让雷达从威胁变成资源
数十年来，军用飞机一直依靠隐身技术躲避敌方雷达探测。其基本原理是通过塑造机身外形并涂覆特殊的雷达吸波材料，使入射无线电波发生散射或被吸收，避免其反射回接收器。如今，中国研究人员提出了这一概念的一种突破性演进方案。他们的新技术不再只是偏转或耗散雷达能量，而是试图将其捕获并转化为可用电能。这项以先进电磁工程为基础的研究，可能从根本上改变电子战的格局以及无线通信的未来。
这项研究由西安电子科技大学的一个团队牵头，重点研究一种将无线信息传输与能量采集相结合的自持式电子系统。在实际军事场景中，这项技术有望让隐形战机吸收锁定自己的雷达波，并利用其中的能量为机载推进系统、传感器或通信系统供电。这样一来，敌方的探测行为反而可能为目标提供运行或躲避所需的能量。
可重构智能表面背后的科学原理
这项创新的核心是一种名为可重构智能表面（RIS）的技术。传统隐身技术依赖制造时固定的被动材料，而RIS是一种动态的二维结构，由数百乃至数千个微型可编程单元组成。这些单元能够实时操控电磁波，改变相位和振幅等属性，从而控制信号的反射或吸收方式。
研究人员称，这种RIS架构是一种低成本、高度可编程的未来无线网络解决方案。与需要大量电力和硬件来生成信号的标准天线不同，RIS主要对环境中已有的信号进行调制。通过从雷达或其他环境信号中获取能量，这种表面无需传统电池即可运行。目前的原型已展示出波束偏转能力，角度最高可达正负45度，且旁瓣较低。这种精度使系统能够在直视路径被实体障碍物遮挡时改善信号覆盖；这类情况在城市环境和复杂地形中十分常见。
信息与能量同步传输
研究人员提出了一种称为RIS辅助信息与能量同步传输的概念。简单来说，同一电磁信号既可用于通信，也可用于能量采集。雷达信号、卫星链路和通信传输早已充斥军用和民用空域。这项研究认为，与其将这种电磁环境仅仅视为干扰或威胁，不如把它当作一种宝贵资源。
在所提出的模型中，智能表面捕获入射信号，并将部分能量导入内部的能量采集电路。其余信号则经过调制，用于通信或信号控制。论文强调，这一过程本质上是被动的。表面本身不会发射可探测信号；对于试图躲避电子支援措施、保持隐蔽的低可探测平台而言，这是一个重要考量。
电磁协同隐身
研究提出了一个愿景，即团队所称的“电磁协同隐身”。这一概念不再局限于单架飞机独自隐蔽，而是设想多个联网平台协同运作，以降低整体雷达截面积和被传感器发现的概率。通过共享数据并动态调整各自的RIS涂层，一队无人机或飞机理论上能够制造盲区或更有效地扰乱敌方跟踪系统，其效果可能优于单个平台独自行动。
研究人员在论文中表示：“在案例研究中，通过联合优化收发机波束成形、机器人轨迹和RIS系数等参数，提出了基于多智能体深度强化学习和多目标优化的解决方案，以解决波束成形设计、路径规划、目标感知和数据聚合等问题。”
这种协同方法还可应用于多平台编队，从而提升其在整个射频频谱范围内的集体隐蔽能力。研究团队认为，这种架构最终将实现可适应环境的综合感知系统，使平台能够针对实时遇到的具体威胁作出智能响应。
对6G通信的影响
尽管军事应用引人遐想，研究人员强调，这项技术对民用基础设施也有深远影响，尤其是6G网络的发展。许多科学家认为，下一代无线通信的最大飞跃，不仅来自更快的芯片，也来自对信号如何在环境中传播方式的重新思考。可重构智能表面正是6G研究的重点之一。
在电信领域，这类表面有望推动6G取得突破，例如为卫星或基站实现感知与供能一体化。该硬件平台将数据传输与类似雷达的功能整合起来，以优化频谱和硬件资源的使用。通过联合调控散射电磁波与主动辐射信号，系统可减少实现此类多功能性通常所需的物理空间和硬件成本。这可能催生更易部署、能效高于现有蜂窝基站的微基站。
这项技术的支持者表示，6G可能模糊物理世界与数字世界之间的界限，推动全息影像、数字孪生和大规模物联网等应用。在这样的环境中，配备智能表面的设备可以持续从环境传输信号中采集少量但有用的能量，从而延长电池寿命，甚至让传感器完全依靠自身采集的能量运行。
安全与抗干扰能力
除了能量采集，RIS技术的多功能特性还为网络安全带来显著优势。这种表面可被配置为有意形成无线电盲区，有助于减轻信号干扰并降低电子窃听风险。通过有选择地屏蔽特定区域内的信号，安全设施可以防止数据外泄，或阻止未经授权的信号侵入。
研究援引的既有成果表明，RIS还可用于抗干扰技术、无人机通信和无线电监视等领域。在这些领域，较早期的优化工具往往难以胜任。欧洲航天局还将RIS列为卫星对地通信的候选技术；通过可控地反射和转向信号，它有望帮助通信链路绕过山脉或高楼等实体障碍。
复旦大学、悉尼大学和澳大利亚联邦科学与工业研究组织的研究人员指出，将这项技术与人工智能结合，可显著增强空对地物联网链路的安全性。因此，这项技术的用途不仅限于隐形战斗机，也适用于未来智慧城市中预计将大量部署的联网设备。
挑战与局限
尽管前景可观，研究人员明确指出，这项技术目前仍有局限。该研究主要提出的是理论与实验框架，而非已部署的武器系统。在材料科学、耐久性、控制电子设备以及真实电磁环境的复杂性方面，仍存在重大挑战。
目前采集到的电力仍然有限。仅靠雷达波为喷气发动机供能的设想眼下仍属科幻，但这些能量或许足以支持低功耗航空电子设备、传感器或通信缓冲模块。要将此类系统集成到喷气机或导弹等高速平台上，还需要进一步突破，以应对极端气动力和温度变化。
此外，能量转换效率在很大程度上取决于入射信号的频率和强度。虽然频率较高的6G信号携带的能量更集中，但现有雷达系统使用的频段各不相同，未必适合能量采集。研究人员谨慎地避免夸大其影响，并指出，雷达照射反而适得其反仍是一种概念上的转变，短期内还不具备实际作战条件。
全球争夺6G主导权
这项技术的发展正值全球激烈竞逐6G标准制定权和主导权之际。美国和中国正积极竞相建设太空数据中心和先进无线基础设施，以支持人工智能和未来通信。中国在RIS研究领域的领先优势，可能加快其部署可重构网络的步伐，改善非视距场景下的覆盖；在这些场景中，传统5G网络往往表现不佳。
将感知、通信和供电整合进同一硬件平台，有望让该设备支持一系列先进应用，同时减少窃听和干扰。如果取得成功，这项技术不仅可能巩固中国在全球科技竞争中的地位，也可能重塑未来隐身系统与通信系统和电磁世界之间的互动方式。
要点
- 中国研究人员开发出一种智能电磁表面，可将环境中的雷达波转化为电能。
- 这项技术利用可重构智能表面（RIS）实时操控电磁波，无需传统电池。
- 应用包括利用敌方雷达波为隐形飞机系统供能，以及提升6G通信能力。
- 该系统支持电磁协同隐身，使多个平台能够协同降低被探测的概率。
- 原型可将波束偏转至正负45度，并可为安全目的有意形成无线电盲区。
- 在能效、材料耐久性以及集成到高速军用平台方面，仍面临挑战。
