[发明专利]一种热电双场双功能器件及设计方法

权利要求书

1.一种热电双场双功能器件，其特征在于，包括由内至外包裹设计的核心区、第一层壳、第二层壳，所述的核心区为用于实现器件在某一背景基质中的热场和电场下的多重功能，包括热场和电场下均进行精准探测、热场和电场下均进行隐身、热场下精准探测而电场下隐身、热场下隐身而电场下精准探测，

所述的精准探测是指核心区的温度和电势分布和背景基质中的温度和电势分布完全相同，且背景基质中的温度和电势分布不受功能器件的存在而引起扰动，

所述的隐身功能是指核心区的温度和电势分布为定值，温度和电势梯度趋近于零，且背景基质中的温度和电势分布不受功能器件的存在而引起扰动。

2.根据权利要求1所述的一种热电双场双功能器件，其特征在于，所述的核心区、第一层壳、第二层壳和背景基质均分别为各向同性材料，热导率依次为κ₁、κ₂、κ₃、κ₄，电导率依次为σ₁、σ₂、σ₃、σ₄。

3.根据权利要求1所述的一种热电双场双功能器件，其特征在于，κ₁≠κ₂≠κ₃，σ₁≠σ₂≠σ₃，且κ₁＜κ₄，σ₁＜σ₄。

4.根据权利要求1所述的一种热电双场双功能器件，其特征在于，所述的核心区、第一层壳、第二层壳的几何中心重合。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的热电双场双功能器件的设计方法，其特征在于，该方法包括：

确定核心区、第一层壳、第二层壳的几何参数；

确定核心区和背景基质的材料参数；

利用中性夹杂原理，根据核心区、第一层壳、第二层壳的几何参数以及核心区和背景基质的材料参数求解第一层壳和第二层壳的材料参数。

6.根据权利要求5所述的一种热电双场双功能器件的设计方法，其特征在于，当核心区需要实现精准探测，基于核心区、第一层壳和第二层壳的几何参数，以及核心区和背景基质的材料参数，求解第一层壳和第二层壳的热导率和电导率。

7.根据权利要求5所述的一种热电双场双功能器件的设计方法，其特征在于，当核心区需要实现隐身功能时，第一层壳设置为绝缘材料，基于核心区、第一层壳和第二层壳的几何参数，以及核心区和背景基质的材料参数，求解第一层壳和第二层壳的热导率和电导率。

8.根据权利要求7所述的一种热电双场双功能器件的设计方法，其特征在于，当核心区需要实现热电双场下的隐身功能时，第一层壳设置为热电绝缘材料，基于核心区、第一层壳和第二层壳的几何参数，以及核心区和背景基质的材料参数，求解第二层壳的热导率和电导率。

9.根据权利要求7所述的一种热电双场双功能器件的设计方法，其特征在于，当核心区需要实现热场下精准探测而电场下隐身功能时，第一层壳设置为电绝缘材料，基于核心区、第一层壳和第二层壳的几何参数，以及核心区和背景基质的材料参数，求解第一层壳的热导率、第二层壳的热导率和电导率。

10.根据权利要求7所述的一种热电双场双功能器件的设计方法，其特征在于，当核心区需要实现热场下隐身而电场下精准探测功能时，第一层壳设置为热绝缘材料，基于核心区、第一层壳和第二层壳的几何参数，以及核心区和背景基质的材料参数，求解第一层壳的电导率、第二层壳的热导率和电导率。