隱身的希望-“超材料”

近年來超材料在微波段及太赫茲頻段的各種應(yīng)用，如完美透鏡、完美吸收、介質(zhì)天線、極化控制、隱身斗篷等方面?zhèn)涫荜P(guān)注。其中，超材料吸波特性研究是研究熱點(diǎn)之一。超材料可以克服傳統(tǒng)吸波材料低頻段工作瓶頸，還可以通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)體積小、厚度薄、質(zhì)量輕的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在隱身技術(shù)領(lǐng)域具有極大的潛在應(yīng)用價(jià)值。下圖為一種完美超材料吸波體超材料在隱身技術(shù)的應(yīng)用ON12.21目前，國(guó)內(nèi)外已有很多關(guān)于超材料隱身技術(shù)的研究工作。以下將概述性地介紹幾種主流的超材料隱身技術(shù)的研究現(xiàn)狀，包括變換光學(xué)隱身技術(shù)、等離激元隱身技術(shù)、覆罩式隱身技術(shù)等。1基于變換光學(xué)的超材料隱身技術(shù)由于電磁波不能夠進(jìn)入這個(gè)物理空間，因此這個(gè)物理空間內(nèi)放置的任意目標(biāo)物體都將處于電磁屏蔽的狀態(tài)，外部電磁探測(cè)器無法對(duì)該區(qū)域內(nèi)的物體進(jìn)行識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)完美隱身。

超材料對(duì)本構(gòu)參數(shù)的強(qiáng)大調(diào)控能力，為這種變換光學(xué)隱身衣實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)提供了可能性。

2等離激元隱身衣構(gòu)建這類隱身衣采用的是均勻且各向同性的材料，這與變換光學(xué)隱身衣對(duì)材料性能和加工工藝的嚴(yán)苛要求形成了鮮明對(duì)比。因此，這類隱身衣的物理實(shí)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證難度大幅度降低。在實(shí)驗(yàn)上，這類隱身衣可以通過設(shè)計(jì)等離激元超構(gòu)材料或超薄共形超構(gòu)表面進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。3覆罩式隱身衣覆罩式隱身衣（MantleCloak）也是通過抵消目標(biāo)散射場(chǎng)的主要散射項(xiàng)來抑制總散射場(chǎng)。不同之處在于，覆罩式隱身衣采用的不是能夠感應(yīng)出反相偶極矩的等離子體球體外殼，而是一層超薄的阻抗表面。通過合理設(shè)計(jì)這層阻抗表面的平均表面阻抗，該阻抗表面被激勵(lì)起的表面感應(yīng)電流能夠產(chǎn)生與目標(biāo)相反的散射場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)散射相消。結(jié)語

近些年來已有大量關(guān)于超材料吸波體的研究，通過設(shè)計(jì)成不同的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了低頻化、寬頻帶、強(qiáng)吸收、大角度、極化不敏感、智能可調(diào)等優(yōu)異的性能，使吸波材料設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了巨大的飛躍。其所具有的優(yōu)良的吸波特性和巨大的應(yīng)用價(jià)值使其在雷達(dá)天線、隱身、電子對(duì)抗等許多裝備技術(shù)領(lǐng)域均擁有巨大的發(fā)展空間和應(yīng)用潛力，其前景廣