隐身材料的研究进展及存在问题
先进隐身材料技术的研究与应用
先进隐身材料技术的研究与应用一、概述先进隐身材料技术是一种以减少雷达反射以实现隐身为目的的材料技术。
这个技术的发展是为了适应现代飞行器的需求，在飞行中减少飞机的雷达反射，从而提高其隐身性能。
本文将从材料的基本特征、发展历程、研究现状和未来应用前景四个方面分析先进隐身材料技术。
二、材料基本特征隐身材料的主要特征是减少雷达反射，使飞行器可以躲避雷达侦测。
减少雷达反射的主要方法是利用多层介质、辐射损耗和电磁遮蔽等。
1.多层介质多层介质隐身材料是一种以金属、绝缘体等多种材料构成的复合材料，其反射特性随着每层材料的选择、厚度变化而改变。
随着各层材料的精细设计，可以达到较好的隐身效果。
2.辐射损耗辐射损耗隐身材料利用材料吸收雷达波的能量来减少反射，使飞行器具有良好的隐身性能。
例如，平面材料可通过选择合适的材料和结构设计进行隐身。
3.电磁遮蔽电磁遮蔽隐身材料通过阻止雷达波到达飞行器表面，从而减少反射信号。
这种材料的主要材质是抗电磁干扰材料和抗雷电材料。
利用抗电磁干扰材料可以在飞行器表面制造强磁场，从而抵消雷达波到达的能量；而抗雷电材料则在飞行器表面产生电荷，并通过抵消雷达波到达的能量来减少反射信号。
三、发展历程1.初期发展20世纪50年代初，美国空军的隐身研究首先出现，当时隐身技术的主要目的是减少地面雷达的探测。
研究人员试图开发出一种新的材料，可以吸收或耗散掉雷达信号，为飞机提供隐身的保护。
2.进一步发展60年代初，随着雷达技术的发展和周边环境的变化，隐身材料的研究得到了进一步开展。
隐身材料开始向多层介质、电磁遮蔽和辐射损耗方向发展。
研究人员开始探索新的方法来设计和制造更好的隐身材料，以适应日益复杂的现代飞行器需求。
3.现代发展近年来，随着电子科技的迅速发展和高科技产业的崛起，隐身材料技术也得到了迅速发展。
新材料不断涌现，旧材料也在不断改进，从而为隐身材料技术提供了更多的选择。
四、研究现状目前，隐身材料的研究主要集中在多层介质、电磁遮蔽和辐射损耗三个方向。
新型隐身材料研究进展与应用前景
新型隐身材料研究进展与应用前景隐身技术一直是人们梦寐以求的发明，自20世纪中叶以来，科学家们一直在研究隐身材料。
随着技术的发展和科学家们的不断探索，隐身技术的研发进程也日益加快。
此时此刻，在新型隐身材料的研究方面已经取得了许多重要的进展，应用前景也变得越来越广阔。
一、隐身技术需要新型材料隐形技术首先需要的是新型材料。
新型材料可以通过多种不同的方式制备，例如：聚合物、纳米材料和‘超材料’。
在制备材料的过程中，科学家们会使用先进的技术（例如3D 打印），这样可以制备出更复杂的结构，以满足人们对隐形技术的不断增长的需求。
二、新型材料的研究进展新型材料的研究一直是隐身技术发展的关键，这种追求在世界各地的实验室里展开，一些实验室正在进行有趣的研究。
在东京大学，科学家们正在使用一种名为金属金刚石的材料制备新型材料，具有良好的光学特性，可以用于隐身技术的制备。
实验室使用可锂离子刻蚀技术在金刚石上制备出具有微米级孔隙结构的复杂形状，这使得材料表面具有多种反射特性。
当这些表面捕获到光时，它们会根据方法不同的方向进行反射，使得表面看起来比实际表面亮或暗。
该研究说明了如何制备微型钻孔以在大范围内控制光的传播，有望在可见和红外波段上实现隐身效果。
同时，在美国芝加哥的一家实验室里，科学家们则开发出一种新型纳米材料，利用其制作的超透射屏蔽器可在特定频率范围内捕获和过滤特定波长的光，成因是人造材料具有超越自然材料的特性，如超常反射、透射和吸收效应，该研究成果有望应用于太阳能汇聚和集成光电器件等方面。
三、隐身技术的应用前景新型隐身材料有着广阔的应用前景。
一个应用显然就是军事领域，隐身技术可以帮助战斗机、甚至是坦克、舰船和潜艇等，使其在作战地区不被敌人发现。
