The design of metamaterial cloaks embedded in anisotropic medium

By using coordinate transformation method, this paper obtains an useful equation of designing meta-material cloaks embedded in anisotropic medium. This equation is the generalization of what was introduced early by Pendry et al (2006 \textit{Science} {312 1780) and can be more widely used. As an example of its applications, this paper deduces the material parameter equation for cylinder cloaks embedded in anisotropic medium, and then offers the numerical simulation. The results show that such a cylinder cloak has perfect cloaking performance and therefore verifies the method proposed in this paper.     

Material parameter equation for rotating elliptical spherical cloaks

By using the coordinate transformation method, we have deduced the material parameter equation for rotating elliptical spherical cloaks and carried out simulation as well. The results indicate that the rotating elliptical spherical cloaking shell, which is made of meta-materials whose permittivity and permeability are governed by the equation deduced in this paper, can achieve perfect invisibility by excluding electromagnetic fields from the internal region without disturbing any external field.     

阿尔芬高斯波包演化为阿尔芬孤波的条件及阿尔芬波的调制不稳定性判据

通过计算阿尔芬孤波的运动常数C1，发现消零孤波（vanishing soliton）均满足C1≤0，结合其他研究者关于阿尔芬波调制不稳定性的定性结论，提出阿尔芬波包演化为孤波的条件为C1≤0.数值计算结果支持了这个猜测.同时计算结果还表明,最终演化成的孤波数目既不完全依赖于积分常数C0，也不完全依赖于C1 .文献［1］和［2］所得的结论源于演化时间太短.通过与其他文献比较，发现C1≤0还可以作为阿尔芬波的调制不稳定性判据. 关键词： 阿尔芬波 derivative nonlinear Schrdinger方程 调制不稳定性判据 孤立波 高斯波包     

电谐振器和磁谐振器构成的左手材料的实验验证

加工、制作和测试了由电谐振器和磁谐振器构成的左手材料.首先分别测试了电谐振器、磁谐振器各自的传输频谱,得到各自的负参数区域,然后测试了由电谐振器和磁谐振器构成的左手材料的传输频谱,并提取了其等效介电常数和磁导率.实验结果表明,在电谐振器和磁谐振器各自传输禁带的重合区域,出现了一个通带,在该通带内,等效介电常数和磁导率同时为负,验证了材料的左手特性.     

Decoupling technique of patch antenna arrays with shared substrate by suppressing near-field magnetic coupling using magnetic metamaterials

In this paper,we propose the decoupling technique of patch antenna array by suppressing near-field magnetic coupling(NFMC) using magnetic metamaterials.To this end,a highly-integrated magnetic metamaterials,the substrate-integrated split-ring resonator(SI-SRR),is firstly proposed to achieve negative permeability at the antenna operating frequency.By integrating SI-SRR in between two closely spaced antennas,magnetic fields are blocked in the shared substrate due to negative permeability of SI-SRR,reducing NFMC between the two antennas.To verify the technique,a prototype was fabricated and measured.The measured results demonstrated that the isolation can be enhanced by more than 17 dB even when the gap between the two patch antennas is only about 0.067 A.Due to high integration,this technique provides an effective alternative to high-isolation antenna array.     

基于人工表面等离激元的双通带频率选择结构设计

本文提出了一种基于人工表面等离激元的频率选择结构的设计方法：将设计的频率选择表面和金属鱼骨结构阵列相结合得到一种新的频率选择结构.文中采用这种方法设计了一种具有陡截止和高透、高抑制性能的双通带频率选择结构.该结构由金属鱼骨结构阵列和上下两层相同的频率选择表面复合而成.通过仿真可得,该结构的两个通带频率范围分别是3.0–4.1和10.5–10.9 GHz,透射率均在-0.5 dB以上.透射率低于-10 dB的频率范围是4.7–9.2和12.1–18 GHz.在12.4–15.5 GHz频率范围内,该结构的透射率甚至低于-20 dB.在通带内,电磁波可以高效地透过该结构;在阻带内,该结构对电磁波的透射具有较好的抑制作用.测试结果表明用这种方法设计出的频率选择结构的实际性能和仿真基本一致.在金属鱼骨结构空隙中填入轻质泡沫后该结构具有一定的力学承载性能,可以实现结构功能一体化的设计.     

宽带透射吸收极化无关超材料吸波体

提出了一种新的基于磁性吸波体材料的具有低频透射和高频宽带吸收特性的超材料吸波体.该超材料吸波体在1 GHz的透射系数为-0.5 dB,具有较好的低频透射特性,可以实现对低频信号的相互通信;在频率大于8.4 GHz的频段,吸收率均大于80%,基本覆盖整个X波段和Ku波段,实现高频宽带吸收.此外,由于该超材料吸波体的单元金属周期结构具有较好的四重旋转对称性,因而是极化无关的.该透射吸收超材料吸波体设计简单,实用性强,具有较强的潜在应用价值.     

宽频带雷达散射截面缩减相位梯度超表面的设计及实验验证

针对相位梯度超表面在隐身技术中的应用,提出通过表面波耦合和异常反射两种机制复合实现宽频带后向雷达散射截面(RCS)缩减,采用开口谐振环进行相位梯度设计,实现了一种二维极化无关相位梯度超表面,在10 GHz附近,超表面通过将垂直入射电磁波耦合为表面波实现RCS缩减,而在大于11 GHz的频率范围内,相位分布的不均匀性使垂直入射的电磁波发生漫反射或者异常反射,降低后向RCS,制作了厚度为2 mm的超表面样品,测试了其反射率曲线和后向RCS,并与相同尺寸的金属板进行了对比,实验结果表明,在宽频段内(9.5—17.0 GHz),超表面在垂直入射情况下可将后向RCS缩减至少10 dB,由于厚度薄、重量轻、频带宽,RCS缩减超表面在隐身新材料和新技术方面具有很大的应用潜力。     

基于宽带吸波体的微带天线雷达散射截面缩减设计

利用加载集总电阻的方式设计出一种极化稳定且宽入射角的宽带超材料吸波体(wide-band metamaterial absorber, WBMA), 在平面波垂直入射时, 其吸波半波功率带宽达12.7 GHz, 吸波率大于90%的带宽达10.42 GHz, 峰值吸波率达99.9%. 将其与微带天线共基板共接地板的方式加载, 制备出WBMA微带天线, 实现了天线宽频域内雷达散射截面(radar cross section, RCS)大幅缩减. 仿真与实测结果表明: 将WBMA加载于微带天线后, 天线的前向增益提高了0.53 dB, 整体辐射特性基本保持不变; 在不同极化波下, 天线的工作频带带内和带外等宽频域(6.95-17.91 GHz)内的单站RCS缩减大于3 dB以上, 最大缩减值达21.2 dB; 在天线的中心频点8 GHz处± 48°的宽角域内, 双站RCS缩减效果明显, 很好地实现了天线的宽频域大角度的隐身设计.