组合型电磁隐身斗篷的超材料设计与仿真

利用坐标变换理论,推导出椭圆形和梯形变换空间的电磁参数分布,设计出组合型目标的电磁超材料隐身斗篷。在频率为400MHz的平面横电波(TE波)垂直入射的条件下,对该斗篷的隐身性能进行数值仿真分析。结果表明,在隐身斗篷的作用下,目标模型内部几乎没有电磁波进入,斗篷以外的电磁场也没有明显的变化,这些现象与理论预测的结果基本一致,体现了所设计的斗篷良好的隐身性能,由此验证了根据坐标变换设计的超材料,在理论上具有控制电磁波传播路径并且不改变外界波场的特性。     

超材料在隐身领域的研究及应用进展

鉴于超材料所表现出的自然界中不存在的新颖特性,其在航空航天隐身领域的重要作用已经得到了体现。介绍了基于超材料的隐身新理念,并对超材料在隐身领域中的应用进行了概述。最后,展望了新型超材料在隐身领域的应用前景。     

超材料电磁隐身波长变换器的设计与仿真

通过坐标变换理论设计出一种新型功能性超材料电磁隐身装置——波长变换器。该装置一方面能够导引入射波在装置的内部传播,并使得波在装置的外部恢复原始的传播特性而不引起波形的变化;另一方面能够在装置内部改变电磁波波长而不产生波的散射现象。在理论推导出波长变换器的电磁参数张量后,采用有限元仿真软件对该装置进行数值分析,仿真的结果验证了该装置设计的正确性。     

声学多层结构介质的研究进展

首先回顾了声学多层结构介质的研究历史,在此基础上简要介绍了近几年在声学多层结构介质特异声传输调控和原型声学功能器件方面的一些工作进展。从声学的角度,系统介绍了多层结构介质的有效介质理论,系统声学参数的各向异性近似,在声波隐身斗篷中的应用。通过严格散射理论推导和有限元数值模拟研究了声斗篷系统的近场声压分布和远场散射强度,发现该设计可在低频较宽的频带范围内显著降低被遮蔽区域的声散射截面;在此频率区间内,声信号散射截面随着频率的提高而增加,其截止频率由薄层厚度决定。最后对该领域的研究作了若干展望。     

隐身材料的研究进展

根据隐身原理，概述了隐身材料的研究现状和发展概况。重点介绍了雷达隐身材料、红外隐身材料、激光隐身材料，以及多波段复合隐身材料现状及研究进展。肯定了目前隐身材料方面取得的一些进展，指出今后隐身材料的发展会向着质轻、带宽、高效、耐久的方向发展，而且多波段兼容的隐身材料也会是未来隐身材料发展的趋势。     

隐身材料的研究进展

根据隐身原理,概述了隐身材料的研究现状和发展概况.重点介绍了雷达隐身材料、红外隐身材料、激光隐身材料,以及多波段复合隐身材料现状及研究进展.肯定了目前隐身材料方面取得的一些进展,指出今后隐身材料的发展会向着质轻、带宽、高效、耐久的方向发展,而且多波段兼容的隐身材料也会是未来隐身材料发展的趋势.     

超材料在军用隐身中的应用研究

随着探测手段的发展,智能化与高精化的军用隐身探测技术对隐身材料的性能提出了更高的要求,传统材料受限于本身的性能很难实现轻量、宽频、强吸收等隐身要求,而超材料由于其可以按人的意志设计、调整结构并获得相关性能,在隐身领域具有极强的发展潜力,因此超材料在军用隐身领域中的相关研究受到了极大关注。本文综述了超材料的发展、特殊性能及应用,着重讨论了雷达隐身超材料、红外隐身超材料、雷达/红外兼容隐身超材料以及激光/红外兼容隐身超材料的研究与发展,指出目前超材料在军用隐身方面的研究多数停留在实验阶段,难以适应复杂多变的实际环境,今后应将研究集中在低成本制备与应用、宽频多波段兼容以及高耐温、高耐蚀性与高户外稳定性等方面。     

