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隐身地毯

“这件‘隐身衣’长得实在不好看,它的造型与哈里·波特神秘的隐身斗篷相去甚远。”马慧锋博士笑着说。$$    (本文共1页) 阅读全文>>

南京大学
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基于变换光学的隐身斗篷和电磁功能器件设计

最近十多年来,随着微加工技术的迅速发展,人们不断设计制作了许多具有特定电磁和光学功能的新型微结构。这些结构往往具有一些非常新奇的特性,为人们探索新的物理现象,实现更多可能应用提供了支持。一般来说,这些新型电磁结构可以使用等效媒质理论来建立模型,从而以一种“材料”的观点予以描述,因此被称为metamaterial。而后,变换光学理论的提出则又给我们提供了一种调控电磁波和光波的有力方法。根据时谐形式的麦克斯韦方程组在空间变换下的协变性,我们可以根据坐标变换来设计“材料”,进而调控电磁波、光波等,使之满足我们对新型电磁功能器件的需求。基于变换光学的方法,人们陆续提出隐身斗篷,隐身地毯,波束位移器以及波束集中器等各种新型电磁功能器件。本论文正是基于这样一个背景,根据变换光学理论的基本方法,提出并设计了一些实用的新型电磁/光学功能器件。这些器件在隐身斗篷、隐身地毯、天线传播以及新型光学透镜等方面可能取得较大的应用。论文的主要内容和贡献包括...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州大学
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基于保角变换光学的隐身器件设计

与传统的几何光学理论相比,变换光学为人们提供了一个更为简单的计算空间材料参数分布的方法。由于变换函数的选择具有一定的灵活性,因此,人们可以根据实际需要设计出工作在各个频段下的元器件,诸如波导弯角、天线、吸波器和隐身衣等。本文主要从保角变换光学出发,研究其在隐身器件中的应用,并对器件的材料参数做出了探讨。本文主要工作为:1、利用儒可夫斯基变换设计了一种保角隐身地毯,该隐身地毯具有各向同性的材料参数分布,并且实现了任意角度的完美隐身。此外,为了优化上述地毯的折射率分布,本文还利用了两个对称的麦克斯韦鱼眼透镜对地毯结构进行改进,其折射率最大值由32.9减少至8.5。2、本文基于儒可夫斯基变换提出了一种新的保角变换,即线性-双曲正弦变换。其次,通过分析该变换设计了一种保角隐身衣,该隐身衣使用了各向同性材料,并且实现了完美隐身。接着讨论了线电流源在隐身衣内的电场分布,从而挖掘了隐身衣更多的应用场景。最后,基于线性-双曲正弦变换设计了一类完...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
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基于人工电磁表面的隐身和天线技术研究

人工电磁材料(Metamaterials)由亚波长单元结构组成,具有新颖的电磁特性,受到了国内外学者的广泛关注并取得了快速发展。人工电磁表面(Metasurface)是一种特殊的二维人工电磁材料,具有重量轻、易加工等优异特性,近几年成为电磁学和光学等领域的研究热点。本文运用人工电磁表面来设计和实现功能性器件,包括:隐身地毯、平面幻觉器件以及具有开关功能天线罩等,主要贡献如下:1.运用人工电磁表面和相位补偿原理分别设计了多角度隐身地毯和平面幻觉器件并给出了具体实现方案。早期基于人工电磁表面的隐身地毯只能对单一入射角度的电磁波起作用,本文尝试引入有源人工电磁表面,设计了多角度隐身地毯。数值仿真结果表明,该隐身地毯可对多角度入射的电磁波起到隐藏目标的效果,随后,我们给出了该隐身地毯的实现方案;早期基于等效媒质理论的电磁幻觉器件只能在二维条件下工作,对某一特定极化、窄带电磁波起作用。为了克服这些缺点,我们运用人工电磁表面来设计平面幻觉器...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州大学
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基于超表面的太赫兹隐身结构的研究

通常,太赫兹波指频率为0.1 THz~10 THz的电磁波。超材料和超表面的发现为太赫兹波的研究应用提供了物质基础。本文主要研究了基于三类电磁隐身理论的太赫兹超表面隐身结构,包括:(1)基于超表面的宽带吸波材料。根据超表面的谐振吸波性能,通常可将基于超表面的吸波材料划分为电磁谐振和电路谐振两类。一般,宽带吸收性能来自于多个子单元吸收峰的叠加或采用多层结构。据此,本文分别设计了由多个谐振子单元构成的复合宽带吸波材料和多层宽带吸波材料,二者均能用于太赫兹频段的电磁隐身。(2)基于广义Snell定律的超薄隐身地毯。根据广义Snell定律,电磁波在介质交界面处的相位不连续,故可通过设计超表面单元的相位对电磁波的空间分布进行调控。本文设计了一款太赫兹超薄三角隐身地毯,当0.84THz的电磁波以45°角斜入射到该超薄隐身地毯上时,由于相位补偿作用,电磁波被镜面反射,从而实现电磁隐身。(3)基于超表面的线极化与圆极化隐身结构。对线极化波,通过...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)
中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)

基于亚波长结构的微波散射动态调控技术研究

电磁散射特征调控技术的关键在于对物体散射波的灵活控制,亚波长结构作为一种新奇的人工电磁材料,为电磁散射调控提供了强有力的工具。从神奇的隐身衣,到发展已久的RCS(Radar Cross Section,雷达散射截面)缩减材料,都少不了亚波长结构的身影。尤其是近年来出现的超构表面,因其设计简单、容易加工且具有低剖面的优点,在电磁散射调控领域潜力巨大。但此类散射调控器件仍存在诸多瓶颈需要克服,比如带宽较窄、仅限于静态响应、功能单一等。针对如上问题,本文主要围绕亚波长结构的散射调控技术展开研究,着重研究可重构技术和宽带技术在地毯式隐身衣、平面RCS缩减器件以及散射通信兼容材料等领域的实现途径和应用方法,主要研究工作分为以下三个部分:1、针对目前超薄地毯式隐身衣带宽较窄的限制,利用堆叠结构实现跨频段的高效率独立位相控制,构造出了一种同时工作在6.1GHz和10.2GHz两个频段的双频地毯式隐身衣,并实现了不同物体的电磁外形赋型。另外,创...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>