[发明专利]用于发射ZENNECK表面波的各向异性本构参数

说明书

提供了与可以被用于发射Zenneck表面波的各向异性本构参数(ACP)相关的各种示例。在一个示例中，ACP系统包括分布在诸如例如陆地介质之类的介质上方的ACP元件的阵列。ACP元件的阵列可以包括在陆地介质上方以一个或多个朝向定位的径向电阻性人工各向异性电介质(RRAAD)元件的一个或多个水平层。ACP系统可以包括在垂直于一个或多个水平层的第三朝向上分布在陆地介质上方的垂直无损人工各向异性电介质(VLAAD)元件。ACP系统还可以包括分布在陆地介质上方的水平人工各向异性磁导率(HAAMP)元件。ACP元件的阵列可以分布在发射结构周围，发射结构可以用电磁场激励以促进Zenneck表面波的发射。

背景技术

Jonathan Zenneck在1907年中首次发表了Zenneck表面波(ZSW)的特性的基本理论。对波动方程的Zenneck解决方案，如从麦克斯韦场方程导出的，就方向传播常数以及各种电场和磁场向量场分量之间的阻抗关系在理论数学中确切地描述了这种波的特性和行为。术语“Zenneck表面波”(ZSW)是指独特的波传播模式，其中电磁能量通过并沿着有损和无损电介质(诸如地球和空气)之间的界面从点到点引导。电能的常规电力线输送是通过由跨越塔到塔或杆到杆的传输线导线引导的电磁波完成的。辐射的电能，如用于收音机、电视和蜂窝电话的电能，是不受引导的并且在其行进时会向各个方向散布，在遇到地球表面和其它物体时会在多个方向上反射和折射。

ZSW存在于导体引导的波与从天线发射和传播的波之间的域中。具体而言，ZSW利用每当波照到地球时在地球的表面中感应出的电流密度，其传播特点包括与地表的复杂布鲁斯特(Brewster)入射角。当光以一定角度照到高速公路上时，看到熟悉的布鲁斯特效应，使得反射看起来像是来自位于道路平面上的水池，甚至是一面镜子。ZSW所需的布鲁斯特角的“复杂”特征是指存在于包括Zenneck表面波的场分量之间的相位关系。

发明内容

本公开的各方面涉及包括各向异性本构参数(ACP)元件的系统、方法和装置，这些元件可以被用于发射或接收Zenneck表面波(ZSW)或其它类型的表面波。在一个方面，其中，一种被引导表面波装置包括发射结构或接收结构；以及在发射结构或接收结构周围分布在陆地介质上方的各向异性本构参数(ACP)元件的阵列，ACP元件的阵列包括：定位在陆地介质上方的第一多个径向电阻性人工各向异性电介质(RRAAD)元件，第一多个RRAAD元件包括在第一朝向上延伸的一个或多个系列的互连的RRAAD元件，其中第一多个RRAAD元件在陆地介质上方一定高度处形成水平层。在一个或多个方面，ACP元件的阵列可以是圆柱形阵列，一个或多个系列的互连的RRAAD元件中的每个线性地定向在ρ方向上。

在各个方面，ACP元件的阵列可以包括RRAAD元件的第二水平层，其定位在分布在陆地介质上方一定高度处的RRAAD元件的水平层上方并且基本上与其平行。RRAAD元件的第二水平层可以包括定位在水平层中的第一多个RRAAD元件上方的第二多个RRAAD元件，第二多个RRAAD元件包括在第一朝向上延伸的一个或多个系列的互连的RRAAD元件。ACP元件的阵列可以包括定位在陆地介质上方的第二多个RRAAD元件，第二多个RRAAD元件包括在相对于第一朝向的第二朝向上延伸的一个或多个系列的互连的RRAAD元件，其中第一多个RRAAD元件和第二多个RRAAD元件在陆地介质上方一定高度处形成水平层。第一多个RRAAD元件的一个或多个系列的互连的RRAAD元件和第二多个RRAAD元件的一个或多个系列的互连的RRAAD元件的RRAAD元件可以与那个系列中的相邻元件隔开既定距离。ACP元件的阵列可以是矩形阵列，其中第一多个RRAAD元件的一个或多个系列的互连的RRAAD元件线性地定向在x方向上，第二多个RRAAD元件的一个或多个系列的互连的RRAAD元件线性地定向在基本上垂直于x方向的y方向上。