散射控制理論在人工電磁材料中的研究及應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:散射控制理論在人工電磁材料中的研究及應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:散射相消是通過(guò)外加套層來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)原始物體散射的減小,而散射控制是散射相消概念的推廣,即通過(guò)外加套層使原始物體的散射場(chǎng)和另一個(gè)物體的散射場(chǎng)相同。如果另一個(gè)物體是真空,散射控制就退化到了散射相消。本文利用散射控制理論,通過(guò)調(diào)整套層材料的電磁參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)散射場(chǎng)的控制。散射控制原理可以有很多潛在的應(yīng)用。首先,本文將該原理應(yīng)用到了電磁幻覺(jué)裝置,這種電磁幻覺(jué)裝置可以將原物體的散射場(chǎng)變?yōu)榱硪粋(gè)具有完全不同電磁參數(shù)的物體的散射場(chǎng)。這種電磁幻覺(jué)裝置可以應(yīng)用于軍事偽裝等。較之前基于變換光學(xué)的幻覺(jué)裝置,這種基于散射控制的幻覺(jué)裝置具有材料是均勻且各向同性的優(yōu)良性質(zhì)。這就使得基于散射控制的幻覺(jué)裝置更易實(shí)現(xiàn)。另外,阻抗表面也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)散射場(chǎng)的控制,這種阻抗表面是一種二維的表面。通過(guò)在原物體周?chē)弦粚幼杩贡砻婵梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)原始物體散射場(chǎng)的調(diào)控,比如減小和放大。通過(guò)減小可以實(shí)現(xiàn)隱形,該論文將散射場(chǎng)的某一模式放大,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)天線(xiàn)系統(tǒng)。這種天線(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是其表面阻抗是均勻的,而且通過(guò)改變表面阻抗即可改變天線(xiàn)的輻射模式。同時(shí)本文還指出這種具有負(fù)阻的阻抗表面可以通過(guò)加載有源器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)加載可變器件還可實(shí)現(xiàn)表面阻抗的可調(diào),繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)散射模式的動(dòng)態(tài)調(diào)控。散射控制的思路還可用于熱流的控制,實(shí)現(xiàn)熱學(xué)幻覺(jué)裝置。本文利用均勻的導(dǎo)熱材料設(shè)計(jì)了熱的幻覺(jué)裝置,這種裝置可以將一個(gè)熱的良導(dǎo)體等效為一個(gè)熱的不良導(dǎo)體,反之亦然。即通過(guò)該裝置可以產(chǎn)生熱場(chǎng)的幻覺(jué),所以這種幻覺(jué)裝置可以廣泛應(yīng)用于軍事中的熱學(xué)偽裝。同時(shí)這種方法具有一般性,故可以應(yīng)用于更多熱流控制裝置。
【關(guān)鍵詞】:散射控制 幻覺(jué) 表面阻抗 熱流控制
【學(xué)位授予單位】:蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:TB34;O441
【目錄】:
- 中文摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 引言8-13
- 1.1 Metamaterials8-10
- 1.2 Metasurfaces10-12
- 1.3 論文主要工作及章節(jié)內(nèi)容安排12-13
- 第二章 基本概念13-19
- 2.1 散射13-16
- 2.1.1 散射的概念及物理意義13-14
- 2.1.2 消光、散射和吸收,散射截面14-16
- 2.2 表面阻抗16-19
- 第三章 散射相消19-25
- 3.1 散射相消基本思路19
- 3.2 Plasmonic cloak19-22
- 3.3 Mantle cloak22-25
- 第四章 散射控制25-50
- 4.1 散射控制的基本原理25
- 4.2 電磁幻覺(jué)裝置25-35
- 4.3 天線(xiàn)系統(tǒng)35-42
- 4.4 熱學(xué)幻覺(jué)裝置42-50
- 第五章 結(jié)論與展望50-51
- 5.1 結(jié)論50
- 5.2 展望50-51
- 參考文獻(xiàn)51-57
- 在學(xué)期間的研究成果57-58
- 致謝58
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