1、近幾年，超常媒質(zhì)（metamaterial）伴隨著其分支——左手介質(zhì)的迅猛發(fā)展而不斷受到固體物理、材料科學、光學和應用電磁學領域內(nèi)的廣泛青睞。所謂超常媒質(zhì)，是指具有天然媒質(zhì)所不具備的超常物理性質(zhì)的一類人工復合媒質(zhì)或結構的總稱，其物理性質(zhì)是由結構而不是材料特性決定的。尤其值得注意的是，最近兩年，基于超常媒質(zhì)的新型隱身技術在國際上引起巨大轟動，它突破了傳統(tǒng)基于外形隱身和吸波材料隱身的局限，理論上使物體能夠在任何方向都不可見，從而實現(xiàn)“完美”

2、隱身。但畢竟只是理論預測，作為一門新興前沿科學，其在很多方面還很不完善，仍然處于一種摸索前進狀態(tài)，還有很多的基本理論、實踐問題亟待解決?；谏鲜鲈?，作者將“以基于變換媒質(zhì)理論的隱身罩設計為基礎，綜合散射場縮減理論和阻抗匹配理論的分析方法，結合數(shù)值仿真驗證，進行新型超常媒質(zhì)隱身罩理論模型的設計、優(yōu)化以及隱身機理研究”作為研究思路撰寫本論文，從而綜合發(fā)展基于超常媒質(zhì)隱身技術的基本理論和研究方法，為其實用化奠定堅實的基礎。
　　首先，

3、本文研究了基于坐標變換的變換媒質(zhì)理論，采用幾何映射方法定義坐標變換，從數(shù)值算法中的理想匹配層（PML）材料的媒質(zhì)變換方程出發(fā)，推導了三種正交坐標系下非均勻各向異性超常媒質(zhì)完美隱身罩的媒質(zhì)變換方程。以無限長圓柱隱身罩設計為例，采用理論推導和數(shù)值仿真驗證相結合的方法進行了深入探討。
　　其次，采用Alu提出的散射場縮減理論深入探討了超常媒質(zhì)的隱身機理。文中通過Mie級數(shù)展開方法推導了電小球體覆蓋超常媒質(zhì)罩的散射場表達式，精確計算出該超

4、常媒質(zhì)罩實現(xiàn)隱身的條件，并進行了數(shù)值仿真驗證。本文進一步推導了球體完美隱身罩的散射場表達式，嚴格證明其散射場在所有方向均為零。考慮超常媒質(zhì)損耗，得出散射體后向散射仍然為零的重要結論。
　　最后，本文利用阻抗匹配理論，討論了均勻媒質(zhì)的后向散射縮減問題，得出了該理論不受散射體形狀的限制的推論，進而分析了在滿足阻抗匹配特性、具有阻止能量進入媒質(zhì)罩內(nèi)部條件下的隱身罩模型的性能。在此基礎上，變換媒質(zhì)理論設計的圓柱完美隱身罩簡化模型進行優(yōu)化設

5、計，結果表明，相比于簡化模型，優(yōu)化模型具有更為優(yōu)良的隱身性能，而相比于完美隱身模型，其更有利于結合現(xiàn)實超常媒質(zhì)結構進行實際隱身罩構造。
　　本文的研究成果綜合發(fā)展了基于超常媒質(zhì)隱身技術的各種理論、隱身罩設計方法和分析方法，在更為深刻的向人們展示了其電磁激發(fā)機理和隱身機理的同時，為設計性能更為優(yōu)良，開展更為先進的研究分析方法，以及為該新型隱身技術走向?qū)嵱没蛳铝藞詫嵉幕A，對超常媒質(zhì)及其隱身技術相關研究的發(fā)展具有重要的指導意義和實用