谈谈散射基于超材料变换电磁学器件在隐身和散射理由上运用与

论文导读：-43

2.4三维球体隐身器件43-412下一页

摘要：变换电磁学是近几年来电磁领域的探讨热点,其基本论述是基于麦克斯韦方程组在不同坐标空间下形式不变性的坐标变换法论述。使用坐标变换法,能够在一定程度上人为调控电磁波的传播路径,结合超材料技术,可从设计出多种具有奇特功能的新颖电磁器件。最早的运用是电磁隐身斗篷,而后具有其他功能不同类型的变换电磁学器件也得到开发并被运用于天线与散射等领域。坐标变换法作为一种新的探讨手段,在光学、声学、电磁学从及等离子体领域均展现出极大的运用潜力。在上面陈述的探讨背景下,本论文对基于超材料的变换电磁学器件的探讨工作,主要可从分为从下五个方面：1.分析了多种具有代表作用的隐身器件。仿真验证了几种边界形状较为任意的二维隐身斗篷；对分层式隐身斗篷进行了验证,并对所设计的多层结构斗篷做了详细的介质损耗分析；讨论了几种针对隐身斗篷的新型反隐身探测办法。2.对电磁隐身斗篷的奇异性不足进行了分析并给出四类处理案例。主要包括：参数简化法、渐变维度扩展法、非欧空间变换法和半空间压缩法。主要分析了前两种案例,得出最佳的参数简化模型并对渐变维度扩展法中的两种案例的可行性和有效性进行了具体的仿真验证与定量的参数分析。总结并补充了对电磁隐身斗篷的奇异性不足的解决办法。3.探讨了变换电磁学中的散射缩小与散射旋转现象。对折线型坐标变换系列器件做了归纳总结。基于电磁波扩展器模型,对该器件参数极值极为归一化分布范围的变化状况进行了详细分析,并探讨了超材料层损耗对器件的影响。基于参数分析和对介质损耗条件的探讨工作,对基于超材料的扩展器的可实现性进行了分析并为实际制备工作提供了几点倡议指导。通过对二维内置隐身飞机模型的仿真极为散射截面的计算进一步探讨了该器件的散射缩小功能及运用。提出了一系列参数简化的电磁波扩展器模型,并对最优的简化参数扩展器模型进行了全面的探讨。对电磁波旋转器的散射性能进行了仿真验证、定量计算和介质损耗分析,对旋转器参数极值及分布范围随器件偏转角度的变化状况进行了详细分析,提出了两种复合器件模型。4.对变换电磁学中的散射放大现象进行了探讨。基于电磁波集中器和折叠变换媒质模型,以内置隐身飞机模型的散射截面角度对这两类器件的散射放大功能极为在军事方面的运用进行了仿真验证与定量计算。对参数极值极为归一化分布范围进行了详细的分析,其中对折叠变换媒质的参数分析得到了其最优化设计的结论。而后就介质损耗对器件造成的影响进行了详细的分析,参数分析与损耗影响的探讨会给实际制备工作带来指导。最后提出了新型的参数简化式电磁波集中器模型和参数简化式折叠变换媒质模型,并对此做了全面的比较探讨。5.探讨了坐标变换法在天线形状和尺寸改善中的运用。验证了三种不同焦距的平面结构抛物型反射器的散射性能,进一步分析了所需矩形超材料各方向参数张量的极值极为归一化分布范围随抛物型反射器焦距口径比之间的变化联系,从类似办法也探讨了平面结构双曲型反射器。从具有散射放大功能的变换电磁学器件为基础,进一步探讨了这些器件在缩小天线尺寸或增强天线方向性方面的运用,并进行了贴近实际状况的介质损耗分析。关键词：坐标变换论文变换电磁学论文超材料论文隐身斗篷论文奇异性不足论文参数简化论文散射缩小论文散射旋转论文散射放大论文散射宽度论文介质损耗论文本构参数分析论文平面结构圆锥曲线型反射器论文
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Abstract8-15
第一章 绪论15-33

