光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
19
2026
-
10
时变马赛克超表面
作者：
空军工程大学 Jiafu Wang、Mengxiao Zhao、Zhuoluo Wang、Huilin Mu 团队和西北工业大学 Chang Ding 团队提出了一种时变马赛克超表面（TVMM），用于实现可编程多音伪多普勒效应。通过将孔径分割成独立且连续调制的空间通道，每个通道被赋予不同的线性相位斜坡频率，TVMM能够同时生成多个可控的伪多普勒分量。本文设计、制造并实验表征了一个X波段变容二极管加载的原型，该原型在9.1–10.9 GHz频率范围内展现出接近300°的连续反射相位可调谐性，并且在斜入射下具有良好的鲁棒性。利用直接频谱分析和基于逆合成孔径雷达（ISAR）的可视化协议验证了多音频谱状态，其中伪多普勒频率被线性映射到空间位移。复杂的飞机散射仿真和消声室实验一致验证了单音、均匀/非均匀多音和密集簇伪多普勒频谱状态。这种马赛克式时变架构为可编程电磁频谱工程建立了一种通用策略，在自适应传感、动态散射控制和雷达特征管理方面具有潜在的应用价值。
研究成果于 2026 年 9 月 9 日以“Time-Varying Mosaic Metasurface Architecture Enabling Programmable Multi-Tone Pseudo?Doppler Spectral Engineering”为题发表于《Advanced Functional Materials》。
图1：用于可编程多音电磁频谱工程的TVMM的概念图和验证
图2：（a）ISAR成像中转盘模型的示意图
图3：包含电压偏置变容二极管的可寻址超构原子的设计
图4：（a，b）反射系数测量的实验装置
图5：未调制情况和五种调制方案的多普勒频谱
图6：模拟波音727数据成像结果
图7：实验装置和调制波形
图8：测量的 TVMM ISAR 成像结果
图9：局域多音多普勒频移调制的ISAR可视化结果
来源：optics光学世界
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