很好的屏蔽作用；而对于入射波中 的-EzXHy分量，材料对其起不到什么屏蔽作用，几乎可W无阻挡地完全透射过去。人工电磁 材料之所W具有运样的特性，是因为材料的有效介电系数张量只有分量(eeff)y<0,所W材 料仅对入射波中电场沿y方向的分量在负介电系数频带（（eeff)y<0)内具有抑制作用，即， 入射波中只有电场沿y方向的分量不能在其中传播，材料对其具有良好的屏蔽效能，数值仿 真也很好的证明了运一点。
[0029] 如果将上面的金属丝旋转90%可W使得在Z方向具有负系数，如图3所示将两个结 构相互嵌套，可W得到对任意极化的电场都有屏蔽效果，如图4所示，当改变电场的方向保 持入射方向不变，材料都具有很好的屏蔽效果。尽管运种金属丝沿两个互相垂直方向走向 的材料的负介电系数频带较之金属丝仅沿一个方向走向的集成材料的负介电系数频带略 有减小，但由于在电磁波垂直入射情况下，无论电磁波的极化特性如何，在材料的负介电系 数频带内，对电磁波具有较高的屏蔽效能。同理，对于连续金属丝结构的负介电系数材料， 也可W做类似的优化，令材料中包含沿两个垂直方向走向的连续金属丝，则在材料的负参 数频带内，对电磁波的屏蔽效能同样与入射波的极化特性无关。如图5所示。
[0030] 对于斜入射时，材料依然采用前面所述的摆放，金属丝撕郝巧向，设材料的基本结构保 持不变，同一周期单元内沿y方向和沿Z方向走向的金属丝相距1.2mm，设入射波波矢量为 叛? 《窃议梦'申'歲￡燃愈妓役參令滅-減i參电场表示为更~ -i五'々COS《减.淀寺'、泼〇.'城5'该'去該苗.泌J谷激没。 入射波中共包括Ey X Hz、-Ez X Hy、Ex X Hy和-Ey X Hx四个分量。图6给出了 (6=0°且0 = 90°、 75°、60°、和45°时，材料的电磁特性。
[0031] 从仿真结果可W看出，在抑制频带内材料对入射波起到了很好的抑制作用，透射 波降为入射波的-50~-60地。但随着0角的减小，即入射波方向越偏离X轴，材料的抑制频带 发生了一些变化，对入射波中的EyXHz分量的抑制频带略向高频方向移动，但基本保持在13 ~18G化范围内，但当0^45°时，抑制频带的前端对入射波的抑制能力减弱，且随着0角减 小，抑制能力减弱的范围增大;材料对入射波中的-EzXHy分量的抑制频带亦向高频方向移 动，抑制频带的起始频率，从13G化（目=90°)变为14.5G化（目=30°)，截止频率从18G化（白= 90°)变为18.7G化（目=30° )，整个抑制频带宽减小了0.8細Z;材料对入射波中的ExXHy分量 的抑制频带与对-Ez X Hy分量的抑制频带相同，对-Ey X Hx分量的抑制频带与对Ey X出分量的 抑制频带相同；材料对入射波整体的抑制频带则是W上运些频带的交集，随着e角减小，材 料对入射波的抑制频带的起始频率增大，截止频率也略有增大，整个带宽减小。
[0032] 此外，从图6(f)还可W看出，虽然金属丝沿y和Z走向的人工电磁材料的有效介电 系数分量(Eeff)X不小于零，但在抑制频带内、材料对电场分量Ex也起到了很好的抑制作用。 正如图6(e)所示，斜入射情况下测得的材料的抑制频带并不是完整的负参数频带，且抑制 频带的截止频率还略大于负介电系数频带的截止频率（出现运种现象的原因，应为材料结 构所致)。
