【摘 要】
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本文主要针对电磁散射调控技术进行研究,基于三种方法,实现了目标电磁隐身或者进行散射调控。通过等效原理对电磁对消和电磁伪装进行研究;通过天线散射原理实现散射分解、散射对消和阻抗优化;通过超表面的等效阻抗模型进行反射波束调控。在对等效原理进行分析之后,设计了两种可以实现电磁对消的方案-外源等效法和内源等效法,并且扩展了一个可实现电磁伪装的方案;首先以二维无限长金属圆柱为例,通过矩量法编程进行实验,初步
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本文主要针对电磁散射调控技术进行研究,基于三种方法,实现了目标电磁隐身或者进行散射调控。通过等效原理对电磁对消和电磁伪装进行研究;通过天线散射原理实现散射分解、散射对消和阻抗优化;通过超表面的等效阻抗模型进行反射波束调控。在对等效原理进行分析之后,设计了两种可以实现电磁对消的方案-外源等效法和内源等效法,并且扩展了一个可实现电磁伪装的方案;首先以二维无限长金属圆柱为例,通过矩量法编程进行实验,初步验证了方案的可行性;其次,通过商业仿真软件,使用金属球模型、金属立方体模型和飞机缩比模型,对两种电磁对消方案进行仿真,并且通过结果对两种方法进行对比;最后使用多个模型进行电磁伪装的仿真,验证所有方案的正确性。由于等效源的具体实现方式主要是天线,所以又针对天线的散射原理进行研究。首先根据天线的散射矩阵模型推导出常用的三个经典散射公式,并且对天线散射的影响因素进行研究,分析验证了结构项散射和模式项散射与增益频率的关系;其次,通过Green天线散射公式,设计了一套对天线的散射进行分离和验证的具体实施方案,并且通过Vivaldi天线模型进行仿真;最后根据天线散射分离公式,推导出满足结构项散射和模式项散射产生对消的阻抗公式,然后进行计算仿真,对求解的阻抗值进行了优化,求出了宽带内天线的最优阻抗曲线,并且设计了一个实现天线散射分离的软件。最后研究了当前电磁调控的热点-人工电磁表面。首先根据惠更斯表面原理推导出超表面的等效阻抗模型的理论公式,包括单波束和多波束的反射调控;然后计算出所需的等效阻抗,并以此建立等效阻抗模型,实现了单波束的偏折,然后研究了反射波的偏折角度与误差之间的联系;其次,实现了电磁波的多波束偏折,通过设计了等效阻抗阵列模型将偏折角度从一维方向扩展到二维方向;最后,根据等效阻抗模型设计出具体的超表面单元进行仿真,实现了超表面阵列对电磁波束的调控。
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