
中國西安電子科技大學的研究團隊開發了一種將電磁訊號轉換為電源和通訊源的技術,創造了一個將通訊、感測和能量收集整合到單一硬體平台中的自持電子系統。
這項技術使隱形飛機能夠吸收雷達能量,並將其用於機載系統運作和通訊。研究團隊稱之為「電磁協同隱形」。此技術的核心是可重構智慧表面(RIS),它是一種由眾多可控元件構成的平面。研究團隊表示,這項技術將對6G通訊、物聯網和智慧隱形等相關領域產生深遠影響。
該論文上個月發表在同行評審期刊《國家科學評論》。 《南華早報》報道稱,美國和中國正在競相建造天基資料中心,以支援6G系統。
從:
中國的6G智慧表面如何將雷達轉化為能源
【社論】
這項技術之所以備受關注,是因為它有可能徹底改變隱身策略的概念。傳統的隱身技術主要關注「如何躲避敵方雷達」。然而,西安電子科技大學的一個研究團隊正在重新思考雷達波,將其視為一種“可利用的資源”,而不是需要規避的目標。
重要的是,這項技術不僅僅是理論上的,而是一個經過驗證的原型,它基於超表面設計,該設計已被證明可以即時操縱電磁波,動態調整其相位和振幅。
可重構智慧表面(RIS)作為6G研究的核心技術,正吸引全球的注意。由多個可控元件組成的平面表面,透過反射和整形無線訊號,能夠提升通訊品質。西安電子科技大學(XIDS)的研究團隊已將發射、接收和能量收集三種功能整合到RIS中。
從軍事角度來看,這項技術有可能徹底改變電子戰的格局。如果隱形飛機能夠從敵方雷達波束中獲取能量來驅動其推進和通訊系統,就能顯著降低其後勤支援的脆弱性。此外,「電磁協同隱形」的概念意味著多個平台可以連網協同工作,從而最大限度地降低雷達反射截面。
對民用領域的影響也十分廣泛。研究表明,將其與人工智慧結合,可以顯著提高空地物聯網鏈路的安全性。自供電感測平台還可以實現不依賴傳統電池的通訊基地台和中繼網路。
然而,這項技術也存在潛在風險。如果被用於軍事用途,可能會使隱形武器更難被偵測到。此外,雖然它的設計初衷是利用電磁波來對抗竊聽和乾擾,但如果被濫用,則可能成為一種新的網路攻擊手段。
美國和中國目前正在研究和探討利用太空基礎設施支援下一代通訊(包括6G)的可能性,據報道,雙方正在進行與衛星通訊和太空資料處理相關的技術研發。如果這項技術研發取得成功,中國很可能在下一代通訊標準的製定上佔據優勢。
從長遠來看,我們正走向一個實體世界和數位世界界線日益模糊的未來。在6G成為現實、全像通訊、數位孿生和大規模物聯網網路普及的時代,環境中的電磁波本身將成為基礎設施。
[術語]
可重構智慧表面(RIS)
它是一種由許多小型可控元件組成的平面裝置,能夠動態調節電磁波的反射、折射和吸收特性。作為6G通訊的核心技術之一,它在優化無線訊號傳播路徑、提升通訊品質和能源效率方面發揮著重要作用。
電磁協同隱身技術<br>該技術將多個平台聯網並協同工作,以管理它們與雷達波的交互。這標誌著隱身理念從傳統的「隱藏」轉向了「利用」電磁波。
能量收集<br>一種收集環境中存在的微弱能量(光、熱、振動、電磁波等)並將其轉換為電能的技術。在本研究中,雷達波等電磁波被用作能源。
超表面<br>一種旨在控制光和電磁波傳播的人工表面結構。它的微觀結構大於原子尺度,小於波長尺度,實現了自然界中不存在的電磁響應特性。
6G 通訊<br>第六代行動通訊系統。它是 5G 的下一代標準,目標是在 2030 年代投入實際應用。其顯著特點包括使用太赫茲頻率、人工智慧整合以及物理世界和數位世界的融合。
[參考連結]
西安電子科技大學(外部)
這是一所位於中國陝西省西安市的科技型大學,也是中國電子、通訊和雷達技術領域的頂尖大學之一。該研究團隊隸屬於這所大學。
國家科學評論(外部連結)
這是一本由中國科學院和牛津大學出版社共同出版的同儕審查學術期刊。該研究論文將於2025年11月發表。
南華早報(外部連結)
一家總部位於香港的英文報紙,從國際視角報道中國和東亞地區的新聞,並報道了最新的6G技術。
IEEE通訊協會(外部)
電機與電子工程師協會(IEEE)通訊技術分會。這是一個致力於推動通訊技術標準化和研究的國際組織,並發布6G研究趨勢報告。
[參考文章]
電磁一體化輻射散射可重構智慧超表面(外部)
該論文發表在《國家科學評論》。
DOI:https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf470
智慧電磁表面/RIS:一種用於整合通訊的最優低成本設計(外部)
IEEE 通訊協會的技術博客,介紹了超表面設計細節和原型演示結果。
中國6G智慧表面或可使隱形戰機將雷達轉換為電源(外部報道)
本文最初由《南華早報》報道,詳細介紹了電磁協同隱身技術和雷達波利用的工作原理。
中國科學家研發智慧表面,利用雷達技術實現電力傳輸與6G通訊(外部通報)
斯里蘭卡媒體報導。解釋了從「規避」到「利用」以及多平台合作的轉變。
中國的6G地面系統將敵方雷達波束轉化為能量源(外部)
由 Interesting Engineering 提供的技術說明詳細介紹了雷達波束功率轉換的機制及其潛在應用。
[編者註]
從「需要避開的」雷達波到「需要利用的」雷達波——這種思維轉變似乎概括了通訊和國防的未來。到了2030年代,當6G投入實際應用,環繞在我們周圍的電磁波本身也成為基礎設施的一部分時,我們將會有什麼樣的體驗?
除了隱形技術的軍事應用之外,我們還可以設想,未來有一天,自供電的物聯網設備會成為我們日常生活中司空見慣的一部分。您認為這項技術最有可能在哪些領域發揮作用?請分享您的想法。