@ 2015.09.09 , 11:00

科技未来之全隐形无人机

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加州大学圣迭戈分校创建了一个新的隐形装置设计,它采用聚四氟乙烯衬底,镶嵌陶瓷圆柱体,比任何先前研发的更薄,而且不改变隐藏物体周围的光线强度。聚四氟乙烯具有低折射率,而陶瓷的折射率更高,这允许光线通过片材传播而没有任何吸收。与隐形衣相比,这项技术不仅具有隐藏能力,而且能够提高光通讯信号的速度和收集太阳能。

隐形装置对于包括无人机(U□□)的许多技术都将是有价值的,因为它有能力从视线中消失而不留下可见光、电子或红外特征被敌人探测。

创造隐形斗篷的效果提供了一个真实世界的隐蔽解决方案,它可以为军方提供空中优势。虽然这件斗篷有重大的军事应用,这项技术也将创造超越战场的连锁反应,将会提高其他多种应用的性能。

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研究人员展示了一个新颖而简单的几何方法来隐藏一个地平面上的散射体。我们用一个非常薄的介电质超表面来重塑被散射体扭曲的波阵面,以模仿平坦地平面的发射模式。要实现这样的覆盖式隐形,散射体各处的反射角必须等于入射角。我们使用一个渐变超表面并计算了实现隐形所需的相位梯度。我们的超表面在局部对波阵面提供额外的相位来补偿几何畸变引起的光路相差。我们在微波范围内使用高亚波长介质谐振器设计我们的超表面。我们使用微结构谐振器以全波时域模拟验证我们的设计,显示结果和理论匹配得很好。这种方法可以适用于在C1类(一阶导数连续)超表面下隐藏任何散射体,不仅能用在微波范围,也能用在直到可见光的更高频率上。

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研究人员们在论文中提出了一个带定制相位梯度的介电质超表面用于地毯式隐形。我们发现单个非常薄的(λ/12)全介电质超表面足以实现隐形。一旦散射体被所设计的超表面覆盖,没有观察者能从平坦表面上将它区分出来。

所提出的几何方案是通用的,适用于任何C1类表面和高达可见光的频率。建议的设计流程图给出了一个功能强大且易于使用的配方来对给定的几何体设计超表面隐形斗篷。他们已经提出一个具体的设计,而且证明了其隐身性能相对于表面离散化的鲁棒性。观察到的反射自该提议中的超表面的波阵面被证明是准平面的,几乎没有失真。以这样的设计,任何观察者只能看到一个平坦接地面,散射体是不可见的,从而有效地隐形。我们还证明,尽管设计为45度,并接受周期3%的相位提前/延迟,结果为±6度的角带宽。此外,这种用超表面弯曲电磁波的方法不仅可以用于地毯式隐形,也能聚焦光线用于制造平板光学器件,如薄膜太阳能聚光器、四分之一波片,和空间光调制器。使这些表面可重构,我们期待着这里提出的想法在可弯曲设备里找到应用。

本文译自 Next Big Future,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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