【儀表網 研發(fā)快訊】近期，中國科學院上海光學精密機械研究所先進激光與光電功能材料部紅外光學材料研究中心董紅星研究員和張琤研究員團隊在多光譜兼容偽裝超表面研究中取得進展。相關研究成果以“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化出的一種本能，使它們能夠實現(xiàn)環(huán)境自適應以躲避天敵或捕獵。在人類社會中，偽裝技術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的快速發(fā)展，傳統(tǒng)單波段偽裝技術難以滿足復雜環(huán)境下多波段、多功能和兼容性的實際需求，這使得開發(fā)多光譜兼容的偽裝技術變得至關重要。
 

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

　　相關工作得到國家自然科學基金、上海市青年拔尖人才計劃等項目的支持。
 

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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) 超表面雷達偽裝及毫米波通信性能測試。