将敌方波束转化为机载电力
在西安的一个实验室里，西安电子科技大学 (Xidian University) 的研究人员发表了一种薄型可重构超构表面的设计，该表面既能操控雷达回波，又能在不同的工作模式下采集无线能量——有效地将入射的雷达波转化为可用的电力。这篇发表于 2025 年 11 月 3 日《National Science Review》上的论文描述了一种“辐射-散射全功能可重构智能超构表面”，其单个超构单元结合了辐射贴片、3-dB 耦合器和可切换二极管，用以选择辐射、散射或能量采集模式。
全功能可重构超构表面
其核心理念看似简单：与其将表面视为反射性（用于对雷达隐身）或透射性（用于通信），西安电子科技大学团队构建了一个可以通过电子方式重构的单一可编程层。在其原型机中，每个超构单元都带有一个小型辐射贴片和一个装有 PIN 二极管或变容二极管的耦合器。通过改变二极管状态，该表面可以在产生受控辐射图（用于相控阵传输）、散射入射波以产生所需回波，或关闭路径将能量路由至整流器进行无线能量采集之间切换。作者在论文中展示了一个 12×12 阵列，以证明其在通信和采集模式下的概念验证性能。
雷达如何转化为动力和通信信道
在能量采集模式下，超构表面的运作方式类似于整流天线阵列：它拦截入射的电磁能，对贴片中感应出的交流电进行整流，并向机载系统输送直流电或为电池充电。《National Science Review》的文章明确描述了该设计如何集成无线信息传输与能量采集 (WEH)，并报告了实验室测量结果，证实该表面在采集和整流部分入射波形的同时，仍能在其他状态下作为可控散射体发挥作用。这种双重性——即同步或可切换的传感、通信和 WEH——被作者称为“电磁协同隐身”的硬件基础。
为何这对隐身技术和 6G 至关重要
这涉及到一个对长期存在的权衡关系的理念逆转：隐身飞机的设计初衷是避开敌方雷达能量，因为这种能量既会暴露平台，又可能干扰内部系统。如果表面能够捕获一部分能量并将其用于驱动低能耗载荷——如传感器、通信中继或小型执行器——攻击者的发射物突然间就从一种威胁变成了资源。报道这项工作的记者认为，这一构想可能会重塑电子战，并为下一代 6G 硬件做出贡献，在 6G 领域，可重构智能表面已经被用于探索提高覆盖范围和频谱效率。
实验室结果与机载现实的差距
尽管标题引人注目，但西安电子科技大学的论文及后续报道都谨慎地指出了台面演示与集成到作战战斗机之间的差距。研究人员使用的原型阵列是实验室规模的 12×12 单元表面；要扩展到数平方米的共形飞机蒙皮，并经受高温、气动应力和维护周期的考验，同时保持可接受的重量、可靠性和隐身特性，面临着一系列工程挑战。在作战待机距离内，雷达发射所提供的能量密度很低；采集到的功率随距离迅速下降，并取决于发射器的频率、波束聚焦和占空比。作者提出的是一个框架和硬件构建模块，而非一个现成的飞行电力系统。
实际约束与战术权衡
两个现实的技术因素缓解了近期可能面临的威胁。首先，整流天线的功率转换效率高度依赖于频率和输入功率：当入射功率微弱或断断续续时，整流器和匹配网络在没有大面积、重型捕获区域的情况下很难输出有效的直流电。其次，主动操控散射和辐射行为存在产生特征信号的风险，这可能会被反雷达系统利用——如果操作不当，切换到以传输为导向的状态可能会暴露飞机的存在或方向。简而言之，利用敌方雷达需要精细的控制逻辑和强大的对抗措施，以防止对手的侦测和欺骗。这些权衡是任何试图平衡隐蔽、利用和通信的系统所固有的。
在更广泛的中国研究版图中的位置
西安电子科技大学的这项工作正值中国在电子战和隐身技术领域开展多项并行研究之际。最近的报道强调了中国团队正在研究等离子体隐身、超薄吸波涂层以及适用于量子雷达概念的单光子探测器——每一项研究都旨在以不同的方式改变隐身与探测之间的平衡。这些项目说明了在掌握雷达问题两方面的更广泛战略努力：既通过隐身降低可探测性，又通过新的探测和反探测工具击败对手的隐身。超构表面概念的独特之处在于，它试图在单一表面上结合传感、通信和动力，而不是将它们视为独立的子系统。
对政策和采购的影响
从国防政策的角度来看，这篇论文强调了为什么电子战和射频研究值得持续关注和资助。如果对手部署了能够伺机从雷达中采集能量的超构表面，作战条令及战术将不得不做出调整：传感器需要区分无害的常规回波与正在积极利用发射信号的对手表面，而发射控制的交战规则也可能发生变化。在采购方面，飞机集成商将权衡是否嵌入能提供通信和能量优势的可重构蒙皮——但前提是它们必须满足严格的可靠性、特征信号和生存能力要求。这种评估将是长期且跨学科的，涉及射频工程、材料 science、热管理和系统级安全分析。
下一步工作与研究前景
西安电子科技大学团队在论文中提出了几个后续方向：更大的阵列、与相变材料集成以实现更稳健的控制，以及将电子控制层与天线物理进行更紧密的协同设计，以抑制不良的栅瓣。独立验证和机载演示将是行业和国防观察家关注的下一个艰难里程碑；在此之前，这项工作应被视为一项重要的、可信的实验室进展，它描绘了一系列新的可能性，而非一种即时的战场能力。
来源
- National Science Review（研究论文："Electromagnetic all‑in‑one radiation‑scattering reconfigurable intelligent metasurface"）
- 西安电子科技大学 (Xidian University)（教育部高速电路设计与电磁兼容重点实验室）
- 南华早报 (South China Morning Post)（关于中国智能表面及相关电子战发展的报道）
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