隨著智能化裝備的發(fā)展與升級,傳統(tǒng)的電磁響應(yīng)材料與結(jié)構(gòu)難以滿足智能化需求,通過調(diào)控隱身材料本征物理參數(shù)或者改變隱身材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù),在多個頻段實現(xiàn)諧振吸收峰的移動,對信號作出響應(yīng)功能,實現(xiàn)頻率或者功能轉(zhuǎn)變,能夠改變隱身結(jié)構(gòu)對外界目標電磁波頻段的響應(yīng)能力�；谥悄茈姶彭憫�(yīng)材料、結(jié)構(gòu)、器件與系統(tǒng)四個層級,提出了相對粗略的電磁智能系統(tǒng)框架,并對各個層級進行了典型工作的梳理和簡要討論。最后,對智能電磁材料與結(jié)構(gòu)在設(shè)計、制造、集成、機理評價等方面提出了發(fā)展愿景,期望從多個方面為發(fā)展新概念電磁材料與結(jié)構(gòu),以及在此基礎(chǔ)上開發(fā)先進微波器件與系統(tǒng),提供設(shè)計基礎(chǔ)與應(yīng)用指導(dǎo),推動智能化產(chǎn)品與裝備的發(fā)展與應(yīng)用。 

【文章來源】：表面技術(shù). 2020,49(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

智能系統(tǒng)框架

在化學(xué)調(diào)控方面，可以通過外場引發(fā)相變或者引入新相實現(xiàn)。例如，南京航空航天大學(xué)姬廣斌教授等人[42]設(shè)計了一種柔性低頻雷達隱身器件，通過電壓控制，能夠?qū)崿F(xiàn)介電實部和虛部的可控調(diào)節(jié)，反射損耗值在1.5～2.0 GHz范圍內(nèi)低于-5 dB。在引入新相方面，宋維力等人[43]通過在多孔電介質(zhì)結(jié)構(gòu)中引入極性水分，調(diào)控多孔石墨烯雙三維結(jié)構(gòu)的本征電磁響應(yīng)參數(shù)，在電磁波微波頻段構(gòu)造了具有電磁響應(yīng)的三明治結(jié)構(gòu)，對電磁波的傳輸實現(xiàn)了調(diào)控。1.2 智能電磁響應(yīng)結(jié)構(gòu)與器件

需要強調(diào)的一點是，這種主動調(diào)控電磁隱身設(shè)計理念與機理不僅在微波波段能夠發(fā)揮優(yōu)異的特性，在光學(xué)波段也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的功能。如圖3所示，基于吸波材料工作機理（即1/4波長相位干涉相消原理），2019年北京理工大學(xué)方岱寧院士團隊[50]通過控制納米級硅膜的厚度（將其控制在1/4光學(xué)波長范圍內(nèi)），利用硅膜的反射襯底銅構(gòu)造相位干涉相消。在此基礎(chǔ)上構(gòu)造電化學(xué)電池，巧妙地利用電壓控制電化學(xué)電池中鋰離子在納米硅膜中的脫嵌行為，調(diào)控硅膜的本征材料參數(shù)以及厚度參數(shù)，進而驅(qū)使該器件對光線反射產(chǎn)生干擾。該器件具有很強的設(shè)計應(yīng)用前景，能改變硅薄膜的初始厚度和導(dǎo)電集流體顏色，可以任意定制所需要的顏色調(diào)控范圍。通過光刻技術(shù)，可以定制各種顯色圖案。并且，該變色系統(tǒng)和硅基鋰離子電池具有良好的兼容性，在硅基鋰離子電池的可視化實時監(jiān)控中也有巨大的應(yīng)用前景。值得注意的是，進行離位調(diào)控的其他方式，將來均可通過設(shè)計相關(guān)的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化電磁響應(yīng)。在材料層級，南開大學(xué)黃毅教授與陳永勝教授等人[51]基于石墨烯氣凝膠，提出了壓力調(diào)控電磁隱身介質(zhì)，在GHz波段內(nèi)實現(xiàn)了由體積變形引起的寬頻調(diào)頻隱身性能。在結(jié)構(gòu)層級，復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授與車仁超教授等[3]通過調(diào)整兩層陣列織物堆疊時的交互角度，改變了電磁波的極化與傳播損耗方式（組成材料沒有變化，三維空間中整體電極結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化）。當交互角度在0°～90°間時，能實現(xiàn)7.2～12.2 GHz范圍內(nèi)有效電磁隱身帶寬的調(diào)控。


本文編號：3247975