
第五章 金属-介质模型三维左手材料的设计及在7TMRI中的应用
    5.1 金属-介质模型三维左手材料的设计
        5.1.1 单元结构尺寸介绍
        5.1.2 S参数幅度值曲线
        5.1.3 等效电磁参数提取
    5.2 左手材料在7TMRI中的应用
        5.2.1 MRI的理论
        5.2.2 7 TMRI模型
        5.2.3 B₁场和SAR值计算分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3850113