三维低对称度超常媒质隐身罩机理研究与参数稳定性分析

超常媒质是近年来国际物理界和电磁领域兴起的研究热点，而利用超常媒质的特殊折射效应实现新型隐身罩的构造，则更获得了世界范围内广泛的关注。本项目根据前期研究积累，采用理论分析与数值仿真相结合的方法，针对椭球体、棱锥体、抛物球面等相比于球体、圆柱体对称度更低、或具有尖锐顶角的三维超常媒质隐身罩的隐身条件、工作机制以及非理想参数对隐身罩性能的影响展开研究。首先，本项目从理论上推导出超常媒质罩的完美隐身条件；其次，对原始较为复杂的本构参数张量的进行参数化简，并将研究简化参数对其隐身特性所造成的影响，为基于超常媒质隐身罩在实践中的应用奠定坚实的基础；最后，分析不同类型的损耗、色散对隐身罩性能造成的影响，发现并总结其内在规律，完善三维超常媒质隐身罩的相关研究。本项目的预期研究成果将为加快超常媒质的隐身技术向实际转化奠定理论基础，进而推动超常媒质研究领域的总体发展。

作为一种新颖的电磁隐身技术，近年来超常媒质隐身的相关机理成为了国际电磁学领域的研究热点之一。而作为超常媒质隐身技术的一个重要分支，基于光学变换(Optical Transformation)的超常媒质隐身技术由于在理论上能够实现零散射的完美隐身，因此更加成为了重点研究对象。通过建立虚拟空间与物理空间的几何映射关系，基于光学变换的超常媒质隐身罩能够实现对电磁波传播方向的人工调控，进而使入射电磁波在隐身罩的内部被平滑地弯曲、绕过内部物体，从而实现真正意义上的电磁波隐身。因此可以预见，将光学变换理论与超常媒质应用相结合，电磁波的人工调控必将在隐身技术、雷达系统及相应的微波器件设计中发挥巨大的作用。.基于光学变换的超常媒质隐身技术一经提出，立即受到了世界范围内科学家的广泛关注。虽然国内外对该种隐身技术研究的发展十分迅速，但作为一种新兴的基于电磁波调控机制的隐身技术，基于光学变换的超常媒质隐身技术在很多方面的研究并不十分完善，仍有很多基本理论、实践问题亟待解决。其中突出问题在于现有研究大多集中在二维规则几何体上，而针对二维非对称复杂几何体及三维几何体隐身罩的研究则鲜有报道，且针对损耗对隐身罩电磁特性的影响缺乏系统性的研究。基于此，本研究以超常媒质隐身罩电磁场的解析解为基础，采用光学变换方法分别求解二维复杂结构及三维空间中超常媒质隐身罩的本构参数，进而探索实际损耗对其电磁特性的影响规律，同时将光学变换方法的理论应用于新型微波器件设计实践中，旨在为基于光学变换的超常媒质隐身技术及新型微波器件的设计奠定理论基础。