一种光栅电磁波隐身器件制造技术

本发明专利技术公开了一种光栅电磁波隐身器件。它包含四个光栅，各光栅一表面为光面，另一表面为锯齿面。电磁波垂直入射于本发明专利技术隐身器件时，通过折射控制电磁波的传播，使其绕过中间的空腔，并使出射电磁波的方向与原入射电磁波的方向相同，由此利用自身独特的结构在由第一光栅和第二光栅构成的第一组光栅对与由第三光栅和第四光栅构成的第二组光栅对之间形成与现有技术不同的隐身区域。本发明专利技术电磁波隐身器件在可见光频段具有非常好的隐身效果，可适用于整个电磁波段。

【技术实现步骤摘要】
一种光栅电磁波隐身器件
本专利技术涉及一种光栅和电磁波隐身器件，属于电磁波隐身领域。
技术介绍
一般地，电磁波照射到物体上时，不能完全地传播到物体后面，而会在物体上发生散射，因此电磁波照射在物体上时会在物体的后面产生阴影，物体后面的处在阴影区域中的背景就被物体挡住了不能被探测到。理想的电磁波隐身技术能够使电磁波能够绕过被隐身的物体，并在物体的另一边按照原来的路径出射，从而使物体的后面不产生任何阴影，物体后面的背景或者其他物体也因此不会被前面的物体挡住，这种情况下相当于物体不存在的情况、也即电磁波没有照射到物体上的情况一样，从而使物体得到完美的隐身。目前已有一些电磁波隐身器件，通过利用介质材料控制电磁波传播轨迹，从而实现隐身效果，但是，这些隐身器件需要成块的介质材料，隐身器件需要很大的尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光栅电磁波隐身器件，以克服现有技术的全部或部分缺陷。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：该光栅电磁波隐身器件包括一个第一光栅、一个第二光栅、一个第三光栅和一个第四光栅，各光栅对入射的电磁波是透明且是各向同性的，各光栅的一表面为光面、另一表面为锯齿面；锯齿面上的每个“锯齿”有两个平面，其中，第一平面与光面垂直，第二平面与光面的夹角为锐角；锯齿面的顶楞为各“锯齿”的第一平面与第二平面的相交楞，锯齿面的底楞为相邻的两个“锯齿”中的其中一个“锯齿”的第一平面与另一个“锯齿”的第二平面的相交楞，各光栅的第一个“锯齿”的第一平面与光面的相交楞为第一侧楞，各光栅的最末一个“锯齿”的第二平面与光面的相交楞为第二侧楞，各顶楞、底楞和侧楞相互平行；第一光栅的第一个“锯齿”上的顶楞与第二光栅的第二侧楞重合，且第一光栅的光面与第二光栅的光面的夹角为锐角；第三光栅的第二侧楞与第四光栅的第一个“锯齿”上的顶楞重合，且第三光栅的光面与第四光栅的光面的夹角为锐角；第一光栅的光面与第四光栅的光面相互平行，第二光栅和第三光栅位于第一光栅和第四光栅之间；第一光栅和第四光栅在平行于第一光栅的光面的投影面上的正投影重合，第二光栅和第三光栅在所述投影面上的正投影重合。进一步地，入射的电磁波束与本专利技术所述第一光栅或第四光栅的光面垂直。进一步地，本专利技术隐身器件所在的背景介质与各光栅之间满足以下式(1)至式(8)所示的关系：n2sinα5＝n背景sin(α13+α5)(3)n3sinα8＝n背景sin(α14+α8)(4)在式(1)至式(8)中，n1表示第一光栅的折射率，n2表示第二光栅的折射率，n3表示第三光栅的折射率，n4表示第四光栅的折射率，n背景表示隐身器件所在的背景介质的折射率，α2表示第一光栅的第二平面与光面之间的夹角，α5表示第二光栅的第二平面与光面之间的夹角，α8表示第三光栅的第二平面与光面之间的夹角，α11表示第四光栅的第二平面与光面之间的夹角，α13表示第一光栅的光面与第二光栅的光面之间的夹角，α14表示第三光栅的光面与第四光栅的光面之间的夹角；L1表示第一光栅的第一侧楞与第二侧楞之间的距离，L2表示第二光栅的第一侧楞与第二侧楞之间的距离，L3表示第三光栅的第一侧楞与第二侧楞之间的距离，L4表示第四光栅的第一侧楞与第二侧楞之间的距离。