散射控制理论在人工电磁材料中的研究及应用.pdf

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1、分类号：TN011密级：公开专业学位研究生学位论文散射控制理论在人工电磁材料中论文题目（中文）的研究及应用TheResearchandApplicationofScattering论文题目（外文）ManipulationinMetamaterials研究生姓名杨帆学位类别专业硕士专业学位领域电子与通信工程导师姓名、职称梅中磊教授论文工作起止年月2015年4月至2016年3月论文提交日期2016年3月论文答辩日期2016年5月学位授予日期2016年6月校址：甘肃省兰州市原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他

2、人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和

3、汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容：□可以公开□不宜公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。（请在以上选项内选择其中一项打“√”）论文作者签名：导师签名：日期：日期：散射控制理论在人工电磁材料中的研究及应用中文摘要散射相消是通过外加套层来实现对原始物体散射的减小，而散射控制是散射相消概念的推广，即通过外加套层使原始物体的散射场和另一个物体的散射场相同。如果另一个物体是真空，散射控制就退化到了散射相消。本文利用散射控制理论，通过调整套层材料的电磁参数来实现对散射场的控

4、制。散射控制原理可以有很多潜在的应用。首先，本文将该原理应用到了电磁幻觉装置，这种电磁幻觉装置可以将原物体的散射场变为另一个具有完全不同电磁参数的物体的散射场。这种电磁幻觉装置可以应用于军事伪装等。较之前基于变换光学的幻觉装置，这种基于散射控制的幻觉装置具有材料是均匀且各向同性的优良性质。这就使得基于散射控制的幻觉装置更易实现。另外，阻抗表面也可以实现对散射场的控制，这种阻抗表面是一种二维的表面。通过在原物体周围包上一层阻抗表面可以实现对原始物体散射场的调控，比如减小和放大。通过减小可以实现隐形，该论文将散射场的某一模式放大，实现了一个天线系统。这种天线系统的优点是其表面

5、阻抗是均匀的，而且通过改变表面阻抗即可改变天线的辐射模式。同时本文还指出这种具有负阻的阻抗表面可以通过加载有源器件来实现。通过加载可变器件还可实现表面阻抗的可调，继而实现对散射模式的动态调控。散射控制的思路还可用于热流的控制，实现热学幻觉装置。本文利用均匀的导热材料设计了热的幻觉装置，这种装置可以将一个热的良导体等效为一个热的不良导体，反之亦然。即通过该装置可以产生热场的幻觉，所以这种幻觉装置可以广泛应用于军事中的热学伪装。同时这种方法具有一般性，故可以应用于更多热流控制装置。关键词：散射控制，幻觉，表面阻抗，热流控制Theresearchandapplicationof

6、scatteringmanipulationinmetamaterialsAbstractScatteringcancellationsuppressthescatteredfieldoforiginalobjectbycoating,whilethescatteringmanipulation,ageneralizationofscatteringcancellation,mimicthescatteredfieldofanotherobject.Whenthis"anotherobject"isthevacuum,thescatteringmanipulationde

7、generatesintoscatteringcancellation.Usingthescatteringmanipulationtheory,thescatteredfieldcanbemanipulatedbychangingtheelectromagnetic(EM)parametersofcoatingmaterials.Scatteringmanipulationhasmanypotentialapplications.First,thismethodisappliedintoEMillusiondevice,an