智能设备和结构应用也在不断提高，新的智能合金、纤维和橡胶等材料将使隐身技术更加优异。
除此之外，新型隐身材料还可以被用于汽车领域，以改善汽车的燃料效率。
新的隐身材料可以光滑车外表面，减少气动风阻，从而提高汽车的燃油效率。
关于隐身技术的研究报告
关于隐身技术的研究报告目录资料收集阶段： (3)隐身的定义： (3)隐身技术包括： (3)各国隐身技术发展的现状简述： (3)主要隐身技术的现状： (3)关于我国隐身技术的研究： (6)隐身技术和武器系统本身存在问题，为反隐身提供了契机 (7)1. 隐身平台本身存在的问题 (7)2. 隐身技术和武器系统作战方面的局限性 (7)个人观点： (8)1．以系统的观点发展隐身与反隐身技术和武器系统 (8)2．以隐身理论指导隐身技术的发展 (9)3．发展隐身技术必须发展关键支撑技术 (9)4．建立雷达截面试验靶场 (10)5．利用隐身模型进行实验 (10)6．建立数据库 (10)参考网站： (11)资料收集阶段：隐身的定义：隐形技术（stealthtechnology）俗称隐身技术，准确的术语应该是“低可探测技术”（lowlbservabletechnology）。
即通过研究利用各种不同的技术手段来改变己方目标的可探测性信息特征，最大程度地降低对方探测系统发现的概率，使己方目标，己方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。
（来自百度）隐身技术包括：隐形技术包括：雷达隐形、红外隐形、磁隐形、声隐形和可见光隐形等。
主要的技术手段：采用独特的外形设计和吸波、透波材料，以降低飞机对雷达波的反射；降低飞机发动机喷气的温度或采取隔热、散热措施，减弱红外辐射。
各国隐身技术发展的现状简述：当前，美、俄、英、法等国都大力研究隐身技术，隐身技术的研究范围不断扩展，一些新隐身机理的研究取得突破，一批新型隐身材料研制成功并投入使用。
隐身兵器和作战平台将会有较大发展，并逐步实现全天候、全天时、多功能的隐身，“隐身战场”正在形成中。
在传统的隐身外形、隐身材料、隐身结构等技术研究基础之上，各国都在探索新的隐身机理，如仿生学隐身技术、等离子体隐身技术、微波传播指示技术和有源隐身技术等。
隐身材料的开发和运用是隐身技术发展的关键，是隐身兵器实现隐身的基石。
超材料隐身天线罩研究
超材料隐身天线罩研究引言超材料隐身天线罩是一种具有特殊电磁性能的材料，能够减少或消除天线或其他电子设备的信号特征，使其在特定频率范围内几乎无法被探测到。
这种材料在军事、无线通信和雷达等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍超材料隐身天线罩的研究现状、应用前景以及未来面临的挑战。
随着无线通信技术的飞速发展，各种电子设备的应用越来越广泛，其中包括军用雷达、无线电通信基站、卫星通信系统等。
这些设备在发挥重要作用的同时，也面临着严重的安全和保密问题。
为了降低设备被探测和干扰的风险，研究者们不断探索能够隐藏设备信号特征的隐身技术。
超材料隐身天线罩作为一种新兴的隐身技术，具有很高的研究价值和实用性。
研究方法超材料隐身天线罩的研究方法主要包括理论建模、数值仿真和实验验证。
首先，根据所需隐藏的电子设备的特点和工作环境，建立相应的理论模型，预测超材料隐身天线罩的电磁性能。
其次，通过数值仿真软件，对理论模型进行仿真计算，优化设计参数。
利用实验平台对设计的超材料隐身天线罩进行测试和验证，确保其实际性能符合预期。
研究结果通过对超材料隐身天线罩的研究，我们取得了一系列重要成果。
首先，我们成功设计并制备出在特定频率范围内具有高透射率和高吸收率的超材料隐身天线罩。
其次，我们通过实验验证了超材料隐身天线罩对不同类型电子设备的隐身效果，发现其能够显著降低设备的信号特征，提高其安全性和保密性。