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过设计构成整个电磁波光栅隐身器件的四个光栅的特殊结构，进一步设置四个光栅之间独特的相对位置关系，并使第一光栅和第四光栅的对应侧楞在平行于第一光栅的光面的投影面上的正投影重合，第二光栅和第三光栅的对应侧楞和顶楞在所述投影面上的正投影重合，从而利用自身独特的结构在由第一光栅和第二光栅构成的第一组光栅对与由第三光栅和第四光栅构成的第二组光栅对之间形成与现有技术不同的隐身区域。(2)本专利技术隐身器件只需使用四个光栅即可实现隐身效果，由于光栅较轻、薄，携带方便，节约成本，使用灵活。(3)在本专利技术隐身器件工作时，通过调节各光栅的材料的折射率以及各锯齿面的第一平面和第二平面的夹角即可以控制电磁波的轨迹，不需要外加电源等设备，性能稳定。(4)本专利技术电磁波光栅隐身器件可通过调整第二光栅和第三光栅之间的间距来控制隐身区域的大小。附图说明图1是本专利技术电磁波光栅隐身器件的第一光栅的结构示意图，其中，(b)是(a)的A-A截面图；图2是本专利技术电磁波光栅隐身器件的第二光栅的结构示意图，其中，(b)是(a)的A-A截面图；图3是本专利技术电磁波光栅隐身器件的第三光栅的结构示意图，其中，(b)是(a)的A-A截面图；图4是本专利技术电磁波光栅隐身器件的第四光栅的结构示意图，其中，(b)是(a)的A-A截面图；图5是本专利技术电磁波光栅隐身器件的一种实施方式的整体结构示意图；图6是图5所示隐身器件中的各光栅在平行于第一光栅的光面的投影面上的正投影的示意图；图7是电磁波束在本专利技术电磁波光栅隐身器件中传播的轨迹图；图8是电磁波束通过图7所示电磁波光栅隐身器件时的隐身效果示意图；图中，1.第一光栅的光面；2.第一光栅的锯齿面；201.第一光栅的各“锯齿”的第一平面；202.第一光栅的各“锯齿”的第二平面；BB′.第一光栅的第一侧楞；CC′.第一光栅的首端的端面上的顶楞；DD′第一光栅的第二侧楞；3.第二光栅的光面；4.第二光栅的锯齿面；401.第二光栅的各“锯齿”的第一平面；402.第二光栅的各“锯齿”的第二平面；EE′.第二光栅的第一侧楞；FF′.第二光栅的首端的端面上的顶楞；GG′.第二光栅的第二侧楞；5.第三光栅的光面；6.第三光栅的锯齿面；601.第三光栅的“锯齿”的第一平面；602.第三光栅的“锯齿”的第二平面；HH′.第三光栅的第一侧楞；II′.第三光栅的首端的端面上的顶楞；JJ′.第三光栅的第二侧楞；7.第四光栅的光面；8.第四光栅的锯齿面；801.第四光栅的“锯齿”的第一平面；802.第四光栅的“锯齿”的第二平面；KK′.第四光栅的第一侧楞；LL′.第四光栅的首端的端面上的顶楞；MM′.第四光栅的第二侧楞；9.第一光栅；10.第二光栅；11.第三光栅；12.第四光栅；13.隐身区域；14.背景介质所在区域；15a.电磁波束入射前在背景介质中的轨迹；15b.电磁波束在第一光栅内的轨迹；15c.电磁波束从第一光栅出射后的轨迹；15d.电磁波束在第二光栅内的轨迹；15e.电磁波束从第二光栅出射后的轨迹；15f.电磁波束在第三光栅内的轨迹；15g.电磁波束从第三光栅出射后的轨迹；15h.电磁波束在第四光栅内的轨迹；15i.电磁波束从第四光栅出射后在背景介质中的轨迹；16.投影面；L1.第一光栅的第一侧楞BB′与第二侧楞DD′之间的距离；L2.第二光栅的第一侧楞EE′与第二侧楞GG′之间的距离；L3.