Superfície inteligente da China visa converter radar em energia para aeronaves

Transformando um feixe inimigo em eletricidade de bordo

Em um laboratório em Xi’an, pesquisadores da Xidian University publicaram o projeto de uma metasuperfície fina e reconfigurável que pode manipular ecos de radar e, em um modo de operação diferente, coletar energia sem fio — transformando efetivamente feixes de radar recebidos em eletricidade utilizável. O artigo, publicado na National Science Review em 3 de novembro de 2025, descreve uma "metasuperfície inteligente reconfigurável de radiação e espalhamento tudo-em-um" cujos meta-átomos individuais combinam patches radiantes, um acoplador de 3 dB e diodos comutáveis para selecionar os modos de radiação, espalhamento ou coleta de energia.

Metasuperfície reconfigurável tudo-em-um

A ideia central é enganosamente simples: em vez de tratar uma superfície como reflexiva (para se esconder do radar) ou transmissiva (para se comunicar), a equipe de Xidian constrói uma única camada programável que pode ser reconfigurada eletronicamente. Cada meta-átomo em seu protótipo carrega um pequeno patch radiante e um acoplador carregado com diodos PIN ou varactores. Ao alterar os estados dos diodos, a superfície alterna entre produzir padrões de radiação controlados (úteis para transmissão por arranjo de fase), espalhar ondas recebidas para criar os ecos desejados ou fechar o caminho para rotear a energia para retificadores destinados à coleta de energia sem fio. Os autores demonstram um arranjo de 12×12 no artigo para mostrar o desempenho da prova de conceito nos modos de comunicação e de coleta.

Como o radar se torna energia e um canal de comunicação

No modo de coleta de energia, a metasuperfície opera como um arranjo de rectennas: ela intercepta a energia eletromagnética incidente, retifica a corrente alternada induzida nos patches e fornece corrente contínua aos sistemas de bordo ou para recarregar baterias. O artigo da National Science Review descreve explicitamente como o projeto integra a transferência de informações sem fio e a coleta de energia (WEH, na sigla em inglês) e relata medições laboratoriais que confirmam que a superfície pode coletar e retificar partes de uma forma de onda incidente enquanto ainda funciona como um espalhador controlável em outros estados. Essa dualidade — detecção, comunicação e WEH simultâneos ou comutáveis — é o que os autores chamam de base de hardware para a "furtividade eletromagnética cooperativa".

Por que isso é importante para a furtividade e o 6G

O que está em jogo é uma reversão conceitual de um antigo compromisso: aeronaves furtivas (stealth) foram projetadas para evitar a energia do radar inimigo, porque essa energia revela a plataforma e pode sobrecarregar os sistemas internos. Se uma superfície puder, em vez disso, capturar uma parte dessa energia e usá-la para alimentar cargas de baixa energia — sensores, relés de comunicação ou pequenos atuadores — as emissões de um atacante tornam-se subitamente um recurso, em vez de apenas um risco. Jornalistas que cobriram o trabalho argumentam que a ideia pode remodelar a guerra eletrônica e também contribuir para o hardware 6G de próxima geração, onde metasuperfícies inteligentes reconfiguráveis já estão sendo exploradas para melhorar a cobertura e a eficiência espectral.

Resultado laboratorial versus realidade aérea

Apesar das manchetes dramáticas, o artigo de Xidian e as reportagens subsequentes são cuidadosos ao observar a lacuna entre as demonstrações de bancada e a integração em um caça operacional. O arranjo protótipo usado pelos pesquisadores é uma superfície de 12×12 elementos em escala laboratorial; o escalonamento para metros quadrados de revestimento de aeronave conformado, sobrevivendo a altas temperaturas, tensão aerodinâmica e ciclos de manutenção — mantendo o peso, a confiabilidade e as características de furtividade aceitáveis — apresenta uma série de desafios de engenharia. As densidades de energia disponíveis a partir de emissões de radar em distâncias operacionais de segurança são baixas; a energia coletada cai rapidamente com a distância e depende da frequência do emissor, do foco do feixe e do ciclo de trabalho. Os autores apresentam uma estrutura e blocos de construção de hardware, não um sistema de energia pronto para voar.

