基于天線(xiàn)的隱形斗篷解決方案

幾年前，已經(jīng)有許多的研究結果證實(shí)能夠從金屬材料中建構出隱形斗篷──透過(guò)金屬與絕緣體的組成，可讓信號在物體之間進(jìn)行傳輸。然而，盡管其后仍持續 投入開(kāi)發(fā)，但卻仍無(wú)法使這項研究走出實(shí)驗室。如今，加拿大多倫多大學(xué)(University of Toronto)展示了一種采用與降噪頭戴式耳機相同原理的新開(kāi)發(fā)途徑，可望使隱形斗篷實(shí)現商用化。

“我們也曾試著(zhù)用超穎材料來(lái)打造隱形斗篷，但較大的問(wèn)題是這種材料必須要夠厚才行，”多倫多大學(xué)教授George Eleftheriades表示，“所以，當你想掩飾掉一個(gè)大型物體時(shí)，隱形斗篷就會(huì )變得非常巨大且十分笨重── 即使超穎材料是一個(gè)可讓物體傳輸的理想概念，但并不實(shí)用。”

多倫多大學(xué)教授George Eleftheriades(左)與博士候選人Michael Selvanayagam展示開(kāi)發(fā)隱形斗篷的新方法。

因此，Eleftheriades決定不再采用超穎材料，他在待隱形的物體周?chē)b上微型天線(xiàn)，并調整至可讓物體發(fā)生隱藏或偽裝的同一頻段。天線(xiàn)接著(zhù)會(huì )發(fā)出 一種信號來(lái)抵銷(xiāo)反射信號，從而有效地偽裝該物體。在實(shí)驗中，研究人員們能以12磁偶極回路的天線(xiàn)數組有效地隱形金屬圓柱。透過(guò)改變控制電流施加于每一數組 元素的重量，金屬圓柱就能以向前或向后的方向有效地隱形。此外，透過(guò)調整各種配置的重量，他們還能夠展現物體如何偽裝成各種不同的尺寸大小或出現在不同的 位置，這是過(guò)去采用超穎材料從未被證實(shí)的新發(fā)現。

“透過(guò)天線(xiàn)，你不必在物體周?chē)淖儌鬏敓o(wú)線(xiàn)電波-天線(xiàn)可自動(dòng)偵測輸入信號并反饋一個(gè)可用于抵消的信號，這有點(diǎn)像是降噪耳機的原 理，”Eleftheriades解釋?zhuān)?ldquo;這是一種能夠付諸實(shí)際應用的方式，對于電子工程師而言，也是一個(gè)完美的途徑，因為我們能夠整合電子與控制，使其 得以讓物體隱形，我們能改變其散射截面，使其得以看起來(lái)更小或類(lèi)似不同材質(zhì)，或甚至改變其所在位置等-這些都可透過(guò)調整微型天線(xiàn)而實(shí)現。”

該研究小組還包括博士候選人Michael Selvanayagam，他們聲稱(chēng)這種基于天線(xiàn)的隱形斗篷解決方案，由于采用的平面環(huán)形天線(xiàn)可印刷在像皮膚一樣薄的物體上，因而能讓物體看起來(lái)可擴展到相當大，也可以做得很薄。

未來(lái)，研究人員們打算進(jìn)一步試驗采用天線(xiàn)數組偵測輸入信號的自適應電子組件，然后再相應地調整其重量。這種自適應的方法也可以根據用戶(hù)或系統的需要而實(shí)時(shí)改變物體外形。

除了隱藏和偽裝軍事載具與偵測飛機以外，研究人員們希望該系統也能應用在民用領(lǐng)域，如透過(guò)隱藏讓信號更自由地傳送，從而減少因蜂窩式基站產(chǎn)生的干擾。從理論上來(lái)看，在納米天線(xiàn)技術(shù)日趨完善后，這種方法應該也適用于可見(jiàn)光波段。