第三光栅的第一侧楞HH′与第二侧楞JJ′之间的距离；L4.第四光栅的第一侧楞KK′与第二侧楞MM′之间的距离；α1.第一光栅的第一平面和光面所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光栅电磁波隐身器件，其特征是：它包括一个第一光栅、一个第二光栅、一个第三光栅和一个第四光栅，各光栅对入射的电磁波是透明且是各向同性的，各光栅的一表面为光面、另一表面为锯齿面；锯齿面上的每个“锯齿”有两个平面，其中，第一平面与光面垂直，第二平面与光面的夹角为锐角；各“锯齿”的第一平面与第二平面的相交楞为锯齿面的顶楞，相邻的两个“锯齿”中的其中一个“锯齿”的第一平面与另一个“锯齿”的第二平面的相交楞为锯齿面的底楞，各光栅的第一侧楞为第一个“锯齿”的第一平面与光面的相交楞，各光栅的第二侧楞为最末一个“锯齿”的第二平面与光面的相交楞，各顶楞、底楞和侧楞相互平行；/n第一光栅的锯齿面与第二光栅的光面相对，且第一光栅的第一个“锯齿”上的顶楞与第二光栅的第二侧楞重合，第一光栅的光面与第二光栅的光面的夹角为锐角；第四光栅的锯齿面与第三光栅的光面相对，且第三光栅的第二侧楞与第四光栅的第一个“锯齿”上的顶楞重合，第三光栅的光面与第四光栅的光面的夹角为锐角；第二光栅和第三光栅位于第一光栅和第四光栅之间，第二光栅的锯齿面与第三光栅的锯齿面相对，第一光栅的光面与第四光栅的光面相互平行；第一光栅的第一侧楞与第四光栅的第一侧楞在平行于第一光栅的光面的投影面上的正投影重合，第一光栅的第二侧楞与第四光栅的第二侧楞在所述投影面上的正投影重合，第二光栅的第二侧楞与第三光栅的第二侧楞在所述投影面上的正投影重合，第二光栅的第一侧楞与第三光栅的第一侧楞在所述投影面上的正投影重合，第二光栅的第一个“锯齿”上的顶楞与第三光栅的第一个“锯齿”上的顶楞在所述投影面上的正投影重合。/n...

【技术特征摘要】
1.一种光栅电磁波隐身器件，其特征是：它包括一个第一光栅、一个第二光栅、一个第三光栅和一个第四光栅，各光栅对入射的电磁波是透明且是各向同性的，各光栅的一表面为光面、另一表面为锯齿面；锯齿面上的每个“锯齿”有两个平面，其中，第一平面与光面垂直，第二平面与光面的夹角为锐角；各“锯齿”的第一平面与第二平面的相交楞为锯齿面的顶楞，相邻的两个“锯齿”中的其中一个“锯齿”的第一平面与另一个“锯齿”的第二平面的相交楞为锯齿面的底楞，各光栅的第一侧楞为第一个“锯齿”的第一平面与光面的相交楞，各光栅的第二侧楞为最末一个“锯齿”的第二平面与光面的相交楞，各顶楞、底楞和侧楞相互平行；
第一光栅的锯齿面与第二光栅的光面相对，且第一光栅的第一个“锯齿”上的顶楞与第二光栅的第二侧楞重合，第一光栅的光面与第二光栅的光面的夹角为锐角；第四光栅的锯齿面与第三光栅的光面相对，且第三光栅的第二侧楞与第四光栅的第一个“锯齿”上的顶楞重合，第三光栅的光面与第四光栅的光面的夹角为锐角；第二光栅和第三光栅位于第一光栅和第四光栅之间，第二光栅的锯齿面与第三光栅的锯齿面相对，第一光栅的光面与第四光栅的光面相互平行；第一光栅的第一侧楞与第四光栅的第一侧楞在平行于第一光栅的光面的投影面上的正投影重合，第一光栅的第二侧楞与第四光栅的第二侧楞在所述投影面上的正投影重合，第二光栅的第二侧楞与第三光栅的第二侧楞在所述投影面上的正投影重合，第二光栅的第一侧楞与第三光栅的第一侧楞在所述投影面上的正投影重合，第二光栅的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚鹏宇，郑斌，陈红胜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33