Ученые создали невидимую сетку для антенн

Ученые из Чжецзянского университета в Японии и Массачусетского технологического института в США создали металлическую сетку, которая также проницаема для электромагнитного излучения определенной частоты, как и воздух. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proocedings of the National Academy of Sciences.

Исследователи, опираясь на аналитические выкладки, а также используя программу-симулятор CST Microwave Studio, позволили описать форму, которая придает материалу рекордно низкие амплитуды рассеяния, иными словами, физические свойства рассеянного излучения мало будут отличимы от излучения, входящего в материал.

Гофрированная форма позволяет выравнивать частоты рассеянных волн внутри материала. Это достигается благодаря тому, что провода состоят из двух типов цилиндров разного диаметра и длины, которые идут друг за другом, как бусины. Объект из гофрированных проводов ни отражает, ни преломляет излучение под любым углом падения в свободном пространстве. 

Ученые создали образец материала, который состоял из сетки соединенных между собой медных кубиков, помещенной между двумя диэлектрическими слоями полисульфона. Толщина листа достигала 7 миллиметров. Чтобы сделать сетку, ученые сначала распечатали на 3D-принтере пластиковую модель сетки. Затем с помощью процесса напыления металла на пластик наносился слой медной пленки в 50 микрометров. Для демонстрации невидимости на микроволновой частоте металлическая сетка была помещена около монопольной антенны на расстоянии в 20 миллиметров. В антенну подавался широкополосной сигнал, по другую сторону сетки располагалась приемная антенна, регистрирующая распространение излучения. 

Результаты исследования показали, что излучение частотой в 10,4 гигагерц распространялось без помех, и при этой частоте сетка обладала электромагнитными свойствами, подобными свойствам воздуха. Амплитуды рассеянных волн были меньше 1 децибел. Тот же результат получился, когда применялось несколько слоев сетки. При этом простой слой полисульфона той же толщины в 7 миллиметров вызывал сильное рассеяние излучения.

Для создания невидимых объектов применяются метаматериалы — материалы, которые состоят из нескольких слоев различных веществ. Это придает метаматериалам определенные оптические свойства, которые позволяют изменить путь электромагнитных волн, направляя их в обход маскируемого объекта. В 2008 году группа из Калифорнийского университета в Беркли добилась трехмерной невидимости, создав сетку из метаматериалов, не отражающую и не поглощающую световые лучи.

Александр Еникеев