超材料在军用隐身中的应用研究EICSCD

随着探测手段的发展,智能化与高精化的军用隐身探测技术对隐身材料的性能提出了更高的要求,传统材料受限于本身的性能很难实现轻量、宽频、强吸收等隐身要求,而超材料由于其可以按人的意志设计、调整结构并获得相关性能,在隐身领域具有极强的发展潜力,因此超材料在军用隐身领域中的相关研究受到了极大关注。本文综述了超材料的发展、特殊性能及应用,着重讨论了雷达隐身超材料、红外隐身超材料、雷达/红外兼容隐身超材料以及激光/红外兼容隐身超材料的研究与发展,指出目前超材料在军用隐身方面的研究多数停留在实验阶段,难以适应复杂多变的实际环境,今后应将研究集中在低成本制备与应用、宽频多波段兼容以及高耐温、高耐蚀性与高户外稳定性等方面。     

基于超材料的红外/雷达兼容隐身材料研究进展

运用各种侦察探测手段,实现战场透明化是现代信息化战争的一个基本特点。红外探测和雷达探测被广泛应用于战场,这促使红外/雷达兼容隐身技术成为了对抗探测的研究重点。相较于传统红外/雷达兼容隐身材料,基于超材料的新型红外/雷达兼容隐身材料表现出更加优异的性能。本文对实现红外/雷达兼容隐身的原理和途径进行了阐述,重点综述了基于光子晶体、吸波超材料和编码超材料的红外/雷达兼容隐身材料的研究现状以及进展,并分析了红外/雷达兼容隐身材料的发展趋势。     

电磁超材料在微波吸波材料中的应用探索

人工电磁超材料具有自然界材料所不具备的电磁参数,并且拥有可设计性和可灵活调节的性质,可实现对电磁波传播性能进行新的调控,是近年来国际物理学、材料学和信息科学领域的研究热点。首先介绍了人工电磁超材料的概念内涵和近年来的发展概况,简要分析了国外人工电磁超材料研究的发展水平,以及美欧军事强国对超材料研究的重视和支持情况。重点介绍了南京大学开展的一些人工电磁超材料在微波吸波材料结构中的应用探索,包括超材料微波吸波结构的设计和分析、基于人工手征超材料结构的吸波结构设计、吸波频带可调节及可切换的微波吸波结构设计等。这些材料和结构运用人工超材料的特殊物理特性和参数的可设计性,与传统微波吸波材料相比,具有可调节的优势,有效提高了对电磁波的调控能力。     

电磁超材料研究进展及应用现状

利用电磁波传递能量和信息一直是备受人们关注和重视的研究课题,因为它在通讯、能源、环境、医药等多应用领域中都扮演重要的角色。近年来,随着微纳米制造技术的进步,超材料的出现为解决传统电磁技术的瓶颈问题(如光路体积大、结构复杂、功能单一等问题)提供了新思路和新机会。得益于超强的电磁场调控能力,这些材料不仅能够实现传统光学元件的诸多功能,而且还能实现很多自然界不存在的、奇异的电磁响应和特性。本文将结合作者近年来的研究工作,对超材料的研究进展和发展趋势进行综述,主要思路是根据调控的电磁波自由度对超材料进行分类和阐述。最后作者还将介绍基于相变材料的主动调控超材料。     

超材料对电磁波的极化转换及不对称传输研究进展

超材料新颖的电磁特性使它在许多领域都具有潜在的应用价值,如极化旋转器、类二极管等光子器件。综述了超材料中电磁波的极化转换的研究进展,包括线极化波之间、线极化波和圆极化波之间、圆极化波之间的相互极化转换,以及超材料的线极化波和圆极化波的不对称传输,并阐明了利用类Fabry-Perot谐振腔增强线极化波和圆极化波的不对称传输效应的机制。     

吸声超材料研究进展

介绍了基于局域共振机理的吸声超材料的基本原理和其负等效质量密度、负等效体积模量和两者"双负"的特点,详细介绍了基于局域共振机理的声子晶体型、薄膜型、声子玻璃型和频率编码型等吸声超材料的结构形式、基本原理和性能特点。还介绍了基于其它吸声机理的超材料的结构特点、吸声原理和最新研究进展。最后,对吸声超材料的未来发展方向进行了展望。     