1.1 探讨背景15-21

1.1 论述基础—坐标变换论述15-19

1.2 实际实现——超材料技术19-21

1.2 探讨近况与发展21-23

1.3 本论文的探讨工作23-25

参考文献25-33
第二章 多种隐身器件的设计与仿真33-65

2.1 隐身斗篷的分类及介绍33-35

2.2 无限长圆柱型隐身斗篷的探讨35-45

2.1 论述基础35-36

2.2 剖析法推导与仿真验证36-45

2.1 介质层中电磁场通解的推导36-38

2.2 平面波激励38-41

2.3 柱面波激励41-43

2.4 三维球体隐身器件43-4论文导读：上一页12

5

2.3 二维椭圆柱隐身斗篷的设计与仿真45-50

2.3.1 坐标变换及本构参数46-47

2.3.2 仿真验证及分析47-48

2.3.3 对边界几何形状的分段组合48-50

2.4 对边界几何形状的拓展50-53

2.5 分层式隐身斗篷的探讨53-58

2.5.1 仿真验证53-55

2.5.2 对分层式斗篷的介质损耗分析55-58

2.6 隐身与反隐身不足58-61

2.7 本章创新性工作小结61-62

参考文献62-65
第三章 隐身斗篷奇异性不足的分析与处理65-95

3.1 奇异性不足的探讨背景65-67

3.2 参数简化法67-72

3.

2.1 概况67-68

3.

2.2 仿真与分析68-71

3.

2.3 实验验证71-72

3.3 渐变维度扩展法72-80

3.1 案例一：同维度变换法72-76

3.2 案例二：线变换式扩展法76-80

3.4 非欧空间变换法80-84

3.4.1 论述解释80-82

3.4.2 器件材料参数与讨论82-84

3.5 半空间压缩法84-90

3.5.1 基本思路85-87

3.5.2 仿真验证87-90

3.6 本章创新性工作与总结90-92

参考文献92-95
第四章 变换电磁学中的散射缩小与散射旋转现象95-134

4.1 变换电磁学中的散射缩小现象95-119

4.

1.1 电磁波扩展器简介96-98

4.

1.2 电磁波扩展器的参数分析98-101

4.

1.3 电磁波扩展器的散射特性101-105

4.

1.4 损耗分析105-111

4.

1.5 参数简化的电磁波扩展器111-119

4.

1.6 总结119

4.2 变换电磁学中的散射旋转现象119-128
4.

2.1 论述基础119-121

4.

2.2 旋转器散射特性分析121-123

4.

2.3 旋转器的参数分析123-124

4.

2.4 损耗分析124-127

4.

2.5 旋转器与其它器件的结合127-128

4.

2.6 结论128

4.3 本章创新性工作及总结128-131
参考文献131-134
第五章 变换电磁学中的散射放大现象134-179

5.1 引言134

5.2 电磁波集中器的探讨134-156

5.

2.1 简介134-135

5.

2.2 电磁波集中器简介135-136

5.

2.3 电磁波集中器的散射放大功能136-140

5.

2.4 电磁波集中器的参数分析140-143

5.

2.5 损耗分析143-147

5.

2.6 参数简化的电磁波集中器探讨147-156

5.

2.7 小结156

5.3 折叠变换媒质的探讨156-174
5.

3.1 论述基础157-158

5.

3.2 散射特性158-159

5.

3.3 折叠变换媒质的参数分析159-162

5.

3.4 损耗分析162-166

5.

3.5 折叠变换媒质的参数简化法166-173

5.

3.6 小结173-174

5.4 本章创新性工作与总结174-176
参考文献176-179
第六章 坐标变换法在天线形状和尺寸改善中的运用179-215

6.1 平面结构圆锥曲线型反射器179-190

6.

1.1 平面结构抛物型反射器179-186

6.

1.1 论述基础180-181

6.

1.2 散射性能的仿真与验证181-184

6.

1.3 超材料结构的参数分析184-186

6.

1.2 双曲型反射器的平面化设计186-190

6.

1.2.1 论述基础186-187

6.

1.2.2 散射性能的仿真验证187-188

6.

1.2.3 矩形超材料结构的参数分析188-190

6.

1.3 小结190

6.2 缩小天线尺寸的运用190-210
6.

2.1 电磁波集中器用于缩小天线尺寸190-197

6.

2.2 简化参数的电磁波集中器用于缩小天线尺寸197-204

6.

2.3 折叠变换媒质用于缩小天线尺寸204-208

6.

2.4 简化参数型折叠变换媒质用于缩小天线尺寸的尝试208-210

6.3 本章创新性工作与总结210-213
参考文献213-215
第七章 总结与展望215-218

7.1 总结215-217

7.2 展望217-218

攻读博士期间发表和撰写的学术论文218-219
致谢219