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“隐身”概念的出现,已有上千年的历史,但人们天生不具备这种能力,自然界中也无法找到能实现这种功能的特殊材料,因此,“隐身”一直以来仅仅存在于科幻小说和科幻电影中。近几年,应用于航天和军事上的隐身技术,也只是在飞行器表面上应用雷达吸波材料(RAM),或在飞行器的外形设计上尽量减小雷达波散射截面(RCS),以此来降低探测系统发现目标的能力,但这都不能达到真正意义上的“隐身”。直到2006年,电磁斗篷实验的实现作为Science评价出的当年十大科技进展之一以后,“隐身”的概念才真正由科幻迈进了现实,同时也引起了越来越多的人对电磁斗篷研究的极大关注。由于电磁斗篷结构具有一系列不同寻常的电磁特性,因而在无线通信、电磁屏蔽、军事技术等领域都有广泛的应用前景。
本文基于传输线模型法(TLM,Transmission Line Modeling),以电磁斗篷结构为研究对象,详细讨论了不同形状电磁斗篷在平面波、柱面波激励下的电磁辐射特性,并得出了如下结论:
一、在相同条件下,电磁斗篷厚度减小时,其隐身效果减弱,当厚度减小到一定值时,电磁斗篷便失去了隐身功能。
二、对同一个电磁斗篷而言,在激励波频率增大时,其隐身效果变差:当激励波的频率增大到一定值后,电磁斗篷便不具备隐身功能。
三、将电磁斗篷置于非真空介质中时,随着周围介质折射率的不断增大,电磁斗篷的隐身效果逐渐变差,以至最后失去隐身功能。
论文所做的主要工作包括以下三部分:
第一部分以TLM法为理论依据,详细讨论了一维、二维TLM法的计算模型。
第二部分以TLM计算模型为工具,研究了正多边形、不规则多边形电磁斗篷在平面波、柱面波激励下的电磁辐射特性,并详细讨论了影响电磁斗篷“隐身”效果的因素。
第三部是在第二部分的基础之上,将研究对象从多边形电磁斗篷扩展到任意形状电磁斗篷,分析了任意形状电磁斗篷在平面波、柱面波激励下的电磁辐射特性,并详细讨论了影响电磁斗篷“隐身”效果的因素。