曹 猛，任 武，薛正辉，李伟明

(北京理工大学信息与电子学院，北京100081)

0 引言

近几年来，一种被称为“左手材料”(Lefthanded Materials，LHMs)的人工等效材料在国际固体物理、材料科学、光学和应用电磁学领域内开始获得愈来愈广泛的青睐，该项研究正呈现迅速发展之势。1967年，前苏联物理学家V.G Vesalago首次提出左手材料概念［1］。2001年，David Smith构造出了介电常数与磁导率同时为负的人工媒质，并通过实验观察到了微波频段的电磁波通过这种人工媒质与空气的交界面时发生的“负折射”现象［2］。从此，这类人工媒质的研究成为国际电磁学界一个引人注目论，左手材料所独有的独特性质也逐渐被研究并验证［3－5］，并开始应用在微波领域［6，7］。左手材料的结构实现比较常用的是谐振结构，如史密斯方形环、Ω 环和 S形结构等［8，9］。目前已经有多种模型被提出来实现左手材料，大部分模型在实现负的介常数的时候都沿用了周期排布金属线，对新型左手材料的设计主要在新型负磁导率材料的设计上。

从目前发表的文献看，实现左手材料特性的频段一般都在10 GHz左右及以上，而较低频段的研究较少，本文的研究工作就是实现4～6 GHz频段内的左手形材料，文中提出了2种结构形式，分别为对史密斯环的简化结构和P形结构的左手材料，并利用仿真软件HFSS对其进行了仿真。

1 仿真模型

1.1 模型结构

在本文研究过程中，采用仿真软件Ansoft HFSS软件进行仿真。仿真模型俯视图如图1所示，视角为从Z轴正方向指向Z轴负方向。

图1 仿真模型示意图