开题报告
课题研究背景
“隐身”对于一般人来说，是一个神奇而科幻的词，提起它就让人想到了《哈利波特》里面出现的隐身衣和《神盾局》中那忽隐忽现的隐身飞机。在物理学和工程学界，实现“不可见”或“低可观测性”是一个广泛研究的课题，一直保持着不减的热度，并从光学扩展到声学，微波学等领域。通常情况下，如果在电磁场中存在一个物体，那么物体势必会对电磁场产生反射和折射等效应，从而对其周围电磁场产生了扰动[1]，正由于存在这种扰动，物体才能够被探测到。所以，人们通常是利用吸波材料来降低被测物体的散射与反射[2]，对于被测目标为平面物体或近平面物体则可以通过覆盖抗反射层来减少其电磁散射与反射。而近十几年来兴起的变换光学或者基于散射消除的方法的实现思路则与传统方法完全不同，大大增加了隐身斗篷的效果和种类。
课题研究内容和目的
本课题设计了一种基于等效介质理论与圆柱散射体散射消除原理在二维自由空间中的隐身斗篷新方案，采用和传统散射消除类似的思想，利用散射截面积相较于无斗篷存在时的大小来判断物体的隐身效果。本文设计了一个等厚双层斗篷层结构，降低了对制造工艺的要求。并对散射体散射特性进行分析，MATLAB遗传算法[5] 搜索材料域中使得散射截面积最小的一组参数，并针对入射平面电磁波的TE和TM偏振模式优化出了两组不同的电磁参数。利用等效介质理论，使用自然界中已存在的各向同性材料进行参数的具体实现。并谈论理想斗篷和非理想斗篷的工作宽带。
本方案采用了硅作为斗篷材料，将斗篷电磁参数限制在正常参数范围内，使其在工作波长范围内具有极低的损耗，保证在隐身效果较好的前提下，极大简化了斗篷结构。由于斗篷参数设计方案以及材料等效参数的实现所利用的结构单元并不依赖于共振现象，所以本方案具有较强的鲁棒性以及相对较宽的工作带宽，可以为非侵入式低损耗光纤探针提供了一种新的具有较高可行性的思路。
综述
2005年，Alugrave;和Engheta[2]提出利用等离子体覆盖层大幅减少球形或圆柱形物体总散射截面来实现隐身的方案。用低损耗（在极限甚至没有损耗）的被动式覆盖物来大幅度减少球面或圆柱形物体的散射，不需要高损耗，而是依赖于一种完全不同的机制。具体做法为：一个均匀的球体其外表面覆盖着一层低损耗乃至无损的球体壳，而球壳周围是无限的自由空间，如图1所示。然后使用Mie散射理论，得到了满足总散射为零的外球壳的半径尺寸和本构参数，即外部球壳参数。该方法也可应用于其他形状简单的散射体和隐身壳设计，但它对尺寸的要求非常严格以至于实际实现起来非常困难，所以对于大尺寸物体，这种方法几乎不实用。
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