圆柱形弹体隐身材料电磁色散特性研究

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1、第27卷第2期航天电子对抗圆柱形弹体隐身材料电磁色散特性研究孙永志1．王伟光1，冉立新2，彭亮2，赵旭1(1．中国航天科工集团8511研究所，江苏南京210007；2．浙江大学信息科学与工程学院，浙江杭州310027)0引言摘要：采用坐标变换方法对二维圆柱形弹体隐身材料进行了分析，得到了二维圆柱形隐身弹体隐身材料的电磁色散方程。计算结果表明，二维圆柱形弹体隐身材料对电磁波具有良好的散射特性。关键词：异向介质；电磁隐身；坐标变换方法中图分类号：TN973；TJ765．5文献标识码：AResearchonele

2、ctromagneticdispersioncharacteristicsofcylindricalinvisibilitycloakingformissileSunYongzhil，WangWeiguan91，RanI。ixin2，PengLiangz，ZhaoXul(1．No．8511ResearchInstituteofCASIC，Nanjing210007。Jiangsu。China；2．InformationScienceandEngineeringAcademyofZhejiangUnivers

3、ity，Hangzhou310027，Zhejiang，China)Abstract：Coordinatetransformationmethodisusedtoanalyzetwo-dimensionalcylindricalelectromagneticinvisibilitycloaking．Andtheelectromagneticdispersionequationofelectromagneticinvisibilitycloakingisgiv—en．Thecalculationresults

4、showthattwo-dimensionalcylindricalelectromagneticinvisibilitycloakinghasgoodscatteringcharacteristicsfortheelectromagneticwave．Keywords：left—handedmaterial；electromagneticinvisibilitycloakingcoordinatetransformationmethod2006年，英国Pendry在Nature上发表论文，提出通过坐标变换

5、方法和使用Metamaterial，可以实现对电磁场的任意控制。如果将某个空问中的电磁波搬移到与该空问具有坐标函数关系的另一空间中．实现一个非均匀各向异性的球壳．即可以实现电磁隐身¨一。随后，Schurig等很快就利用基于SRR的单负磁导率的异向介质实现了微波段的二维TE极化简化参数隐身衣，并通过实验在平板波导内观察到了电磁隐身现象12]。由于其理论新颖、简单且可靠。基于坐标变换的电磁隐身技术研究立即引起了众多学者的广泛关注，成为异向介质领域中的又一研究热点心叫引。根据Pendry的理论。基于坐标变换的隐身

6、衣可根据所采用的不同坐标变换而表现为多种形状，如圆柱、椭圆柱、球、椭球、方形等等。隐身导弹将是未来导弹收稿口期：2010一12—08；2011—02—28修回。作者简介t孙永志(1976一)。男．博士．主要研究方向为微波毫米波技术、天线设计、异向介质研究等。的一个发展方向，如何发展隐身导弹已成为各国军方高度霞视的课题。本文基于坐标变换的方法研究二维圆柱形弹体隐身材料的电磁散射特性。l隐身衣的电磁本构关系1．1基于坐标变换的二维圆柱形隐身衣根据Pendry的理论．当坐标变换只在圆柱坐标下进行时。可以从Maxw

7、ell方程组得出圆柱形隐身衣的本构参数。如图1所示，假定将圆柱坐标系R7下的圆柱C’映射到R坐标下的圆柱壳C，坐标变换关系为：如果在坐标系R7下圆柱体C7中的Maxwell方程与坐标系R下圆柱壳C中的Maxwell方程具有完全一致的形式。则在圆柱体C7和圆柱壳C中的电磁波是完全对应的，并且这两个不同空间的电磁响应是完全相同的。Maxwell方程组和电磁本构关系在坐标系R7下的无源空间中为：V7×F=i∞矿V7×耳=一bb--'一，1、伊=7，．F“7B72口’，·H72航天电子对抗2011(2)图1圆柱坐标

8、变换关系圈而在坐标系R下的无源空间中，其形式为：V×E=i∞百X7X霄=一i甜D一面：喜，．E(2)百=盂，·一H由于两个坐标系都是正交的，所以：V×万2五c号矛。一争∥；c争，一争"三哆杀c～一吉矛，]㈤注意到两个坐标系满足五，-；、i，-乒、未，_主，并且在P7=厂(P)、簪7=壬、27=2处，两组坐标下的Maxwell旋度方程具有相同的形式，可得：7173E7：，一砉E7，。而1护3，：，-d_azE7，’