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东南大学隐身衣AM补偿多普勒频移骗过检测器

发布时间:2022年04月29日    点击:[1]人次

东南大学隐身衣《AM》:补偿多普勒频移,骗过检测器

可使物体“消失”的隐身斗篷是帮助哈利波特从霍格沃茨偷溜的神奇道具,也是很多科幻小说的必备神器。在科学家的努力下,这一魔法正在逐步变为现实。

多普勒效应是波源和观察者有相对运动时,观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象,在日常生活中十分常见中国机械网okmao.com。例如警车汽笛的声调会随着与听者距离之间而变,距离越近,汽笛频率越高,距离越远,频率越低。光线也以类似的方式发生改变。当物体和观察者距离不断靠近时,光频逐渐提高,从红色波长变成蓝色波长。随着光源距离观察者越来越远,光频逐渐降低,从蓝色变成红色。检测器通过感知多普勒频率变化,不仅能测量目标的距离变化率(速度),而且还能从稳定杂波中将运动目标回波分离出来。而多普勒隐形斗篷,可以通过补偿多普勒频移来隐藏运动物体的运动速度,从而蒙蔽检测器的双眼,实现隐身的目的。

但是,目前的斗篷只能用于隐藏不涉及动量变化的静止物体,或者仅能通过人工辅助实现对运动物体的隐藏。理想的多普勒斗篷应当能够自动感测外部不断变化的速度,然后自行调整其工作状态以保证“隐蔽性”。为了实现针对运动物体的智能隐形,东南大学蒋卫祥教授、崔铁军教授以及新加坡国立大学仇成伟教授合作将基于变容二极管的时间调制超薄超颖表面与由速度传感器和其他控制组件以及快速算法组成的智能时变控制系统集成在一起。创建的智能多普勒隐身衣可以无人工辅助的情况下,通过自动感应速度变化自适应地补偿不同的多普勒频移,从而掩盖运动对象真实的运动状态。对于任意极化的入射波,该隐形斗篷都可以在很宽的频带内成功实现多普勒掩盖效应。文章以Smart Doppler Cloak Operating in Broad Band and Full Polarizations为题发表在《Advanced Materials》上。

在预期的应用场景下,车辆以速度Vt朝向静止的检测器移动,但由于多普勒斗篷的存在,检测器检测到的回波频率fd与源频率f0相同,频移为零,因此目标车辆在检测器“看”来是静止的,即使它正在飞速移动。

该斗篷可在宽带和全极化模式下运行,具有很高的自适应性,可以实时隐藏移动系统中发生的多普勒效应,且无需人工控制。智能多普勒斗篷将高性能的时间调制超颖表面与智能时变控制系统相结合,该系统可以根据变化的速度自行改变输出调制信号。该工作解决了与隐身衣设计相关的两个主要问题(带宽和极化),加速了隐身衣设备朝向实际应用的进程,推动了其在智能伪装系统,多普勒雷达,传感器,卫星通信,和车联网等方面的应用。

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