此外，我们还探索了超材料隐身天线罩在复杂环境和多频段下的工作性能，发现其具有较好的稳定性和适应性。
应用前景超材料隐身天线罩具有广泛的应用前景。
首先，在军事领域，超材料隐身天线罩可以帮助军用雷达、通信基站等电子设备实现隐蔽接敌、突然打击的目的。
其次，在无线通信领域，超材料隐身天线罩可以保护无线电通信基站、卫星通信系统等免受探测和干扰，提高通信质量和安全性。
此外，超材料隐身天线罩还可以应用于电磁屏蔽、电磁兼容等领域，解决电子设备之间的电磁干扰问题，提高整个系统的性能和稳定性。
我国隐形材料发展现状
我国隐形材料发展现状
目前，我国隐形材料的发展取得了显著成就。
隐形材料是一种可以使物体在光线照射下几乎变得无法察觉的材料，被广泛应用于军事、航空航天、安全等领域。
在军事方面，我国研发的隐形材料广泛用于战斗机、导弹、舰艇等武器装备上，有效提升了战斗平台的隐身性能。
我国研制的超薄涂层和多层膜材料，具有良好的隐形特性，能够有效减少雷达反射、红外辐射和可见光反射，使战斗平台在战场上难以被敌方探测到。
航空航天领域也是隐形材料的重要应用领域。
我国研发的隐形涂层和材料被广泛用于飞机、导弹等航空航天器的表面，使其在空中飞行时减少雷达和红外信号的反射，从而提高了飞机的隐身性能，增加了对敌方的突然袭击的难度。
此外，我国对隐形纤维材料、隐形服装等领域也进行了深入研究和开发。
隐形纤维材料可以在光线照射下具有透明的特性，使人体能够在大部分光线条件下难以被察觉。
这种材料在特种部队的作战服装和情报人员的隐蔽装备中有重要应用。
此外，我国还研发了一种特殊的隐形脸谱系统，可以使人的面部在红外和可见光谱下呈现出隐形效果，保护特种作战人员的身份安全。
当前，我国隐形材料发展正处于快速发展的阶段。
随着科技水平的不断提升和人们对隐身性能要求的增加，我国在隐形材料研发方面将继续加大投入，推动隐形材料领域的创新发展。
自适应隐身材料的研究现状及发展趋势
应隐 身材料 可分为 可见 光、红 外和雷 达隐身 材料3大类 [ 5’引 。根 据材 料的 工作 原理 不同 ，每 大类 材料又 包含 多种 功能 材料 ，如 表 1所示。
Ta bl e 1
表1 自适应隐身材料的分类 Ass or t i ng of s el f - adapt i v e ca mouf l age mat er i a l s
AgCl 寺k．Ag·+c1． EJ
在光照条件下， AgCl 分解成有色的Ag( 原子) 和 CI ( 原子) 被吸 附在玻璃内；在暗处，两种原子又重新化合成无色的AgCl 。此 外，还有如CAW0 4 t Bi 无机光色材料等。相对而言，适合隐身 应用 的无 机光 色材料 种类 不多 。
( 2) 有机物 有机物的许多功能团对可见光都十分敏感，在光辐射的条 件 下会 发生 一系 列化 学变 化， 在没 有光 辐射 的条 件下 ，又 发生 逆 向反应。这些物质往往都是含有大Ⅱ共轭体系的化合物，在可 见 光区 具有 比较 强的 吸收 ．色 彩丰 富。 这样 ，当 这些 化合 物在 有 光 辐射 和没 有光 辐射 条件 下就 显示 不同 颜色 ，例 如， 对一 二甲 胺 基偶氮 苯类的顺反 异构化反应 [7| ：
一一一 一变致变则控变发娜甜醐 材粹材率那黜
黼 鬈 瞄 蓑 2．2．1光致变色材料
光致变色材料是指能产生一定光色现象的材料，当其受到 光辐射时会呈现一定的颜色，光辐射停止时会恢复到原来的颜 色。光致变色材料包括无机物和有机物材料，工作原理各不相 同。
( 1) 无机物 无机物的典型例子是光色玻璃，其原理是玻璃中掺杂的卤 化物 所产生 的可逆 光分解 ：
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智能隐身材料的研究现状
