異向介質(zhì)電磁波隱身器件的實驗研究.pdf

1、電磁波隱身技術，作為一種使物體無法被人眼或者探測器識別的能力，一直以來被人們所求索。過去十年中，隨著以變換光學法、保角映射法和散射相消法為代表的異向介質(zhì)(Metamaterial)電磁波隱身器件設計理論的提出和異向介質(zhì)的迅猛發(fā)展，異向介質(zhì)電磁波隱身器件的研究得到了迅猛的發(fā)展。然而，單一的異向介質(zhì)電磁波隱身器件設計方法的進一步研究與實現(xiàn)卻遇到了材料色散、損耗、相位超光速傳播等因素的制約。本文在異向介質(zhì)電磁波隱身器件設計理論的基礎上，提出了

2、一種的電磁波隱身器件逆向設計方法的概念，并對其進行了理論分析和實驗驗證;本文還將變換光學方法拓展到表面波領域，實驗實現(xiàn)了表面波的寬帶完美轉彎和隱身。在其他章節(jié)中，本文探索和討論了基于新型人工電磁材料的各類的電磁波隱身器件的潛在應用與相關研究。本文具體的工作內(nèi)容歸納如下：
　　1.將隱身器件的變換光學設計方法、保角映射設計方法和散射相消設計方法的優(yōu)點融合在一起，提出了電磁波隱身器件逆向設計方法的概念。該隱身器件設計方法是一種目標指向

3、型的設計方法，以Mie散射模型為理論基礎，利用遺傳算法來獲得相關電磁參數(shù)，使用寬頻帶異向介質(zhì)來構造電磁波隱身器件。通過亞波長微波段圓柱隱身器件和大尺寸微波段圓柱隱身器件的實驗驗證，該設計方法的有效性得到了證實。我們還討論了將逆向設計方法拓展到三維球體隱身器件的可能性。
　　2.將電磁波隱身器件和微波天線相結合，利用電磁波隱身器件逆向設計方法，通過實驗驗證了二維圓柱微波段隱形天線。該隱形天線針對橫向電場(Transverse Ele

4、ctric，TE)極化波進行設計，減少了天線的散射橫截面積，從而增大了探測器發(fā)現(xiàn)天線的難度。
　　3.設計了基于變換光學方法的電磁波地毯式隱身器件。由于構成該隱身器件的異向介質(zhì)在寬帶內(nèi)具有穩(wěn)定的磁各向異性，所以可以對TE極化波實現(xiàn)超寬帶的電磁波隱身。
　　4.將電磁波隱身器件的變換光學設計方法利用于表面波隱身，提出了表面波遇到障礙物時無損傳播的寬帶解決方案，在微波段利用人工表面等離極化激元結構和異向介質(zhì)分別實驗驗證了表面波彎