【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所先進(jìn)激光與光電功能材料部紅外光學(xué)材料研究中心董紅星研究員和張琤研究員團(tuán)隊(duì)在多光譜兼容偽裝超表面研究中取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Optically transparent metasurface with multispectral-compatible camouflage and millimeter-wave transmission window”為題發(fā)表于IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques。

 

　　偽裝是自然界中許多物種為了生存而進(jìn)化出的一種本能，使它們能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境自適應(yīng)以躲避天敵或捕獵。在人類社會中，偽裝技術(shù)可以降低被敵方偵查發(fā)現(xiàn)的概率，顯著提高裝備系統(tǒng)的整體生存能力。然而，隨著多光譜探測技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)單波段偽裝技術(shù)難以滿足復(fù)雜環(huán)境下多波段、多功能和兼容性的實(shí)際需求，這使得開發(fā)多光譜兼容的偽裝技術(shù)變得至關(guān)重要。
 

　　針對上述問題，研究團(tuán)隊(duì)采用高占空比ITO方形貼片、低占空比ITO圓環(huán)以及方環(huán)孔徑型金屬網(wǎng)柵構(gòu)造分層超表面，在400–800 nm實(shí)現(xiàn)了52%的平均光學(xué)透過率，因此可直接覆蓋于傳統(tǒng)偽裝涂層表面實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境背景下的可見光偽裝，同時(shí)在8–14 μm紅外大氣窗口的發(fā)射率為~0.3，從而實(shí)現(xiàn)低發(fā)射率紅外偽裝。在雷達(dá)頻段，研究提出的超表面在7.6–16.4 GHz的寬帶頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了90%以上的電磁波吸收，同時(shí)在27.9 GHz開辟了插損僅為0.96 dB的透射窗口，驗(yàn)證了其雷達(dá)偽裝和毫米波通信的功能。該成果突破了偽裝-通信協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)瓶頸，在新一代飛行器的紅外-雷達(dá)共口徑探測系統(tǒng)和天線罩等領(lǐng)域具有重要工程應(yīng)用價(jià)值。
 

　　相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金、上海市青年拔尖人才計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
 

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圖1 多光譜兼容偽裝超表面示意圖
 

　　圖2 (a) 超表面可見光偽裝性能測試；(b) 超表面紅外偽裝性能測試；(c) 超表面雷達(dá)偽裝及毫米波通信性能測試。