智能隐身材料的研究现状+杨长胜，程海峰，李效东，唐耿平(国防科技大学新型陶瓷纤维及复合材料国防科技重点实验室，湖南长沙410073)摘要：智能隐身材料由于具有传感、控制、执行的能力，获得了比常规隐身材料更优越的功能，本文概述了智能隐身材料的研究现状，并对智能隐身材料的主要研究方向为智能蒙皮、可见光及红外智能隐身、智能声隐身和雷达波智能隐身分别作了简要介绍。
关键词：智能蒙皮；可见光及红外智能隐身；雷达波的功能材料。
这种材料能感知和分析不同方位到达的电磁波特性或光波特性，并作出最佳响应，以达到隐身的目的。
智能隐身材料是智能材料与隐身材料的有机结合，这种结合大大提高了隐身材料的功能，使其具有了智能材料的感知、回馈、控制、执行能力，将极大地推动隐身材料的发展。
中图分类害能黧5．5 文献标识码：A3 智能隐身材料中图分类号： TJ765．5 。
⋯⋯⋯⋯～文章编号：1001—973l(2005)05一0643一051 引言人类生活水平的提高，社会生产的进步，科技日新月异的发展对材料的开发提出了更高的要求。
智能材料由于具有探测、处理、执行的能力，获得了常规材料不具备的功能，能够达成特定的目的。
目前材料的智能化已代表了材料科学发展的最新方向Llj，智能材料的问世标志和宣告了第5代新材料的诞生，也预示着在即将到来的2l世纪将发生一次划时代的深刻的材料革命。
在武器装备隐身化和新军事变革的大背景下，智能隐身材料也因此得到了各国的高度重视。
2智能与智能隐身材料概述智能材料是一种能从自身的表层或内部获取关于环境条件及其变化的信息，随后进行判断、处理和作出反应，以改变自身的结构与功能，并使之很好地与外界相协调的具有自适应性的材料系统。
或者说，智能材料是指在材料系统或结构中，可将传感、控制和驱动3 种职能集于一身，通过自身对信息的感知、采集、转换、传输和处理发出指令，并执行和完成相应的动作，从而赋予材料系统或结构健康自诊断、工况自检测、过程自监控、偏差自校正、损伤自修复与环境自适应等智能功能和生物特征，以达到增强结构安全、减轻构件重量、降低能量消耗和提高整体性能之目的的一种材料系统与结构‘2’引。
隐形材料的研究进展-材料化学
本科课程论文题目隐形材料的研究进展院（系）化学学院专业化学教育课程材料化学学生姓名XXX XX学号XXXXXXXX指导教师XXXXX二○一三年六月隐形材料的研究进展Status and Development of Study on New Stealthy MaterialsXXX(华中师范大学，武汉430079)摘要：随着科技的进步，隐身材料层出不穷。
本文首先简单的介绍了隐身材料的基本概念和分类，回顾了从二次世界大战至今几十年间，隐身材料的发展历程。
然后综述了新型隐身材料在研究方面所取得的进展，从隐身材料在军事、隐身衣、隐身毯三个方面入手，重点介绍了近年来在隐身材料领域的最新科技前沿。
最后指出了隐身技术未来的发展方向。
关键词：隐身材料隐身衣隐身涂层Abstract：With the advancement of technology, stealth materials are abounding. Firstly, the technical article does a brief introduction to the basic concept of the stealth materials and its classification and reviews its development process since World War II. Then this article summarizes the progress of new stealth materials, from