射时，入射电磁波在保护区域处发生散射，保护区域受到电磁波照射，散射效果如图
1（b）所示。 
　　此时我们在区域

2 中引入一定特性的材料以实现对电磁波路径的偏移，使其绕射过保

护区域。这种偏移是对波的实际物理传播路径的材料特性进行设计。在区域

2 中将入射电磁

波由横向传播引导至向上侧发生偏移而绕过保护区域。在区域

2 中电磁波的物理传播空间

（

x

’，y’，z’）和虚拟传播空间（x，y，z）的转换关系为 

　　其中

k 为路径的弯折率，我们将其设置为 1，那么最终电磁波的传播路径如图 2 所示。

可以发现电磁波在区域

2 中材料的引导下发生了偏移，绕射过了保护区域，实现了对保护

区域电磁屏蔽的目的。如果我们将

k 值变小，波的偏移程度会变小。因此对于不同尺寸的保

护区域我们需应用不同的

k 值进行路径引导，以实现将电磁波绕射过保护区域的目的。 

　　

2 电磁波路径引导组合方法 

　　在上面所设计的路径引导方式的基础上对变换区域进行组合，那么便可以实现电磁波
任意路径的引导。如图

3 所示，区域 1、区域 3 和区域 5 为空气区域，我们将区域 2 和区域 4

中引入变化材料以使电磁波绕射过保护区域后仍能按照原路径传播。区域

2 和区域 4 中的空

间变换关系如式（

1），最终材料特性如式（5）。所不同的是区域 2 和区域 4 中正负相反。

我们设定区域

2 中 k=1，而区域 4 中 k=-1。最终电磁波的传播路径如图 3 所示。可以发现入

射电磁波完全绕射过了保护区域，并且在绕过此区域后仍然按照原路径传播。

 

　　

3 结论 

　　针对于大型供电及发电场所的电磁辐射问题，本文提出了一种对于电磁波的电磁屏蔽
方法，此方法不受电磁辐射强度的限制。其基于光学变换理论，将电磁波的物理传播空间和
虚拟传播空间进行变换，实现了对电磁波的传播路径进行引导。我们对路径引导中应用到的
超材料材料参数进行了计算，并分析了不同取值对传播路径的影响。最终实现了电磁波在保
护区域外的绕射，达到了电磁屏蔽的目的

 

　　参考文献

 

　　

[1]周志付，姜若婷，劳国强.电磁污染及其防护对策.电力环境保护，21（1）2005：60-

62. 
　 　

[2]E.Unal ， A.Gokcen ， and  Y.Kutlu."Effective  electromagnetic  shielding ， "Microwave 

Magazine，7（4）， IEEE，2006：48-54. 
　 　

[3]M.Sonehara ， S.Noguchi ， T.Kurashina ， T.Sato ， K.Yamasawa ， and 

Y.Miura."Development of an electromagnetic wave shielding textile by electroless Ni-Based alloy 
plating，" IEEE Transactions on Magnetics，45（10）.2009：4173-4175. 
　 　

[4]J.B.Pendry ， D.Schurig ， D.R.Smith ，

“ Controlling  electromagnetic 

fields，

”Science，312：1780-1782， Jun.2006. 

　 　

[5]H.Chen ， C.T.Chan ，

” Transformation  media  that  rotate  electromagnetic 

fields

”Appl.Phys.Lett.90，241105，Jun.2007. 

　　

[6]X.Zang，C.Jiang，

“Two-dimensional electromagnetic superscatterer and superabsorber.” 

Opt.Express，2010，18：6891-6899.