微波驅動超材料的電磁力（矩）研究.pdf

1、隨著微電子機械系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)朝著高頻、小尺寸方向的發(fā)展，傳統(tǒng)驅動組件的原理與方法已經(jīng)不適用于MEMS的實際條件，牽涉到微波或射頻的應用場合通常還要求無線饋及，這就給高頻驅動提出了新的要求。而超材料做為一種人工電磁材料，其表現(xiàn)出的奇特的物理現(xiàn)象與良好的可調控性，使得超材料在微波驅動方面具有很好的應用潛力。本文著重研究了兩種類型超材料的電磁力(矩)，即可應用于線性驅動系統(tǒng)的寬

2、邊耦合開口環(huán)超材料結構和可應用于旋轉驅動系統(tǒng)的共軛十字形超材料結構。
　　在寬邊耦合開口環(huán)結構的研究中，計算了對應方向單面金屬層的電磁力且均在諧振頻點達到最大幅值，相比于平行金屬板結構，其電磁力最大增幅為100倍；利用超材料的反演算法理論，分析結構的等效電磁參數(shù)，并從等效電路與電磁場的角度論述了兩種工作模式的電磁力增強效應。對比整體結構，x、z方向雙層金屬在工作波段表現(xiàn)為排斥效應，合力幾乎為0；而y方向雙層金屬則表現(xiàn)為疊加效應。研

3、究了不同結構參數(shù)變化對單元電磁力的調控規(guī)律，結果表明較小的金屬線寬與較高介電常數(shù)的介質基板，不僅可以較強的抑制x、z方向結構的凈電磁力，還可以較大程度的增強y方向的疊加效應。
　　在共軛十字形結構的研究中，分析了結構在1-10GHz頻段兩種模式對應的電磁力(矩)分布。在兩種工作模式下，共軛十字形結構的能流主要集中于關于結構中心對稱的兩臂邊緣，且能流方向相反，幅值相等。對比兩種工作模式，研究表明電諧振的引入，z方向的電磁力矩可以得到