military, cloak, stealth blanket, these three aspects. It also focuses on introducing the latest technology in stealth material frontier in recent years. Finally the article points out the future direction of the stealth technology.Key words: Stealth materials Cloak Stealth coating1 前言科学技术不断发展，各种隐身材料从实验室走上应用舞台，逐渐深入到人类社会的各个领域。
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隐身斗篷的研究进展及存在问题 摘要：隐身斗篷，由硅纳米材料制造而成，利用该特殊材料折射或吸收大部分光线，从而达到隐形的目的。
本文主要总结归纳现如今应用于隐身斗篷的各种主要材料，详细论述了基于超材料特殊电磁特性的隐身技术，简单介绍部分材料应用原理。
关键词：影身斗篷，超材料，限元分析软件，均匀介质1. 隐身斗篷的应用前景 隐形斗篷我其实是在电影Harry Potter 中第一次知道，它常被哈利拿来干一些从霍格华兹魔法学校里偷跑出来如此的事情。
现实中科学家们也一直在研究它。
在不远的将来，隐身斗篷将会真的存在于现实世界中了。
而且隐身斗篷的应用前景非常广。
隐身技术在外科手术，军事航空等多个领域中获得广泛的应用。
例如， “地震斗篷”——能够让冲击波、暴风浪或者海啸在所遮蔽的物体面前变成“瞎子”，进而达到保护建筑物的目的。
同时为提高战场生存能力, 隐身技术越来越多地应用于军用装备上。
随着军用探测技术的不断进步, 对军用装备隐身性能的要求不断提高, 传统的隐身技术已经不能满足要求。
2. 隐身材料及其隐身原理2.1 超材料众所周知,介电常数和磁导率是用于描述物质电磁特性的基本物理量,决定着电磁波在物质中的传播特性。
迄今为止,自然界中天然物质的介电常数和磁导率均大于或等于1。
2000年,Smith 等人利用金属铜的开环共振器和导线组成2 维周期性结构,首次在实验室制造出微波频段具有负介电常数和负磁导率的介质材料,引起科学界的轰动。
随后,双负材料、单负材料、手性材料、理想磁导体和理想电导体等材料成为科学研究的热点，并将这些材料统称为超材料(metamaterials)。
由于超材料具有一系列特殊的电磁特性,因而具有广阔的应用前景。
2.1.1超材料椭圆柱电磁斗篷文献[1]利用有限元分析软件Comsol Multiphysics 分析了超材料介电常数偏差、磁导率偏差和损耗对电磁斗篷场分布的影响,并讨论了在电磁斗篷内放置不同电磁特性的物体后斗篷外电场分布的变化。
图1 为TE 波辐射下超材料椭圆柱电磁斗篷的计算模型。
超材料椭圆柱是沿z 轴放置的无限长空心柱,其横截面为xOy 平面,椭圆中心为坐标原点,内外径短轴分别为a 和b ,长轴分别为ka 和kb ,其中, k 为长轴与短轴之比,仿真时取k = 6 , a=0. 1 m ,b = 0. 2 m 。
在图1 所示的左边完全匹配 层( PML) 的内表面施加沿z 轴方向电流,激励起沿x 轴方向(水平) 传播的频率为2 GHz 的TE 波。
计算区域四周是PML 吸收层,斗篷内外均为空气。
通过文献[1]计算可知，超材料介电常数和磁导率空间分布如图2所示。
