基于天線的隱形斗篷解決方案

幾年前，已經(jīng)有許多的研究結(jié)果證實(shí)能夠從金屬材料中建構(gòu)出隱形斗篷──透過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(xù) 投入開發(fā)，但卻仍無法使這項(xiàng)研究走出實(shí)驗(yàn)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(jī)相同原理的新開發(fā)途徑，可望使隱形斗篷實(shí)現(xiàn)商用化。

“我們也曾試著用超穎材料來打造隱形斗篷，但較大的問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(dāng)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?shù)睦硐敫拍?，但并不?shí)用。”

多倫多大學(xué)教授George Eleftheriades(左)與博士候選人Michael Selvanayagam展示開發(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圍裝上微型天線，并調(diào)整至可讓物體發(fā)生隱藏或偽裝的同一頻段。天線接著會(huì)發(fā)出 一種信號來抵銷反射信號，從而有效地偽裝該物體。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員們能以12磁偶極回路的天線數(shù)組有效地隱形金屬圓柱。透過改變控制電流施加于每一數(shù)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，透過調(diào)整各種配置的重量，他們還能夠展現(xiàn)物體如何偽裝成各種不同的尺寸大小或出現(xiàn)在不同的 位置，這是過去采用超穎材料從未被證實(shí)的新發(fā)現(xiàn)。

“透過天線，你不必在物體周圍改變傳輸無線電波-天線可自動(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(jī)的原 理，”Eleftheriades解釋，“這是一種能夠付諸實(shí)際應(yīng)用的方式，對于電子工程師而言，也是一個(gè)完美的途徑，因?yàn)槲覀兡軌蛘想娮优c控制，使其 得以讓物體隱形，我們能改變其散射截面，使其得以看起來更小或類似不同材質(zhì)，或甚至改變其所在位置等-這些都可透過調(diào)整微型天線而實(shí)現(xiàn)。”

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

未來，研究人員們打算進(jìn)一步試驗(yàn)采用天線數(shù)組偵測輸入信號的自適應(yīng)電子組件，然后再相應(yīng)地調(diào)整其重量。這種自適應(yīng)的方法也可以根據(jù)用戶或系統(tǒng)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(jī)以外，研究人員們希望該系統(tǒng)也能應(yīng)用在民用領(lǐng)域，如透過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。從理論上來看，在納米天線技術(shù)日趨完善后，這種方法應(yīng)該也適用于可見光波段。