超材料宽带圆偏振器的研究进展

超材料因其独特的性质可以作为选择圆偏振光的器件,即圆偏振器。随着偏振分辨成像系统的重要性日益增强,圆偏振器已被用于增强对比度、圆偏振显微镜以及生物分子的检测,如氨基酸、DNA和具有固有手性结构的葡萄糖,尤其是在可见光波长下工作的圆偏振器已经引起了人们广泛的关注,已被用作控制复杂显示系统中光的偏振态的关键光学元件。然而通过传统方法获取圆偏振器有很大的局限性,如体积庞大、工作带宽窄等,极大地限制了它们的发展。近几年来,超材料中螺旋结构和堆叠结构的提出,促进了宽带圆偏振器的发展。本文简述了超材料中螺旋结构和堆叠结构形成宽带圆偏振器的偏振原理,详述了两种结构作为宽带圆偏振器的数值模拟和实验研究进展。     

平面手征超介质不对称传输特性研究进展

平面手征超介质由于具有不对称传输的奇特性质而引起了人们极大的兴趣.简要介绍了平面手征超介质产生不对称传输的原理,并着重阐述了电磁波分别在微波段、光波段以及太赫兹波段的不对称传输性质与相应手征结构的模拟计算以及实验研究进展.这种不对称传输的超介质在微波、光子学器件中具有潜在的应用价值.     

声学超构材料技术实用化的进展

声学超构材料是当前声学和材料学一个热门的研究领域.声学超构材料可定义为:通过对材料在特征物理尺度上进行人工设计制备,使其具有超越常规材料的声学性能的一种人工序构的复合材料.其亚波长特性、超常声学性能以及颠覆性应用的可能吸引了学界和工程界的关注.21世纪以来,随着增材制造技术的发展,声学超构材料的实验室加工与制备问题得以...     

电磁屏蔽材料研究进展

依据电磁屏蔽原理,材料的电导率、磁导率及厚度是决定其屏蔽性能的决定性因素.铁磁材料和金属良导体材料、镀金属表面敷层型薄膜屏蔽材料、以各导电纤维为填充材料的填充复合型屏蔽材料以及银系、镍系和碳系导电涂料类屏蔽材料等是目前电磁屏蔽材料领域研究的主要内容和方向.综述了它们的研究现状、性能、应用、存在的优缺点等,并探讨了屏蔽材料未来的发展趋势.     

碳系填充型电磁屏蔽材料的研究进展

填充型电磁屏蔽材料在电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景,而碳填料具有来源广、质量轻、成本低、导电性良好等优点,以其作为导电填料的填充型电磁屏蔽材料因具有较好的综合性能而受到越来越多的关注.对近年来国内外碳系填充型电磁屏蔽材料的发展情况进行了综合评述,着重介绍了碳系填充型电磁屏蔽材料的导电机理、填充方法、分类、掺杂及影响其屏蔽性能的主要因素.     

碳系电磁屏蔽高分子复合材料研究进展

碳系电磁屏蔽复合材料是屏蔽材料的重要分支。本文阐述了电磁屏蔽材料的屏蔽原理，主要介绍了碳系复合型电磁屏蔽材料的分类和研究进展，并分析了其未来的改善措施及发展重点。     

电磁缺陷修复材料研究进展

研究了电磁缺陷修复材料在飞行器边缘、缝隙等表面电磁缺陷散射控制中的应用,阐述了其原理和发展状况。给出了表面电磁缺陷的基本定义,分析了其散射特点,并提出电磁缺陷修复原理及基本方法。电磁缺陷修复材料主要包括用于表面波抑制的磁性材料、用于窄缝隙保证电连续的导电材料和用于边缘散射控制的渐变阻抗材料等三类,重点介绍了用于边缘散射控制的渐变阻抗材料。该渐变阻抗材料基于图形渐变频率选择表面的概念,加载于边缘考虑平行极化和垂直极化两种情况,并与边缘锯齿化和未加载情况进行比较。从研究情况来看,经过恰当的材料选取和合理的阻抗梯度设计,渐变阻抗材料可以有效控制边缘散射,并能取得宽带效果。最后展望了渐变阻抗材料在电磁散射及电磁辐射领域的应用前景。