图2 (a) 为介电常数分量在xOy 平面上的空间分布,由图可以看出,在x = 0 或y = 0 的平面上xx 最小,同时在两图1 TE 波辐射下超材料椭圆柱电磁斗篷的计平面之间xx ε存在4 个极大值点,且由内到外xx ε的分布由大到小变化;图2 (b) 为介电常数分量xy ε在xOy 平面上的空间分布,由图可以看出,在xOy 平面上的第一、三象限内xy ε最大,二、四象限内xy ε 最小且为负值,同时由内到外xy ε的绝对值分布由大到小变化;图2 (c) 为介电常数分量在xOy 平面上的空间分布,由图可以看出,在x = 0 的平面yy ε 存在最大值, y = 0 的平面上yy ε 存在最小值,并且由内到外yy ε 的分布由大到小变化;图2 (d) 为磁导率z μ在xOy 平面上的空间分布,由图可以看出,z μ由内到外逐步增大,并且在)()(1222b r a r ky x ≤≤=+的曲线上z μ 相等。
利用有限元分析并可计算得到如图3所示电场E z 沿传播方向x 的分布。
由图3 可以看出,电磁波从左向右传播遇到超材料电磁斗篷时,电磁波的等相位面发生了弯曲,越靠近椭圆中心弯曲越大(即光线发生了弯曲) ,电磁波不能进入电磁斗篷内。
2.1.2超材料正方形电磁斗篷文献[2]利用有限元分析软件Comsol Multip hysics 分析了超材料介电常数偏差、磁导率偏差和损耗对电磁斗篷场分布的影响,并讨论了在电磁斗篷内放置不同电磁特性的物体时斗篷外电场分布的变化。
图4 为TE 波辐射下超材料正方形电磁斗篷的计算模型。
超材料正方形柱是沿z 轴放置的无限长空心柱,其横截面为位于x oy 平面的正方形环,其中心为坐标原点, 内外边长分别为0106 m 和0112 m ,斗篷内外均为空气。
在图4 所示的左边完全匹配层(PML) 的内表面施加沿z 轴方向电流,激励起沿x 轴方向(水图3计算区域内电场分布 图4TE波辐射下正方形超材图2 超材料的介电常数和磁导率的空间分布平) 传播的频率为2 GHz 的TE 波。
计算区域四周是PML 吸收层。
通过文献[2]计算可知，(内边长为0106 m ,外边长为0112 m) 超材料的介电常数和磁导率的空间分布。
图5 (a) 为磁导率分量xx μ在x oy 平面上的空间分布,由图可以看出,xx μ 的空间分布关于x = 0 和y = 0 的平面对称;图5 (b) 为磁导率分量yy μ在x oy 平面上的空间分布,由图可以看出,yy μ 的空间分布也是关于x = 0和y = 0 的平面对称;图5 (c) 为介电常数分量z ε在x oy 平面上的空间分布,由图可以看出,z ε具有轴对称和中心对称性,且z ε 的分布由内到外逐步变大。
采用图4 所示模型,可计算得到图6 所示电场E z 沿传播方向x 的分布。
由图6可以看出,电磁波从左向右传播遇到超材料电磁斗篷时,电磁波的等相位面发生了弯曲(即光线发生了弯曲) ,电磁波不能进入电磁斗篷内。
2.2 均匀介质隐身斗篷2006年英国伦敦大学帝国学院的约翰•彭德里(J.B.Pendry)和美国杜克大学的戴维•舒里希(D.Schuring)、戴维•史密斯(D.R.Smith)等人[3]提出了一种基于坐标变换实现隐身的新思想。
借助于坐标变换原理及爱因斯坦的相对论，通过特殊的传播媒介可以任意控制电磁波的传播方向，这样可以实现波在传播时绕过某一固定区域，从而实现隐身。
利用这种隐身机制设计出的电磁隐身斗篷实现了真正意义上的隐身，理论上不存在任何散射且与入射波的频率无关，同时可以使任意物体实现隐身，理想隐身斗篷的介质材料必须是非均匀各向异性，且介电常数和磁导率都是随着位置的变化而变化，在自然界中不存在这样的介质，这就给隐身斗篷的实现带来很大的难度。
基于等效介质理论，我们可以运用均匀同性介质来近似等效非均匀各向异性介质，可以用均匀同性介质来实现隐身斗篷。
均匀介质的等效方法可以将两种介质的厚度之比η固定，即介质材料层的厚度是固定的，通过介质材料的介电常数变化来实现。
