【仪表网 研发快讯】近期，中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光与光电功能材料部红外光学材料研究中心董红星研究员和张琤研究员团队在多光谱兼容伪装超表面研究中取得进展。相关研究成果以“Optically transparent metasurface with multispectral-compatible camouflage and millimeter-wave transmission window”为题发表于IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques。

 

　　伪装是自然界中许多物种为了生存而进化出的一种本能，使它们能够实现环境自适应以躲避天敌或捕猎。在人类社会中，伪装技术可以降低被敌方侦查发现的概率，显著提高装备系统的整体生存能力。然而，随着多光谱探测技术的快速发展，传统单波段伪装技术难以满足复杂环境下多波段、多功能和兼容性的实际需求，这使得开发多光谱兼容的伪装技术变得至关重要。
 

　　针对上述问题，研究团队采用高占空比ITO方形贴片、低占空比ITO圆环以及方环孔径型金属网栅构造分层超表面，在400–800 nm实现了52%的平均光学透过率，因此可直接覆盖于传统伪装涂层表面实现不同环境背景下的可见光伪装，同时在8–14 μm红外大气窗口的发射率为~0.3，从而实现低发射率红外伪装。在雷达频段，研究提出的超表面在7.6–16.4 GHz的宽带频率范围内实现了90%以上的电磁波吸收，同时在27.9 GHz开辟了插损仅为0.96 dB的透射窗口，验证了其雷达伪装和毫米波通信的功能。该成果突破了伪装-通信协同设计的技术瓶颈，在新一代飞行器的红外-雷达共口径探测系统和天线罩等领域具有重要工程应用价值。
 

　　相关工作得到国家自然科学基金、上海市青年拔尖人才计划等项目的支持。
 

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图1 多光谱兼容伪装超表面示意图
 

　　图2 (a) 超表面可见光伪装性能测试；(b) 超表面红外伪装性能测试；(c) 超表面雷达伪装及毫米波通信性能测试。