摘要本文中我们将探讨如何利用特定等效参数的无损超媒质材料来设计一种能够覆盖散射体的斗篷，使整个系统散射横截面大幅减少，从而达到令旁观者几乎观测不到的效果，即能够在光波与被隐身物体相互作用的同时使散射体隐身。虽然一般来讲增加物体实际尺寸会使总散射截面增加，但我们的设计可让光线穿过物体并且不对电磁场产生扰动并实现隐身。这一现象所导致的低观测性将在无干扰探测等诸多方面有很重要的潜在应用。通过散射消除方法结合结构单元设计，我们研究了这一隐身斗篷设计的基本理论与物理基础，并进行了数值模拟，观察到了这种隐身现象。87452

毕业论文关键词  超媒质材料  散射截面  隐身

毕 业 论 文 外 文 摘 要

Title  Structural element design and optical characteristics analysis of the cloak of invisibility

Abstract In this paper, We used one of the common scheme for designing invisibility cloak and reducing the total scattering cross section of spherical and cylindrical objects drastically, with metamaterial covers。 The resulting device can interact with optic wave without disturbing the wavefront。 Increasing the physical size of an object will lead to an increase of scattering cross section, our device can let the optic wave transmit through the cloaked object, and keep the wavefront unchanged, making these objects nearly "invisible" or "transparent" to an outside observer。 This effect will have potential applications in the fields of low-observability and non-invasive probing。 In this paper, we start from the theory of effective parameter and scattering theory, designed the invisibility cloak, carried out numerical simulations and achieved the invisibility effect。

Keywords  metamaterial  scattering cross section  invisibility

目   次

引言 1

1。1  课题背景及研究目的 1源-于Y优+尔-论.文:网www.youerw.com 原文+QQ7520^18766

1。2  散射消除的方法概括 1

2  隐身斗篷的结构单元设计 3

2。1  从超媒质材料的反射和透射系数测定有效介电常数和磁导率 3

2。2  折射率与阻抗的数值计算 4

2。3  比较三种结构单元的介电常数与磁导率 5

2。4  负折射理论的提出 8

2。5  超媒质材料的手性特点 9

3隐身斗篷结构理论及光学特性分析 10

3。1  散射截面减少的条件 10

3。2  小型电介质球体的散射特性 11

3。3  球与壳构成的隐身斗篷系统的散射特性 13

3。4  较大球体散射消除的实现方式 13

3。5  圆柱体的隐身实现条件 13

4数值结果与讨论 15

4。1  单层隐身斗篷半径对散射的影响 15

4。2  准静态近似消除电偶极矩 16

4。3  非共振的隐身现象 17

4。4  较大粒子实现隐身的介电常数条件 18

4。5  消除磁偶极子进一步减少散射