主動(dòng)式“斗篷”抑制散射光 或開啟寬帶隱形

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究人員提出了第一個(gè)使用外部電池汲取能量顯著擴(kuò)大其操作帶寬的隱形裝置設(shè)計(jì)，使物體在更大的頻率范圍上不被無線傳感器檢測(cè)到，而其應(yīng)用領(lǐng)域也將不再局限于隱形，甚至可對(duì)無線通信和生物醫(yī)學(xué)傳感等設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。該研究成果刊登在最新一期的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

迄今，各種隱形斗篷實(shí)現(xiàn)的技術(shù)是被動(dòng)的，意味著在設(shè)計(jì)上它們不能從外部電源獲得能量。而通常基于超材料(先進(jìn)的人造材料)或超穎表面(柔性、超薄材料)，抑制反彈物體光的散射，使其不被看到。當(dāng)斗篷和物體散射場(chǎng)發(fā)生沖突，它們便相互抵消，整體效果就是透明的無線電波探測(cè)器。在特定設(shè)計(jì)的頻率，它們可以抑制100倍或更多的檢測(cè)能力。

該大學(xué)科克雷爾工程學(xué)校的副教授安德烈及其團(tuán)隊(duì)提出設(shè)計(jì)了這個(gè)主動(dòng)式斗篷。這種主動(dòng)式斗篷使用電池、電路和放大器提高的信號(hào)，使在更大的頻率范圍內(nèi)降低散射成為可能。這樣的設(shè)計(jì)涵蓋了非常廣泛的頻率范圍，將提供一個(gè)到目前為止最大寬帶和強(qiáng)大性能的斗篷。此外，與傳統(tǒng)的斗篷相比，這種被建議的主動(dòng)技術(shù)可以做到更薄并不太顯眼。研究人員說，“之前的許多隱形設(shè)計(jì)僅限于特定波長或特定頻率的操作。而我們的這種設(shè)計(jì)可以有在多重波長下抑制各種散射光”。

在10月份《物理評(píng)論》雜志刊登的一篇相關(guān)論文中，研究人員證明，現(xiàn)有的被動(dòng)式斗篷解決方案從根本上限制了操作帶寬，不能提供寬帶的隱形。在某些頻率上來看，被動(dòng)隱形的物體可能確實(shí)變得透明，但如果用由許多顏色構(gòu)成的白光照明，就必然成為用斗篷比不用更為明顯。之前的隱形技術(shù)都遵循福斯特定理，這限制了它們?cè)趶V泛的頻譜取消散射的整體能力。而新設(shè)計(jì)方案中的主動(dòng)式斗篷沿著遮蔽的表面引入合適的放大器，可打破福斯特定理的基本限制，不用增加頻率就可顯著擴(kuò)大帶寬的操作。

研究人員正在繼續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并計(jì)劃建立一個(gè)原型。該隱形斗篷可用來抑制鄰近天線產(chǎn)生發(fā)射和接收天線的干擾，以提高無線通信，也可用來改進(jìn)生物傳感、近場(chǎng)成像和能量收集的設(shè)備。(華凌)