主动式“斗篷”抑制散射光 或开启宽带隐形

浏览次数:175 时间:2018-09-15

  据物理学家组织网近日报道,美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员提出了第一个使用外部电池汲取能量显著扩大其操作带宽的隐形装置设计,使物体在更大的频率范围上不被无线传感器检测到,而其应用领域也将不再局限于隐形,甚至可对无线通信和生物医学传感等设备进行改进。该研究成果刊登在最新一期的《物理评论快报》上。

  迄今,各种隐形斗篷实现的技术是被动的,意味着在设计上它们不能从外部电源获得能量。而通常基于超材料(先进的人造材料)或超颖表面(柔性、超薄材料),抑制反弹物体光的散射,使其不被看到。当斗篷和物体散射场发生冲突,它们便相互抵消,整体效果就是透明的无线电波探测器。在特定设计的频率,它们可以抑制100倍或更多的检测能力。

  该大学科克雷尔工程学校的副教授安德烈及其团队提出设计了这个主动式斗篷。这种主动式斗篷使用电池、电路和放大器提高的信号,使在更大的频率范围内降低散射成为可能。这样的设计涵盖了非常广泛的频率范围,将提供一个到目前为止最大宽带和强大性能的斗篷。此外,与传统的斗篷相比,这种被建议的主动技术可以做到更薄并不太显眼。研究人员说,“之前的许多隐形设计仅限于特定波长或特定频率的操作。而我们的这种设计可以有在多重波长下抑制各种散射光”。

  在10月份《物理评论》杂志刊登的一篇相关论文中,研究人员证明,现有的被动式斗篷解决方案从根本上限制了操作带宽,不能提供宽带的隐形。在某些频率上来看,被动隐形的物体可能确实变得透明,但如果用由许多颜色构成的白光照明,就必然成为用斗篷比不用更为明显。之前的隐形技术都遵循福斯特定理,这限制了它们在广泛的频谱取消散射的整体能力。而新设计方案中的主动式斗篷沿着遮蔽的表面引入合适的放大器,可打破福斯特定理的基本限制,不用增加频率就可显著扩大带宽的操作。

  研究人员正在继续优化设计,并计划建立一个原型。该隐形斗篷可用来抑制邻近天线产生发射和接收天线的干扰,以提高无线通信,也可用来改进生物传感、近场成像和能量收集的设备。(华凌)

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