令η=1，假定隐身斗篷的内半径λ=a ，外半径λ2=b ，此 421=+εε图6 计算区域内电场分布图4 TE 波辐射下正方形超材料斗篷计算模型图5 超材料磁导率和介电常数的空间分布221)(4ra r -=εε…………………………………（1） 由于介电常数在r 方向是连续非线性变化，先将圆柱斗篷分成10层离散层，用离散的参数值来逼近理想的呈非线性变化的介电常数值，如图5所示。
每层之间的介电常数就是一个固定值，然后针对每一个离散层，运用等效介质理论用均匀各向同性的介质来等效非均匀各向异性介质，通过式(1)，计算得到每层的介电常数值。
对于每一层再用2N 层均匀同性介质来等效。
2.3 人工电磁材料近年来, 变换光学理论( TransformationOptics) 和人工电磁材料设计的进展为完全隐身的实现提供了一种设计思路———电磁隐身斗篷(invisibility elect romagnetic cloaks) [4]。
其基本思路是基于Maxwell 方程组在不同空间下的形式不变性,将虚拟空间中的一个实心区域压缩变换到物理空间(现实空间) 中的一个空心区域,该空心区域具有特定的各向异性非均匀介电常数和磁导率,就是要设计的隐身斗篷。
人工电磁材料的介电常数和磁导率可以通过对其单元结构的设计来灵活控制,因此自然成为隐身斗篷的最佳实现手段。
它具有如下两个特点:(1) 电磁波一旦进入壳中,就会围绕着壳中的空心区域前进,而不会进入该区域。
因此电磁波不会与隐藏在壳内的物体发生任何相互作用。
(2) 当电磁波从壳中穿出时,总回到它原来的路径并沿着该路径前进。
因此,斗篷对壳外的电磁波不会产生任何扰动,既不反射散射电磁波,也不吸收电磁波,也不产生阴影效应。
由以上两个特点可知,无论斗篷里隐藏着什么物体,理论上斗篷对外部入射电磁波的散射截面在各方向上都为零,从而实现真正意义上的完全隐身。
2.4 频率选择表面频率选择表面[5]( FrequencySelective Surfaces, FSS)是在导电金属表面上周期性地刻蚀缝隙或粘贴金属贴片单元, 形成“电振子结构”, 其电性能因表面的周期性而受到调制。
当入射电磁波频率在单元的谐振频率上时, FSS 呈现出全反射(贴片型)或全透射(孔径型) , 其它频率的电磁波可透过FSS(贴片型)或被全反射(孔径型) , 因此,FSS 对入射电磁波呈现出滤波器的功能。
FSS 已被广泛应用于微波天线和雷达罩的设计中, 是目前研究中的热点问题, 尤其是FSS 雷达罩的研究工作[ 1 ] 。
为实现雷达天线的隐身, 可在雷达罩的设计中加载FSS, 也可以在现有雷达罩上加载FSS 。
此时的FSS 对雷达的工作频段提供带通的传输特性, 而带外频率几乎被完全反射掉。
将FSS 与雷达罩结合在一起可以有效地缩减自身的RCS,从而起到对雷达波隐身的作用,同时也因为屏蔽掉了工作频段以外的有害电磁波而提高了抗干扰能力。
不仅如此, 频率选择表面还可与雷达吸波材料配合使用, 以改善吸波材料的吸波性能。
图5 10层离散介质逼近理想介质参数分布2.5 光子晶体光子晶体[5]是一种人工晶体,它是由介电材料的周期排列而构成的,如图1所示。
在光子晶体中, 介电常数在空间周期性地变化, 当其变化幅度较大且变化周期与光的波长可相比拟时, 介质的布喇格散射将会产生带隙, 即光子带隙( PBG)光子晶体的最基本特征是具有光子带隙, 带隙中没有任何光子态存在, 频率落在光子带隙中的电磁波的自发辐射会被完全抑制。
由于光子带隙的存在, 使得电磁波在带隙中不能传播, 而在带隙外有着较高的透过率。
如果在光子晶体引入某种缺陷, 其原有的周期性或对称性就会受到破坏, 其光子带隙中就有可能出现频率极窄的缺陷态。
正是这些独特的性质使得光子晶体在可见光、红外和雷达隐身领域具备了应用的潜力。
自从光子晶体的概念形成以后, 人们就不断探索利用光子晶体实现抑制、调制或增强光辐射等。