摘 要
随着人工电磁材料的逐渐发展，人们基于转换光学理论对新型电磁器件进行了各种各样的设计，其中最著名的是隐身器件，通过对电磁波的操控，使置于隐身器件内的物体无法被外界探测到。
基于转换光学理论，并在现有大量研究工作的基础上，本文对基于均匀参数的补偿媒质隐身罩进行了研究。首先，提出了三角形形状的对称补偿媒质隐身罩。详细介绍了空间变换过程，推导了器件参数，并采用仿真软件进行验证，仿真结果表明入射波穿过隐藏目标和隐身罩后，没有引起任何散射，波前也没有发生任何变化，证明了对称三角形补偿媒质隐身罩能够实现隐身功能。其次，在上述工作基础上，提出了三角形不对称补偿媒质隐身罩，仿真结果表明三角形不对称补偿媒质隐身罩具有完美的隐身性能。最后，还对四边形以及多边形补偿媒质隐身罩进行了结构设计、参数推导和仿真验证。
本文的研究工作扩展了光学变换在补偿媒质隐身罩上的应用，并为补偿媒质隐身罩的设计提供了理论指导。
关键词 转换光学；隐身器件；人工电磁材料
Based on transformation optics compensation medium electromagnetic stealth cover research
Abstract
Along with the vigorous development of the artificial electromagnetic material, people committed to design novel electromagnetic device, various function transformation optics provides effective theoretical guidance for this reason, one of the most famous is cloaking device, through the manipulation of the electromagnetic wave, make the objects placed in a cloaking device cannot be detected.
Based on transformation optics theory, and on the basis of the existing a lot of research work, in this paper, based on the uniform parameter compensation cover medium stealth device is studied.First, put forward the triangular shape of symmetrical compensation cover medium stealth device.Space transformation process, was introduced in detail the device parameter is deduced, and is verified with simulation software, simulation the symmetrical triangle shape compensation medium cloaking device, the simulation results show that the incident wave is smooth after hidden targets and cloaking device, did not cause any scattering, wave front also does not have any change, proved that the triangle is symmetrical compensation medium cloaking device perfect stealth performance.Secondly, on the basis of the above work, put forward the triangular asymmetric compensation medium cloaking device, the simulation results show that asymmetric triangle compensation medium cloaking device perfect stealth performance.Finally, medium compensation for the quadrilateral cloaking device structure design parameters is derived and simulation verification.
Research work of this article expands the applications of optical transformation in cloaking device compensating medium, and to compensate the medium cloaking device design provides a theoretical guidance.
Keywords Transformation optics, Cloaking device, Artificial electromagnetic material
2006年，J.B.Pendry提出了坐标变换理论，也称为转换光学理论，该理论的提出，使很多器件的猜想假设得以实现，例如隐身器件等[1]。为了制作出新器件，需要研究新材料。
探索新材料和新设备已经成为人类奋斗的目标和进步的手段，这将导致相关行业和技术的快速发展,甚至产生新的产业和技术。回顾人类社会进步的历史，每一个科学领域的重大进步都源于发现和生产的新材料和新设备。20世纪，半导体材料的研究导致了电子行业的激烈革命，我们进入了以计算机和信息高速公路作为标志的信息时代，进入21世纪，超材料作为一种新型的人造材料吸引了世界的科学研究工作者的注意[2]。
所谓的超材料是指与非传统的人工复合结构或复合材料等效物理参数的材料,不仅表现出天然材料难以实现的非凡物理特性,还可以根据他们的需求人为的进行调整。根据应用领域可分为电磁超材料,声学超材料热力学超材料,弹性超材料和物质波超材料。超材料有一些反物理属性, 比如说：具有负的有效体积和有效质量以及负的折射率等[3]。电磁波传导到这种材料上时,它将产生不利的生理效应。然而,我们知道,在自然界中,可以找到具有负介电常数的对象,但是很难找到一个负磁导率的物体。即使磁导率是负的，也很难找到一种材料具有负介电常数和负磁导率在同一频带。所以如何人工生产这样的“超材料”来解决电磁场的自由控制成为了重点问题。超材料的出现为新功能材料和设备的发展提供了一个新的机会,及其潜在的使用价值和广阔的应用前景在未来生活的各个方面产生深远和重大影响。
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