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变换光学开发出新映射方法 未来或可实现隐身能力

导读: 玛丽女王大学的专家使用变换光学技术开发出一种映射方法,分析了原始曲面透镜怎样弯曲电磁波,并计算了怎样将这种功能转移到更紧凑的平面透镜。

  玛丽女王大学的专家使用变换光学技术开发出一种映射方法,分析了原始曲面透镜怎样弯曲电磁波,并计算了怎样将这种功能转移到更紧凑的平面透镜。大学的研究人员通过调整填充颗粒的体积分布,就能实现平面的伦伯透镜。开发的新的平面设备的介电常数可以模仿原来的曲面。

  在某些方面,这种方法类似于创建一个光学的菲涅耳透镜。但天线设计所涉及的变换光学的数学计算更为复杂。由于操纵的对象是无线电波和微波而不是可见光,所以这种超材料和设备的大小在微米尺度。

  这不同于以前开发的“传统”超材料天线。第一代超材料天线一般将活性电子原件以阵列或超晶格的形式层压到印刷电路板上,而BAE系统公司此次开发的设备仅仅利用了超材料复合材料基板的电磁性能。早期的超材料天线带宽有限,BAE此次开发的天线具有更广泛的频率范围。测试带宽从1-2GHz到18-20GHz。

  这种复合材料技术的优点在于其灵活性。制备可以采用标准的复合方法,并可调整聚合物基体或填料的色散、位置、分级、粒子形状来实现需要的电磁特性。

  在实践中,导电粒子、棒、线都可以用来调节聚合物或是陶瓷基体的电磁参数。填料的特征尺寸决定了与他们最强烈的相互作用的波长。高分辨3D打印工艺能够辅助生产调整天线的电磁特性所需的精密结构的超材料。

  目前该研究团队正在努力将此技术成熟化并将尝试其集成到一个平台上。除了天线小型化之外,未来超材料天线也可以缩减雷达横截面积、减少飞机反射,实现隐形能力。

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