超材料吸(透)波隐身技术的研究与发展

超材料是一种以亚波长结构单元为基本单元构成的人工复合结构或材料，具有天然材料所不具备的超材料物理特性。在长波长条件下，具有等效介电常数和等效磁导率，其电磁参数取决于其基本组成单元的谐振特性。

通过对人工智能结构进行单元结构模型参数的调节，可实现对超材料电磁参数、反射相位、透射相位、手征参数等的自由主义设计。因此，超材料发展具有一个很大的设计可以灵活度，在新型物理器件、天线系统、隐身材料等领域研究具有中国巨大的潜在应用企业价值。

隐身技术是现代军事中具有巨大战术价值和战略威慑作用的一项技术。近几年来，超材料在隐身领域的研究也受到了广泛的关注，利用超材料不同的物理性质可以实现不同物理机制的隐身。

超材料吸波隐身技术

电磁波吸波材料是武器装备的重要材料之一，可以大幅降低飞行器的雷达散射截面积，从而提高其生存防御能力和总体作战性能。吸波材料是指能吸收、衰减入射电磁波，并将电磁能量转换成其他形式的能量而耗散掉，或调制电磁波使其因干涉相消的材料。超材料出现后研究人员将其引入雷达吸波材料结构体中，结合其损耗特性和频率响应特性开展广泛研究。

超材料吸波隐身技术的吸波机理是：在谐振和反谐振区域，标志材料损耗特性的复介电常数和复磁导率的虚部也达到了峰值，这意味着超材料会对电磁波表现出强烈的吸收特性，因而基于超材料可以设计出具有强吸波效应的吸收剂。

超材料既可以单独作为吸波材料使用，也可以与传统吸波材料复合，从而制备出满足微波隐身“薄、轻、宽、强”要求的新型复合吸波材料。作为结构型的超材料，在作为隐身材料使用时，由于其工作频率、介电常数和磁导率等电磁参数的易调节性，容易实现超材料的吸波层与自由空间的阻抗匹配，从而大幅度减少反射波强度罩。

超材料吸波结构按功能可以分为极化不敏感多角度入射型吸波材料、双频及多频吸波材料、宽频及超宽带吸波材料以及可调谐型吸波材料。

超材料透波隐身技术

由于超材料的折射特性与传统材料不同，人们更加关注从吸收波到控制电磁波衍射的隐身研究。电磁波的传播特性与发射介质的折射率密切相关。如能人为调节介质的电磁参数，例如介电常数或渗透率，便可控制电磁波的传播。然而，由于以前没有负折射率材料，它不能使介质的参数不断变化，以达到完美的控制效果。超材料的出现填补了这一空白，开创了一个新的低可侦测性技术时代: 利用这种精心设计的材料来包裹隐形目标，形成所谓的“斗篷”，可以控制电磁波的传播，实现从“隐形”空间的外部，既不产生散射波，也不存在由于“阴影”吸收而引起的电磁波，从而实现完美的隐形。由于超材料的完美隐身机制是波穿透隐身，这需要特殊的材料本构参数，只有使用超材料才能实现，因此这种技术被称为超材料的波穿透隐身技术，被称为超材料时钟，用于实现这种隐身技术的结构被称为超材料时钟。超材料透波低可侦测性技术与传统吸波材料的电磁波吸收机理完全不同，是一种新的低可侦测性技术。