研究团队演示了新型“多普勒隐形斗篷”，通过使运动物体呈现静止状态来躲避雷达捕捉。该装置利用雷达系统所特有的信息处理机制，通过操控雷达信号实现隐形效果，为传统雷达吸波材料提供了一个相辅相成甚至替代的隐身方案。  

研究共同作者、巴黎楠泰尔大学的Shah Nawaz Burokur教授在电子邮件中指出：“多普勒隐形斗篷使其搭载平台（飞机、舰船、坦克）对雷达隐形。它的工作原理是欺骗雷达，使其误认为底层平台不存在运动物体。鉴于多数雷达都会滤除静止物体，那么目标也会被滤除，不被雷达发现。”

多普勒隐形技术的重大意义

长期以来，雷达探测领域的隐形技术侧重于缩小某个物体的雷达截面，即减少反射回源头的雷达能量。这种方法尽管有效，但也存在局限，对于无人机等小型廉价平台尤其如此，因为它们可能无法搭载昂贵的雷达吸波涂层或复杂的造型结构。

多普勒隐形斗篷的工作原理不尽相同。雷达通过测量多普勒频移来探测运动，即目标动作所导致的反射信号频率变化。通过实时修改入射雷达波的相位，多普勒隐形斗篷能够抵消此类频移，将运动物体伪装成看似静止的“杂波”，比如树木或建筑物。

Burokur解释称：“多普勒隐形斗篷并非通过缩小雷达截面来实现隐形。它利用了雷达系统的独特信号处理机制，对其实施欺骗或愚弄。多普勒斗篷的效能，取决于足以覆盖360度相位范围的超表面能力，以及对入射雷达波形的精确认知。”

这项技术采用了非常规的隐形机制，因此既能结合现有方法以增强效果，也能通过单独应用，为低成本平台提供一个躲避探测的新途径。

新型隐形斗篷的工作原理

Burokur团队开发的这一装置结合了计算机模拟和实验研究，基于专门设计的超表面材料构建。这种超薄材料由精确排列的微结构模型组成，可以控制雷达信号等电磁波的行为。与天然材料不同，这些人造表面能够弯曲、吸收或偏移雷达波，因此在从先进通信到隐形技术的多个领域都颇具应用潜力。

在雷达领域，信号的类型非常重要。连续波雷达会发射稳定不变的单音信号，如同按住钢琴上的单个琴键。这种类型虽然简单但存在局限性，在现代系统中已很少采用。但在实际应用中，多数雷达都会选择调频信号，雷达波的音高在其中以受控方式变化，更像是手指在多个钢琴键上上下翻飞。这种调制方式虽然方便测量物体的距离和速度，但也大幅增加了躲避雷达的难度。

在该团队的概念验证设计中，超表面采用的是圆形金属盘结构，内嵌八个被称为变容二极管的微型电子元件。通过实时调整二极管电容，超表面会改变入射雷达波的频率，以抵消广泛频率范围内的多普勒频移。Burokur表示：“这项研究的关键发现是，在遭遇实际部署的雷达波形照射时，多普勒隐形斗篷可能实现隐身。”这是首次演示适用于广泛部署的调频雷达信号的隐形斗篷，此前研究人员所测试的均为连续波信号。

测试表明，原型装置可在约350兆赫工作频率 ±50兆赫带宽范围内抑制多普勒信息，并缩小雷达截面，从而额外增加一个隐形层。

如何应对挑战

多普勒隐形技术的前景看好，但仍面临多种困难。Burokur解释：“这项特定技术面临两大挑战。首先，超表面要能共形，即需要适应平台的曲率，方可应用于某个平台的任何位置。其次，超表面需要掌握区域内的雷达信号频率与抵达角度。”这意味着需将隐形斗篷与能够实时探测雷达信号的传感器进行集成，或为其配备独立探测系统。

研究团队认为超表面技术已经接近实际应用，仅需使其贴合复杂表面并集成必要的探测能力。Burokur提到：“就超表面自身而言，技术已经基本成熟，只需完成昂贵但技术简单的共形工艺开发。更大的一个难点在于如何将传感器集成至超表面本身。这需要更多时间，但全球已有多个团队完成首次演示。五年之内，这项技术有望成熟。”

展望未来

除了军事隐形领域，电信领域也可应用多普勒隐形斗篷，即通过类似的超表面设计来操控信号频率，实现更高效的数据传输。这种方法还可适配高频系统，开启了雷达领域以外的应用可能性。

目前，成功演示对实际部署的雷达波形隐匿运动轨迹的隐形斗篷，标志着隐形技术研究领域的一项里程碑。Burokur指出这一概念既可作为现有隐形系统的一项附加功能，也可作为一个经济的解决方案，适用于其常规雷达截面不可缩小的平台。

Advanced Physics Research 是一本开放获取期刊，致力于发表涵盖物理学全领域的高质量研究。该期刊为全球物理学界提供一个充满活力的开放平台，致力于传播基础物理和应用物理领域的创新性研究成果。其范围广泛，涵盖从凝聚态物理、光子学到量子技术和生物物理等多个方向，致力于促进前沿研究的快速传播与广泛获取。

参考文献：

Reference: Lopez T., Lepetit T., Ratni B., Burokur S.N., Metasurface Doppler Cloak for Broadband Radar Stealth, Advanced Physics Research (2025). DOI: 10.1002/apxr.202500064.  

*封图来源：Gerald Altmann（Pixabay）