负折射率材料（NIM）是一种人造光学结构，它的折射率对于一定频率范围内的电磁波是负值。本文以J.Zhou论文中超材料结构进行仿真说明。短线对结构如图1（a）所示，图1（b）为短线对的单元胞结构。其中介质层的厚度为$254um$，相对介电常数为$2.53$；在介质层上下两面都有$10um$厚的铜线对结构，我们这里使用2D Structure和PEC（完美导电体）来进行代替，仿真频率范围为$12-16GHz$。

图1（a）短线对负折射率结构示意图；                 （b）单个仿真单元胞结构图；

Simulation Settings

此案例仿真时需注意：

• 文献中使用的金属为$10um$厚的铜。由于铜在$12-16GHz$的频率下，虚介电常数非常大，以至于铜的行为像完美导电体。在这里，我们使用PEC（完美导电体）来代替金属铜。由于$10um$厚的铜在z方向上需要非常小的网格尺寸，因此仿真会需要较大的内存和较长的时间。为了降低仿真内存和时间，同时又不降低仿真结果的精度，我们可以使用2D Structure来代替三维结构。
• 由于仿真结构是对称周期结构，因此我们可以在两个边界上都使用对称/反对称边界条件，这样可以使仿真空间减少$3/4$，极大减少了仿真时间。具体操作如下：点击，在“Boundary Conditions”标签页，将“X axis min”和“X axis max”设置为“Symmetric”，将“Y axis min”和“Y axis max”设置为“Anti-Symmetric”。

图2 边界条件设置示意图

Simulation Results and Discussion

仿真结束后，运行附件中的脚本得到该结构的传输和反射。该结果和文献上的仿真结果相似。

图3（a）短线对结构的传输;                                                  （b）短线对结构的反射 图4 文献[1]中短线对结构上的电磁辐射响应（红色线为仿真的结果，蓝色线为测量的结果）：(a) 传输，(b) 反射