隱身新技術:微小天線形成抵消反射電磁場

2020-11-25 驅動之家

加拿大多倫多大學電氣與計算機工程系的研究人員利用電磁場原理,在實際應用中首次驗證了一種稀薄、可擴展和適應於不同物體類型及大小的新型「隱身」技術的有效性。相關研究成果刊登在《物理評論X》上。

開發這種功能性「隱身」技術的工作始於2006年左右,但早期系統龐大而笨重。舉個例子,你想遮掩一輛汽車,在實踐中將不得不完全採用許多層的超級材料才可將車包裹起來,以形成有效的「盾」來遮擋電磁輻射。龐大的規格和僵化的做法,使其難以真正應用。

多倫多大學教授喬治及其博士研究生麥可在設計中,通過放置在物體周圍的一些微小天線形成輻射電磁場,以抵消或「吸收」隱形對象所有的電磁波散射。麥可說:「我們採取了電氣工程的方法,而更令人高興的是它非常實用。」

想像一個立在街頭的郵筒,光線落在其上反彈到你的眼中時,你就看到了它。而當無線電波擊中它並反彈到雷達探測器時,便可檢測到它的存在。新系統將這個郵筒包裹在一層微小的天線輻射場裡,抵消了任何可能反彈回來的波。由此,雷達將無法探測到該郵筒。

麥可解釋說:「這是一個與以往不同的非常簡單的方法。不需要用多麼厚的超級材料外殼將隱身的物體覆蓋,而只是在其周圍環繞一層微小天線,這樣向內呈輻射狀形成了一個可以抵消物體反射的場。

研究人員在實驗中採用一些環形天線有效地讓一個金屬圓筒「消失」於無線電波的探測。目前的天線線圈必須手動調和以適應需要抵消的電磁頻率,但它們可以被列印和變成平面狀,未來既可以充當傳感器,也可作為發射天線,在現實應用中可以適應不同的波長,非常像降噪耳機的技術。

至於應用,除在軍事領域外,這種隱形技術還可用於「消除」障礙物,例如,把幹擾蜂窩網絡基站信號的建築物隱藏起來便於信號自由通過。此外,該系統還可以改變隱形對象的信號,使其顯得更大或更小,甚至轉移到太空中。

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