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1. 报道了一种可在宽频带和全极化环境下工作的智能多普勒隐身斗篷；

2. 能够自适应地快速响应不断变化的运动物体速度，实时消除不同的多普勒频移，无需任何人为干预;

3. 宽频带和极化不敏感特性使得隐形斗篷更具鲁棒性和实用性。

在超材料出现之前，能使物体隐形的隐身斗篷一直停留在科学幻想的领域。在过去的十年中，各种基于超材料的隐身斗篷已经通过转换光学实现，这引起了科学界和工程界的广泛关注。随着超表面（即二维超材料）的出现和发展，现有的隐身装置从三维被动型发展到超薄甚至可重构或可编程的形式，在许多令人兴奋的应用中显示出巨大的潜力。然而，这些现有的隐身斗篷只是在空间域中进行结构控制，用于引导电磁波的传播，因此只能用于隐藏不涉及动量变化的静止物体。

多普勒效应是一种常见的频移现象，它发生在信号源和观察者彼此接近或离开时，是物理学中最基本的机制之一。因此，由于运动引起的多普勒频移，之前的时不变隐形斗篷在相对运动时自然会被检测到。近年来，人们提出了多普勒隐身斗篷的概念，通过补偿多普勒频移来隐藏运动物体的运动速度。然而，这种超材料驱动的多普勒隐身斗篷需要对材料参数(如介电常数)进行时空调制，这是很难实现的，因此没有实验验证。此外，设计策略需要人的参与来控制多普勒隐身斗篷，在快速变化的移动系统中非常不方便和不实用。理想的多普勒隐身斗篷应能自动感知外界不断变化的速度，并能自适应地调整其工作状态，使其始终处于不可见状态。鉴于此，急需开发一种在实际和复杂的应用中具有智能特性的多普勒隐身斗篷，这件事实现起来也非常具有挑战性。

近日，东南大学崔铁军院士团队以题为“Smart Doppler Cloak Operating in Broad Band and Full Polarizations”在 《Advanced Materials》上报道了一种可在宽频带和微波频率下全极化的自适应抗多普勒频移的智能多普勒隐身斗篷，将精心设计的基于变容管的时间调制超薄超表面与由速度传感器和其他控制部件以及快速算法组成的智能时变控制系统相结合，发明了智能多普勒隐身斗篷。在无人工干预的情况下，该隐身斗篷通过感知不同的运动速度来自适应地补偿不同的多普勒位移，从而掩盖运动物体的真实运动状态。更重要的是，对于任意极化的入射波，它都可以在宽频带内成功实现多普勒隐身效应

图1 智能多普勒多普勒斗篷原理图。

该斗篷是将一个基于时间调制的超薄超表面变容二极管与由速度传感器、单片机、一台电脑、AWG和快速算法组成的智能时变控制系统相结合而构成的。在不同频率和任何电磁波极化(如圆形、椭圆或线性极化)的电磁波入射下,智能多普勒斗篷始终能够自适应地提供所需的频移Δft，以抵消与外部变化速度vt相关的不同多普勒频移ΔfD，没有任何人为干预。因此，来自多普勒隐身车辆的回波的检测频率fd与源频率f0相同，这使得目标车辆在探测器看来始终是静止的，即使它实际上正在移动。

图2 设计的宽带全极化可编程超表面及其性能。

a)由四个相同变容管组成的单元三维结构。b,c)模拟了不同电容CT在x极化和y极化入射下的单元反射幅值和相位曲线。d) 模拟了不同电容CT在LCP和RCP入射下的单元反射相位曲线，(b-d)实线组表示x极化和LCP入射，圆形符号组表示y极化和RCP入射。e)超表面样品的照片。f)在0到10.0 V的范围内，在几个不同频率下测量超表面样品的反射相位。

图3 测量了不同情况下智能多普勒隐身斗篷回波的归一化谱功率分布。

a-c)在频率分别为55、110和165 kHz的三组不同调制信号下的多普勒隐身斗篷的测量结果。在这些情况下，多普勒隐身斗篷被3.3 GHz的x和y极化波照亮。d-f)在频率分别为82、164和246 kHz的三组不同的调制信号下的多普勒测量结果。在这些情况下，多普勒斗篷被4.9 GHz的45°和-45°极化波照亮。g-i)在频率分别为100、200和300 kHz的三组不同调制信号下的多普勒隐身斗篷测量结果。在这些情况下，多普勒斗篷被6.0 GHz的LCP和RCP波照亮。

文章信息：

Zhang, X. G., Sun, Y. L., Yu, Q., Cheng, Q., Jiang, W. X., Qiu, C.‐W., Cui, T. J., Smart Doppler Cloak Operating in Broad Band and Full Polarizations. Adv. Mater. 2021, 2007966.  https://doi.org/10.1002/adma.202007966