用于基于光学变换隐身的超薄高斯介电超表面：理论与实验验证

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Ultrathin Gaussian Dielectric Metasurface for Optical Transformation-Based Cloaking: Theory and Experimental Verification

　　

摘要

天然可见伪装的概念可以扩展到电磁（EM）微波区域，从而在战略部门提供潜在的应用。在此，我们通过部署高斯形状的地毯，展示了位于地面上的散射体周围微波域（2–6 GHz，C 波段）的隐身效应。初始理论框架包括隐身结构组成部分的设计和架构，即地面、散射体和高斯地毯。高斯超表面（MS）的构建保持亚波长光学散射条件，其中超原子为 λ/12，地毯的子晶格为 λ/2，并包括散射体和地面的电学特性。仿真研究采用了介电、抗磁、折射率和阻抗函数，结合远场环境和场传播特性，包括地毯的极化散射截面。结果显示了 4.15 GHz 的共振 EM 响应，证明了有效的接地平面恢复，并减少了角散射。此外，研究为实施实验提供了实际的前景。随后，使用市售特氟龙（聚四氟乙烯，(C₂F₄)_n，厚度为 2 mm，微波介电常数为 2.1）制造了一块尺寸为 780 × 30 × 6 mm³ 的地毯。三层薄片在室温下通过加载压合粘接在一起，顶层薄片具有计算机数控（CNC）加工孔图案，用于嵌入超原子。使用 BaTiO₃/环氧复合材料（介电常数为 40–45）增材制造了 250 个超原子，直径为 15 mm，高度可变，范围从 4.1 到 6.6 mm。文中描述了散射体和接地平面的制造细节。实验在消声室中进行，采用单站和双站配置。总体而言，分析显示实际版本几乎重现了理论提出的隐身效果。

支持信息

支持信息可免费获取，网址为 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.6c11108。

• 相位补偿细节、模拟地毯条设计、空间高度分布表、材料选择和制造工艺、单站微波设置图片、单个超原子的 tan δ 模拟性能、随 ω 变化的相应 ε′、ε″ 变化、外部半径配置的双站散射分析、超原子内部材料结构分析、钛酸钡的 EDX 元素组成数据（DOCX）

• 接地平面模拟电场分布视频（MP4）

• 散射体模拟电场分布视频（MP4）

• 带隐身衣散射体模拟电场分布视频（MP4）

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