Er is een nieuwe ‘Doppler-mantel’ ontwikkeld die bewegende objecten onzichtbaar kan maken voor radarsystemen door ze stil te laten lijken. Deze technologie manipuleert radarsignalen om te profiteren van de manier waarop deze systemen informatie verwerken, en biedt een nieuwe stealth-oplossing die traditionele radarabsorberende materialen zou kunnen aanvullen of zelfs vervangen.
Hoe de Doppler-mantel werkt
Het apparaat werkt door de radar te laten geloven dat een doel niet beweegt, waardoor het wordt weggefilterd als statische ruis. De meeste radars negeren stilstaande objecten, en deze mantel maakt gebruik van die zwakte. Dit verschilt van conventionele stealth, die zich richt op het verminderen van de hoeveelheid radarenergie die een object terugkaatst.
In plaats van de reflectie te verminderen, heft de Doppler-mantel de frequentieverschuiving op die door beweging wordt veroorzaakt. Radars detecteren beweging via deze “Dopplerverschuiving” – een verandering in de frequentie van het gereflecteerde signaal. Door de fase van inkomende golven te veranderen, zorgt de mantel ervoor dat een bewegend object stilstaande rommel nabootst, zoals bomen of gebouwen.
Metasurface-technologie
De kern van de Doppler-mantel is een metasurface : een ultradun materiaal met kleine structuren die elektromagnetische golven controleren. Deze oppervlakken kunnen golven buigen, absorberen of verschuiven op manieren die natuurlijke materialen niet kunnen. Het prototype van het team maakt gebruik van een ronde metalen schijf met varactordiodes die de capaciteit in realtime aanpassen om de frequentie van binnenkomende radargolven te verschuiven.
Dit is de eerste demonstratie van een mantel die werkt met frequentiegemoduleerde radar, de standaard in moderne systemen, in tegenstelling tot eerder onderzoek met eenvoudigere continue golfsignalen. Tests tonen aan dat het prototype Doppler-informatie onderdrukt over een bandbreedte van 50 megahertz bij ongeveer 350 megahertz, terwijl ook de radardwarsdoorsnede wordt verkleind voor een extra stealth-laag.
Uitdagingen en toekomstige ontwikkelingen
Hoewel veelbelovend, wordt Doppler-cloaking geconfronteerd met hindernissen. Metasurfaces moeten zich aanpassen aan gebogen oppervlakken, wat integratie vereist met sensoren die radarsignalen in realtime detecteren. De technologie is bijna praktisch bruikbaar, maar moet verder worden ontwikkeld om conform te worden en detectiemogelijkheden te integreren.
Professor Shah Nawaz Burokur schat dat de technologie over vijf jaar klaar zou kunnen zijn, met als belangrijkste uitdaging sensorintegratie. Het onderzoek suggereert dat deze aanpak zou kunnen dienen als aanvulling op bestaande stealth-methoden of als een kosteneffectief alternatief voor platforms waar traditionele reductie niet haalbaar is.
Voorbij stealth
Doppler-cloaking heeft potentiële toepassingen die verder gaan dan militair gebruik. Metasurface-ontwerpen zouden de telecommunicatie kunnen verbeteren door signaalfrequenties te manipuleren voor een efficiëntere gegevensoverdracht. De principes zouden ook kunnen worden aangepast voor systemen met een hogere frequentie, wat mogelijkheden op andere gebieden opent.
De succesvolle demonstratie van een mantel die beweging verbergt voor echte radargolfvormen markeert een mijlpaal in stealth-technologieonderzoek en biedt zowel complementaire als kosteneffectieve oplossingen voor verschillende platforms.