[0033] 同时，由于运种金属丝沿y和Z方向走向的人工电磁材料在y和Z方向完全相同，若 入射波在xy平面内，材料对入射波的抑制频带将与图6(f)-致，随着入射波偏离X轴，材料 抑制频带的起始频率增大，截止频率亦略有增大，带宽减小;对入射波中的Ey X Hz和-Ez X Hy 分量的抑制频带则不过是将图6中的(a)和(b)对调即可，材料对入射波中的Ez X Hx分量的抑 制频带与对-Ez X Hy分量的抑制频带相同，材料对入射波中的-Ex XHz分量的抑制频带与对Ey XHz分量的抑制频带相同；对Ex的抑制效果与Ey相同。而当入射波既不在xy平面内，也不在 XZ平面内时，材料对入射波中各分量和整体的抑制频带均将与图6(b)-致，随着入射波偏 离X轴，材料抑制频带的起始频率增大，截止频率亦略有增大，带宽减小;对Ex、Ey、Ez的抑制 效果相同。
[0034] 因此，应用金属丝结构人工电磁材料设计电磁屏蔽材料时，由于材料结构的特点， 还需要考虑到电磁波斜入射时材料对电磁波屏蔽效能变化，即材料的负参数频带与屏蔽工 作频带并不完全吻合，而是有小幅度的缩减，在设计材料时，应保证材料的负参数频带大于 屏蔽所需的工作频带，特别是在低频端，应较屏蔽工作波段的起始频率小2G化左右。当然， 连续金属丝结构的负介电系数材料无需做上述考虑。
[0035] 在实际的设计中我们应该考虑到缺陷效应，即由于加工或是其他的缘故可能会导 致材料并不是完全成周期变化的。因此在仿真设计的时候必须考虑运些因素。在设计的时 候可W人为的创造缺陷，破坏掉某一个方向上的周期性，当然运个破坏的幅度不能太大。
[0036] 本发明的有益效果为:本发明使用连续金属丝结构的人工电磁材料来制作屏蔽材 料，充分利用其结构的简单，W及具有等效负介电系数的特点，使得当入射电磁波的电场方 向与金属丝平行的时候，金属丝上的电荷在外场作用下定向运动形成传导电流，使得材料 在等离子体频率W下(连续金属丝结构），或谐振频率与等离子体频率之间（不连续金属丝 结构)具有负的等效介电系数，电磁波在运一频段内在材料中无法传播，形成倏逝波，因此 材料具有屏蔽电场方向与金属丝平行的电磁波的能力。通过设置10层W上结构，使得材料 能够屏蔽电场方向与金属丝走向一致的电磁波。
[0037] 当使用不连续金属丝来制作屏蔽材料，具有带阻效果，使得在特定的频段内才具 有屏蔽效能。若将不连续金属丝和连续金属丝周期排列同样能达到效果，并且能展宽屏蔽 带宽。将上诉的几种屏蔽材料通过相互嵌套能屏蔽电场任意极化的电磁波。
[0038] 本人工电磁屏蔽材料结构简单，所需的介质板可W为任意的介电常数的介质，本 发明中的连续金属丝，其屏蔽效能为高通，为超宽带屏蔽材料，涵盖频段宽，起始频率为0。 本发明可W对任意与金属丝方向的电场分量屏蔽，而两种结构互相垂直嵌套的话，可W对 任意方向的电磁波进行屏蔽。本发明是第一次将此类人工电磁材料用于屏蔽使用，可W使 用在通风处，也可W作为密闭环境下使用。本发明制作工艺要求简单，设计和操作简单。
【附图说明】
[0039] 图1(a)为本发明的单层不连续金属丝屏蔽材料示意图。
[0040] 图1(b)为本发明的多层不连续金属丝屏蔽材料示意图。
[0041 ]图1 (C)为本发明的单层连续金属丝屏蔽材料示意图。
[0042] 图1(d)为本发明的多层连续金属丝屏蔽材料示意图。
[0043] 图2(a)为波在具有负介电系数媒质中的传播特性(两条虚线之间为单负媒质）。
[0044] 图2(b)为波在其中负磁导率媒质中的传播特性(两条虚线之间为单负媒质）。
[0045] 图3(a)-图3(c)为电磁波垂直入射，不同极化下材料的电磁特性。其中，图3(a)为 入射波电场方向与y轴夹角为0和45度时，材料对分量的反射特性Ey X Hz;图3 (b)为入射波电 场