[发明专利]电磁遮掩和转换装置、方法和系统

说明书

技术领域

本申请公开可涉及包括电磁遮掩和/或电磁转换的电磁响应的装置、方法和系统。

附图的简要说明

图1-9描述具有电磁遮掩和/或转换结构的电磁换能器。

图10-11描述具有电磁换能器以及电磁遮掩和/或转换结构的聚焦结构。

图12-13描述具有障碍物和电磁遮掩结构的可控电磁换能器。

图14-15描述具有孔径遮光元件和电磁遮掩结构的孔径天线。

图16-18描述具有障碍物、电磁遮掩结构和控制器的一个或多个电磁换能器。

图19描述电磁遮掩和/或转换系统。

图20-23描述过程流程。

详细描述

在下述的详细描述中，对形成本文中的一部分的附图作出参考。在附图中，相似的符号一般标识相似的部件，除非上下文另外指示。在详细描述、附图及权利要求中描述的例证性实施方式不是有意要限制。可利用其它实施方式，且可作出其它变化，而不偏离这里提出的主题的精神或范围。

变换光学是电磁工程学的新兴领域。变换光学器件包括折射电磁波的透镜，其中该折射模拟在曲面坐标空间(平面坐标空间的“变换”)中光的弯曲，例如，如在A.J.Ward和J.B.Pendry的″Refraction and geometry inMaxwell′s equations″J.Mod.Optics 43，773(1996)、J.B.Pendry和S.A.Ramakrishna的″Focusing light using negative refraction″J.Phys.[Cond.Matt.]15，6345(2003)、D.Schurig等人的″Calculation of material properties and raytracing in transformation media″Optics Express 14，9794(2006)(″D.Schurig等人(1)″)中以及在U.Leonhardt和T.G.Philbin的″General relativity inelectrical engineering″New J.Phys.8，247(2006)中描述的，其中每个文献都在这里通过引用被并入。术语“光学”并不意味关于波长的任何限制；变换光学器件可在范围从无线电波长到可见光波长的波长波段中是可操作的。

第一个示例性变换光学器件是分别在下面的文献中被描述、模拟并实现的电磁斗篷：J.B.Pendry等人的″Controlling electromagnetic waves″Science 312，1780(2006)；S.A.Cummer等人的″Full-wave simulations ofelectromagnetic cloaking structures″Phys.Rev.E 74，036621(2006)；以及D.Schurig等人的″Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies″Science 314，977(2006)(″D.Schurig等人(2)″)；其每个在这里通过引用被并入。也见J.Pendry等人的美国专利申请号11/459,728的″Electromagneticcloaking method″。对于电磁斗篷，曲面坐标空间是已被刺穿并扩展以产生孔(被遮掩的区域)的平面空间的变换，且该变换相应于变换介质的一组本构参数(电容率和磁导率)，其中电磁波在曲面坐标空间的模拟中在孔周围被折射。

第二个示例性变换光学器件由电磁压缩结构的实施方式说明，电磁压缩结构在J.B.Pendry、D.Schurig和D.R.Smith的美国专利申请号11/982,353的″Electromagnetic compression apparatus，methods，and systems″中以及在J.B.Pendry、D.Schurig和D.R.Smith的美国专利申请号12/069,170的″Electromagnetic compression apparatus，methods，and systems″中被描述；其每个在这里通过引用被并入。在其中所描述的实施方式中，电磁压缩结构包括具有相应于坐标变换的本构参数的变换介质，该坐标变换压缩介于第一和第二空间位置之间的空间的区域，有效的空间压缩沿着连接第一和第二空间位置的轴被应用。电磁压缩结构由此提供大于在第一和第二空间位置之间的物理距离的在第一和第二空间位置之间的有效电磁距离。