Restrições práticas e compensações táticas

Duas realidades técnicas imediatas temperam a ameaça a curto prazo. Primeiro, a eficiência da conversão de energia para rectennas é altamente dependente da frequência e da potência de entrada: quando a potência incidente é fraca ou intermitente, os retificadores e as redes de casamento lutam para fornecer CC útil sem áreas de captura grandes e pesadas. Segundo, manipular ativamente o comportamento de espalhamento e radiação corre o risco de produzir assinaturas que os sistemas de contra-radar podem explorar — alternar para um estado orientado à transmissão poderia trair a presença ou a direção de uma aeronave se feito de forma inadequada. Em suma, a exploração do radar inimigo exige uma lógica de controle cuidadosa e contramedidas robustas contra a detecção e o spoofing do adversário. Essas compensações são intrínsecas a qualquer sistema que busque equilibrar ocultação, exploração e comunicação.

Onde isso se encaixa em um esforço de pesquisa chinês mais amplo

O trabalho de Xidian surge em meio a múltiplas linhas de pesquisa chinesas paralelas em guerra eletrônica e tecnologias de furtividade. Reportagens recentes destacaram equipes chinesas trabalhando em furtividade baseada em plasma, revestimentos absorvedores de radar ultrafinos e detectores de fóton único adequados para conceitos de radar quântico — cada um dos quais visa alterar o equilíbrio entre ocultação e detecção de diferentes maneiras. Esses projetos ilustram um esforço estratégico mais amplo para dominar ambos os lados do problema do radar: furtividade para reduzir a detectabilidade e novas ferramentas de detecção e contra-detecção para derrotar a furtividade do adversário. O conceito de metasuperfície é distintivo porque tenta combinar detecção, comunicações e energia em uma única superfície, em vez de tratá-los como subsistemas separados.

Implicações para políticas e aquisições

Do ângulo da política de defesa, o artigo enfatiza por que a pesquisa em guerra eletrônica e radiofrequência merece atenção e financiamento sustentados. Se os adversários utilizarem metasuperfícies que possam coletar energia de radares de forma oportuna, a doutrina e as táticas terão que se adaptar: os sensores precisarão discriminar entre retornos inofensivos e benignos e superfícies adversárias que exploram ativamente as emissões, e as regras de engajamento para o controle de emissões podem mudar. No que diz respeito às aquisições, os integradores de aeronaves avaliarão se devem incorporar revestimentos reconfiguráveis que ofereçam vantagens de comunicação e energia — mas apenas se atenderem a requisitos rigorosos de confiabilidade, assinatura e sobrevivência. Essa avaliação será longa e multidisciplinar, combinando engenharia de RF, ciência de materiais, gerenciamento térmico e análise de segurança em nível de sistema.

Próximos passos e o horizonte de pesquisa

A equipe de Xidian sugere várias direções de acompanhamento no artigo: arranjos maiores, integração com materiais de mudança de fase para um controle mais robusto e um co-projeto mais rígido da camada de controle eletrônico com a física da antena para suprimir lóbulos de grade indesejáveis. A verificação independente e as demonstrações aéreas seriam os próximos marcos difíceis que os observadores da indústria e da defesa aguardarão; até lá, o trabalho deve ser lido como um avanço laboratorial importante e credível que mapeia um novo conjunto de possibilidades, em vez de uma capacidade imediata de campo de batalha.

Fontes

• National Science Review (artigo de pesquisa: "Electromagnetic all‑in‑one radiation‑scattering reconfigurable intelligent metasurface")
• Xidian University (Laboratório Chave de Design de Circuitos de Alta Velocidade e EMC do Ministério da Educação)
• South China Morning Post (reportagem sobre a superfície inteligente chinesa e desenvolvimentos relacionados em guerra eletrônica)