电磁材料在隐身技术中的应用

《电磁材料在隐身技术中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电磁材料在隐身技术中的应用学院：电气工程学院专业：通信工程学号：20114400136姓名：蒋顺摘要：本文的主要内容是围绕电磁材料的独特的电磁特性展开的.电磁材料是目前电磁学和材料学等领域研究的前沿，受到各W学者的广泛关注。关键词：屯磁材料；隐身技术；正文：(1)电磁材料的基本性质1左手特性在异向介质与常规介质中的相速度方向是相反的。此外，在异向介质中由于波矢景与功率流方向相反，因此在异向介质屮相速朝向源传输，这与同群速相关的能量的传播方向正好和反。2负折射率当一束光线从一种带规媒质入射到另一种常规媒质吋，光线会在界面处发生反射和折射，折射光线

2、向界面的法线弯曲并与入射光线分居法线两侧。Veselago曾预测，如果另一种媒质是各向同性的异向介质，折射光线将和入射光线在法线的同侧。这种异常的折射现象是各向同性异向介质的重要特性，最近己被实验证实。考虑平面波从自由空间入射到异A介质，如图下图所示。平面波在xoz平面内传播且为电场极化方向，多方向上的TE波，入射角为B,CJ由空间的介电常数和磁导率为f。和/Z。，异向介质的介电常数和磁导率为&和假设入射波、反射波和折射波电场分别冇如下形式Ef:e~)kryEr=Re^JkryEt=Te^jkry式中R为反射系数，T为透射系数。将式上式子带入M

3、axweir方程，可得到入射波、反射波和折射波的磁场。由折射波平行于交界而方向的波矢相等得进而可计算出折射波的坡印廷矢量Skk孕=」^玄十上LX2o）Hx2

4、*函数实现x（u，V，W），y（u，v，w），z（u，V，W）如果原坐标系屮某一点分别沿x，Y，z坐标轴等差递增，那么会导致原坐标系U,v,,W的网格发生变形，如图下图所示。不同的少标变换对应着不同的M格变形，选择合适坐标变换能够构造出特定需求的网格。00自由空间屮的正方形场格（b>$形后坐标系中场格图4.1笛卡尔坐标系中场格形式在新坐标屮系，Maxwell方程组的形式将变为AA▽x£=udt誓AAAA式屮W。，和为张量，£和//分别为重新归~化的电场、磁场。比较上两组式了，可以发现4个物理量电场、磁场、介电常数和磁导率均与原坐标系屮对应的物理

5、量存在着简单的比例关系。因此，在坐标系(x,Y,z)屮，Maxwell方程组的形式并没有改变，改变的仅仅是IV和s的定义。这被称为Maxwell方程组在不同空间屮的形式不变性，是隐形斗篷设计的理论基础。圆形截而斗篷设计的基本思路是基于Maxwell方程组在不同空间下，形式的不变性，把虚拟空间(变换前的原空间)屮的一个实心区域压缩变换到物理空间(变换后的现实空间)中的一个柱状区域，该柱状区域具冇特定的各A异性非均匀介电常数和磁导率，则在物理空间中电磁波无法进入这个柱状区域内部，这就是耍设计的隐身斗篷，如下阁所示。(a)虚拟空间阁4.2圆形截面斗籩

6、坐标变换示念囲根据坐标变换理论，要求将柱状区域o〈rb最后再将柱坐标系变换为直角坐标系(X’，及=纖"例吻(呤1卜这样隐形斗篷的材料性质取决于转移矩阵detd.)式中=卿卜々，1)，/:=必叩〔C"，^;，1)，

7、dct(D=q，f，rOn(/-fl)最后得圆形截面的斗篷的特点(1)电磁波一旦进斗篷中，就会围绕着斗篷内的目标区域前进，而不会进入该。区域。因此电磁波不会与隐藏在斗篷内的物体发生任何作用。(2)当电磁波穿出斗篷时，总是冋到它原来的路径并沿着该路径继续前进。因此,斗篷对其外的电磁波不会产生任何扰动，既不反射、散射电磁波，也不吸收电磁波，也不会产生阴影效应。由以上两个特点可以得出，无论斗篷里面隐藏着什么目标，理论上斗篷对外部入射的电磁波的散射截而在各方向上都应该为零，从而实现真正意义上的完美隐形。015(c)險形斗篷实部相位分布围(d)險形斗籩绝

8、对场伍阁图4.4二锥TE平面入射，不同结构场图从上阁中可以看出，平而波入射PEC材料时，后向散射变大，前向散射变小，平面波发生了严重的变形。从图44(