左手材料应用于隐身领域的可行性研究与分析

1、左手材料应用于隐蔽领域的可行性研究与分析摘要：左手材料(LHM )是近年发现的一种新型人工电磁功能材料，与普通材料相比，左手材料具有许多独特的电磁特性：左手特性、后向波特性、负折射特性。 其反常的电磁特性取决于负介电常数和负磁导率，左手材料的这三种电磁特性在隐藏区域越来越受欢迎。关牛鼻子词：左手资料电磁特性介电常数； 隐藏磁导率中图分类编号： O411文献验证码： a文章编号： 1009-2374(2013)05-0009-02LHM从1968年开始就成为了科学家们的研究对象，但由于在自然段找不到天然左手材料，其存在性曾经受到质疑。 直到1996年，Pendry等人提出了周期性排列的细导线阵列

2、和周期性排列的开口谐振环形阵列在微波段分别显示负介电常数和负磁导效应，这一重大发现为隐蔽区域的发展敞开了大门。 本文通过分析左手材料的三种电磁特性，论述了左手材料隐藏特性的可行性。1左手材料的存在性1.1Smith棱镜项目实验基于Pendry的研究理论，美国Smith等人将细金属引线阵列和孔径谐振环阵列刻在同一电路板上，在微波波段制作左手材料。 使入射波通过楔形左手材料块，在可能的折射区域用检测器检测各折射光束功率的强弱，实验证明，当折射光束和入射光束在界面法线的同一侧时，折射光束功率最大，材料试样具有负的折射特性，即存在左手材料。1.2实验补充由于实验材料对光束造成损失，棱镜项目各处的厚度不

3、同，光束损失的程度不同，在折射角为负的区域检测出的光束功率可能变大。 为了消除材料对光束耗散作用的影响，多种科学家设计了光束位移实验、光束会聚实验、左手材料填充波导方针实验等，一盏茶验证了左手材料的负折射特性，验证了左手材料的存在。2左手材料的电磁特性2.1左手特性从麦克斯韦方程组中获得KE=w？ hKH=-wE式中，k是波矢量，e是电场方向，h是磁场方向。 介电常数和导磁率是多少？ 在都为负的情况下，电场方向e、磁场方向h、波矢量k具有左手的正交关系，即左手的材料具有左手的特性。2.2后向波特性由能量守恒定理可知，能量从近处和远处传播，逐步减少。 在一般材料中，能量的传播方向与相位波面的传播

4、方向一致，但在左手的材料中，k为负值，如下式：V=w/K其相位波面的传播方向与通常的材料相反，即电磁波的能量传播方向与相位传播方向相反。 由于相位波阵面从远处和近处传播，能量仍然从近处和远处传播，并不违背能量守恒定律。2.3负折射特性折射定律改写如下式中，p1是入射波存在的材料的正方向性，P2是折射波存在的材料的正方向性。当两种材料的正向一致时，无论是普通材料还是左手材料都只会产生正的折射现象，只有两种材料的正向不一致时才会产生负的折射现象。3左手材料在隐蔽领域的应用3.1隐藏材料的发展隐藏的材料，最初只是吸收电磁波，完全不发生反射和反射的电磁波不足，产生视觉感知效果的材料。 随着对左手材料认

5、识的提高和隐藏领域的研究，隐藏身体已经在绕过隐藏对象实现隐藏效果的范围内扩展。3.2左手材料的隐藏模型以无限长非均匀各向异性现象介质复盖圆柱模型为例，利用仿真软件，电磁波在介电质层的作用下可以绕过内部导体，不形成散射。 不仅高度对称的左手材料介电质层圆柱模型，无限长棱柱体、球体、椭球体也具有同样的隐藏特性。3.3左手材料适用于隐藏区域的条件3.3.1电磁波的波长条件。 左手材料隐藏特性的应用环境是微波波长，该波在电磁波谱中的位置接近无线电波，相当于能够吸收该微波波段的“布拉克孔”。 微波波长较长，可绕过障碍物，左手材料仅在微波波段具有负介电常数和负磁导率，具有隐蔽特性。3.3.2频率要求。 如

6、果左手材料具有隐蔽特性，则要求低于工作解老虎钳的谐振频率。 由于高频区域左手材料的分布参数效应增大，不再满足模型所需的单元大小远小于波长的条件。4左手材料的发展趋势及应用前景随着左手材料的发展，负介电材料和负磁导率材料在越来越多的领域受到欢迎，“超常介电质”的概念应运而生。 普通左手材料由于其带宽窄、损耗大、结构单位电气尺寸大等问题，大大限制了其应用。 以交替插入普通材料和左手材料可以得到具有强电磁波聚焦特性的材料的左手材料和右手材料相结合可以实现微带天线小型化的左手材料为基础研究的零折射材料，实现了聚焦光束的作用， 改变可以提高天线增益的左手材料的结构参数，可以实现更宽的工作带宽和更好的通带

7、特性，使左手材料具有更宽的应用区域。五结左手材料具有反常的电磁特性，左手特性、后向波特性和负折光率特性在隐藏左手材料的领域得到广泛应用。 然而，必须在低于微波段和工作解老虎钳的谐振频率的频率下使用，并且改变左手材料的结构参数，并且将左手材料与其他材料结合，能够更广泛地应用左手材料。参考文献1徐耿钊、张伟华、朱星.奇怪的左手材料J .物理，2004，(1.1 )2牛颖.双负材料的电磁动态特性研究D .大连理工高等院校，20073刘志峰、袁斌.新型全介电质平板结构负折射性能的仿真分析J .河南高等院校学报(自然科学版)，2011 )。孙永志，冉新.左手材料化学基的后向波天线J .宇宙电子对抗，2008 )5吴群、孟繁义、傅佳辉.左手材料理论及其应用M .北京牌：防卫工业出版社，2010(6SmithDR，SchuringD，pendryjb.negativerractionofmodultedelectelectronicmagnetcwaves j .应用程序标签，