Metamateriales electromagnéticos(electromagnético metamaterial) es una nueva clase de materiales electromagnéticos compuestos artificiales con Permitividad y conductividad magnética controlables artificialmente y parámetros positivos y negativos. Los metamateriales electromagnéticos tienen muchas propiedades extrañas que son completamente diferentes de los materiales electromagnéticos habituales. En primer lugar, cuando las ondas electromagnéticas se propagan en él, las direcciones del campo eléctrico y el campo magnético y el vector de ondas electromagnéticas cumplen con la Ley de la mano izquierda, que es completamente diferente de la Ley de la mano derecha entre los tres en el medio electromagnético general.
Como resultado, la dirección del flujo de energía de las ondas electromagnéticas es paralela a la dirección de propagación de las ondas electromagnéticas en sentido inverso, y la dirección de la velocidad del Grupo de las ondas electromagnéticas es opuesta a la dirección de la velocidad de fase, por lo que tiene las características de las ondas inversas y producirá un efecto Doppler inverso. En segundo lugar, los metamateriales electromagnéticos pueden tener un índice de refracción negativo, formando propiedades de refracción negativa, que es un fenómeno extraño completamente opuesto a la refracción que conocemos bien. En 2001, primero verificó experimentalmente el fenómeno de refracción negativa de la banda de microondas y fue seleccionado por la revista estadounidense Science como uno de los diez principales logros científicos del mundo en 2003. Esto puede constituir una lente especial, que puede romper el límite de difracción de la lente tradicional e imágenes del campo cercano de las ondas electromagnéticas, obteniendo así una súper resolución mucho menor que la longitud de onda.
Los metamateriales electromagnéticos se pueden aplicar debido a sus propiedades electromagnéticas únicas.Material absorbente de ondas electromagnéticasLograr el sigilo de los objetivos metálicos. Por ejemplo, el uso de parámetros electromagnéticos negativos del material para construir una superficie de alta resistencia puede lograr una estructura de absorción de ondas electromagnéticas de placa delgada; Por ejemplo, utilizando la estructura de resonancia electromagnética en el material, sus parámetros electromagnéticos se pueden diseñar de manera controlable, lo que puede lograr la absorción de ondas para bandas de frecuencia específicas, el espesor del material es de solo una vigésima parte de la longitud de onda, etc. En particular, aprovechando la fuerte propiedad de pérdida de resonancia de los metamateriales electromagnéticos, al diseñar racionalmente los parámetros electromagnéticos de los metamateriales, su resistencia a las ondas coincide con el aire, mientras que la pérdida de resonancia de los materiales específicos electromagnéticos puede lograr una absorción completa de ondas. De acuerdo con la estructura de absorción diseñada y preparada, la absorción de ondas se puede lograr teóricamente al 100%, y la tasa de absorción experimental de microondas ha alcanzado el 88%.
Debido a que los metamateriales electromagnéticos solo muestran características de absorción ideales en una banda de frecuencia más estrecha, la estructura de absorción compuesta por los metamateriales es una estructura de absorción de banda estrecha. Esta estructura de absorción de banda estrecha se puede utilizar para resolver el problema de baja frecuencia de los materiales absorbentes, bloquear o absorber señales de bandas de comunicación o detección de radar específicas, y es adecuada para aplicaciones como sigilo, estructura de máscara de radar específica, interferencia electromagnética y seguridad de la información para radares de frecuencia específica. Al diseñar razonablemente los parámetros electromagnéticos de los metamateriales electromagnéticos, las ondas electromagnéticas incidente pueden propagarse completamente por difracción en los metamateriales electromagnéticos artificiales que cubren el exterior del objetivo, logrando así la invisibilidad completa del objetivo.
El nuevo concepto de propagación de desviación de flexión de ondas electromagnéticas ha sido completamente verificado experimentalmente, logrando el sigilo de objetivos metálicos en la banda de microondas. La teoría del sigilo de ondas electromagnéticas de nuevo concepto y la verificación experimental basada en nuevos materiales electromagnéticos artificiales fueron nuevamente calificadas como uno de los diez principales avances científicos y tecnológicos en 2006 por la revista estadounidense science. El nuevo concepto y la aplicación de esta tecnología sigilosaMaterial absorbenteEl concepto de lograr la invisibilidad es diferente, no es absorber la energía de las ondas de radar a través del material, sino diseñar un material electromagnético artificial específico para que las ondas de radar eludan el objetivo del arma sin generar ecos.
Debido a que el rendimiento de absorción de ondas de los metamateriales electromagnéticos está determinado principalmente por la estructura de resonancia de la unidad, el ajuste efectivo del espectro de absorción de ondas se puede lograr fácilmente cambiando artificialmente la estructura de resonancia. Por ejemplo, la integración de dispositivos ajustables como diodos varactor en la estructura de absorción de ondas puede producir una estructura de absorción de ondas con funciones novedosas y ajustables.
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