超材料是一種以亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)單元為基本單元構(gòu)成的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或材料，具有天然材料所不具備的超材料物理特性。在長(zhǎng)波長(zhǎng)條件下，具有等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率，其電磁參數(shù)取決于其基本組成單元的諧振特性。

通過(guò)對(duì)人工智能結(jié)構(gòu)進(jìn)行單元結(jié)構(gòu)模型參數(shù)的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)超材料電磁參數(shù)、反射相位、透射相位、手征參數(shù)等的自由主義設(shè)計(jì)。因此，超材料發(fā)展具有一個(gè)很大的設(shè)計(jì)可以靈活度，在新型物理器件、天線系統(tǒng)、隱身材料等領(lǐng)域研究具有中國(guó)巨大的潛在應(yīng)用企業(yè)價(jià)值。

隱身技術(shù)是現(xiàn)代軍事中具有巨大戰(zhàn)術(shù)價(jià)值和戰(zhàn)略威懾作用的一項(xiàng)技術(shù)。近幾年來(lái)，超材料在隱身領(lǐng)域的研究也受到了廣泛的關(guān)注，利用超材料不同的物理性質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)不同物理機(jī)制的隱身。

超材料吸波隱身技術(shù)

電磁波吸波材料是武器裝備的重要材料之一，可以大幅降低飛行器的雷達(dá)散射截面積，從而提高其生存防御能力和總體作戰(zhàn)性能。吸波材料是指能吸收、衰減入射電磁波，并將電磁能量轉(zhuǎn)換成其他形式的能量而耗散掉，或調(diào)制電磁波使其因干涉相消的材料。超材料出現(xiàn)后研究人員將其引入雷達(dá)吸波材料結(jié)構(gòu)體中，結(jié)合其損耗特性和頻率響應(yīng)特性開(kāi)展廣泛研究。

超材料吸波隱身技術(shù)的吸波機(jī)理是：在諧振和反諧振區(qū)域，標(biāo)志材料損耗特性的復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率的虛部也達(dá)到了峰值，這意味著超材料會(huì)對(duì)電磁波表現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸收特性，因而基于超材料可以設(shè)計(jì)出具有強(qiáng)吸波效應(yīng)的吸收劑。

超材料既可以單獨(dú)作為吸波材料使用，也可以與傳統(tǒng)吸波材料復(fù)合，從而制備出滿(mǎn)足微波隱身“薄、輕、寬、強(qiáng)”要求的新型復(fù)合吸波材料。作為結(jié)構(gòu)型的超材料，在作為隱身材料使用時(shí)，由于其工作頻率、介電常數(shù)和磁導(dǎo)率等電磁參數(shù)的易調(diào)節(jié)性，容易實(shí)現(xiàn)超材料的吸波層與自由空間的阻抗匹配，從而大幅度減少反射波強(qiáng)度罩。

超材料吸波結(jié)構(gòu)按功能可以分為極化不敏感多角度入射型吸波材料、雙頻及多頻吸波材料、寬頻及超寬帶吸波材料以及可調(diào)諧型吸波材料。

超材料透波隱身技術(shù)

由于超材料的折射特性與傳統(tǒng)材料不同，人們更加關(guān)注從吸收波到控制電磁波衍射的隱身研究。電磁波的傳播特性與發(fā)射介質(zhì)的折射率密切相關(guān)。如能人為調(diào)節(jié)介質(zhì)的電磁參數(shù)，例如介電常數(shù)或滲透率，便可控制電磁波的傳播。然而，由于以前沒(méi)有負(fù)折射率材料，它不能使介質(zhì)的參數(shù)不斷變化，以達(dá)到完美的控制效果。超材料的出現(xiàn)填補(bǔ)了這一空白，開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的低可偵測(cè)性技術(shù)時(shí)代: 利用這種精心設(shè)計(jì)的材料來(lái)包裹隱形目標(biāo)，形成所謂的“斗篷”，可以控制電磁波的傳播，實(shí)現(xiàn)從“隱形”空間的外部，既不產(chǎn)生散射波，也不存在由于“陰影”吸收而引起的電磁波，從而實(shí)現(xiàn)完美的隱形。由于超材料的完美隱身機(jī)制是波穿透隱身，這需要特殊的材料本構(gòu)參數(shù)，只有使用超材料才能實(shí)現(xiàn)，因此這種技術(shù)被稱(chēng)為超材料的波穿透隱身技術(shù)，被稱(chēng)為超材料時(shí)鐘，用于實(shí)現(xiàn)這種隱身技術(shù)的結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為超材料時(shí)鐘。超材料透波低可偵測(cè)性技術(shù)與傳統(tǒng)吸波材料的電磁波吸收機(jī)理完全不同，是一種新的低可偵測(cè)性技術(shù)。