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Multifunctional Ultrathin Metasurface with a Low Radar Cross Section and Variable Infrared Emissivity

发射率 红外线的 材料科学 雷达 光电子学 横截面(物理) 光学 雷达截面 低发射率 遥感 散射 物理 计算机科学 电信 量子力学 地质学
作者
Zekui Zhang,Leipeng Zhang,Zichen Ren,Yike Zhang,Tingting Hao,Dongqi Liu,Lei Xu,Wenchao Liu,Jiawu Sun,Haoyu Ji,Yuqiang Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
被引量:8
标识
DOI:10.1021/acsami.4c01798
摘要

The development of stealth devices that are compatible with both infrared (IR) and radar systems remains a significant challenge, as the material properties required for effective IR and radar stealth are often contradictory. In this work, based on an IR electrochromic device (IR-ECD), concepts of metamaterial manipulating electromagnetic waves are applied to develop a multifunctional ultrathin metasurface with a low radar cross section (RCS) and variable infrared emissivity. This paper presents a linear-to-linear polarization conversion metasurface (PCM) designed by hollowing the IR-ECD. In this way, the IR-ECD based on polyaniline (PANI) can also modulate the reflection waves in the microwave band without affecting its features in the infrared region. Thus, the proposed metasurface integrates both microwave stealth and variable infrared emissivity through a single layer. The measured results show that a 10 dB RCS reduction is achieved in the band of 8.46-9.5 GHz, and the infrared emissivity can be adjusted from 0.870 to 0.513 in the infrared stealth band of 8-14 μm. Due to the ultrathin thickness (only 0.081λ0 at 9 GHz), low RCS in the X-band, and variable infrared emissivity, the designed multifunctional stealth metasurface has promising applications on military platforms with various surrounding environments.
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