洛克希德马丁公司开发星载超材料天线

材料科学与工程2021-11-22 06:07:59

点击上方材料科学与工程」快速关
材料类综合、全面、专业的微信平台


美国军工巨头洛克希德马丁公司与宾夕法尼亚州立大学日前成功合作,利用超材料这一革命性技术大幅提升太空飞行器的天线性能。这是电磁超材料首次被成功用于提高现有设备的性能。


超材料星载卫通喇叭天线


洛克希德马丁公司的“高校研究联盟”项目University Research Initiative (URI)Program资助了该项研究,开发一款用于卫星通信系统的喇叭天线(Horn shaped Antenna)的超材料。借助于多年的紧密合作关系,在本项目中,洛克希德马丁宇航系统公司Erik Lier博士(研发副总监)的大胆创意与宾夕法尼亚州立大学在超材料方面的专业技术得以完美整合。这次合作的成果甚至在《自然》杂志材料学分刊(Nature Materials)上做了专题介绍。Nature Materials是世界上引用度最高最具权威性的材料学/材料工程交叉学科期刊。

超材料具备自然材料所没有的特性(由人工设计/构造出来),类似由洛马公司和宾州州立大学联合开发的这种电磁超材料就可以被用于控制电磁波的传输路径,从根本上提升天线的辐射性能。因此,超材料技术可以帮助制造体积更小的射频器件,这对太空领域的应用十分重要。


ErikLier博士说:“很多政府机构、高校、企业的专家对电磁超材料持怀疑态度是因为他们认为超材料的带宽太窄并且损耗较大,但我们这次与宾夕法尼亚州立大学的研究成果推翻了这种说法,并且,我认为我们的客户在不久的将来可以很快受益于这项技术的突破。”




宾夕法尼亚州立大学计算电磁学与天线研究实验室(ComputationalElectromagnetics and Antennas Research Lab)主管Doug Werner教授带领的团队负责开发了仿真优化软件并研制了原型产品,然后与洛克希德马丁公司一起测试了这款天线的性能。Doug Werner教授表示:“我们对这次合作的成果感到非常振奋,这是一次对超材料技术领域的颠覆。特别是,我们成功地设计出一种超材料结构可以使传统喇叭天线的带宽提高超过一个倍频,并且损耗极小,这已经超越了目前业界的最高水平。”


洛克希德马丁公司负责技术战略与大学合作研究事务的副主席Jennifer Byrne说:“当我们的工程师与学术界合作的时候,可以结合他们的基础研究能力与我们的商业和专业领域的经验开发出创新的、经济的产品,以满足客户的需求。我们与宾夕法尼亚州立大学的合作可以在前景无限的超材料领域取得更大的突破,而且,我们也将探索超材料技术在其他领域的应用。”


目前,从事超材料领域研究的知名企业还包括中国深圳光启,美国波音、雷神,英国航宇和日本三菱重工等。光启在全球范围内都是超材料研发和产业化的领军企业,解决了超材料大规模仿真建模的问题,使超材料技术从基础研究转入工程实际应用阶段。光启拟通过定向增发入主龙生股份(002625.SZ),布局超材料智能结构及装备产业化。


小档案


洛克希德马丁公司(Lockheed Martin)是世界第一大国防工业承包商,2013年营业收入达405亿美元,其75%以上的收入来自美国军方和外国军方,控制着世界防务市场40%的份额。洛克希德马丁公司在航空、航天、电子领域均位居世界前列,预计将超越波音公司,成为世界最大的战斗机制造商。在航天方面,它将控制美国全部军用卫星的生产及发射业务;在导弹方面,它是美国洲际导弹的主要制造商。同时,也将在战略导弹系统、战略导弹防御系统、战术导弹系统、反坦克导弹及机载电子设备方面拥有很大优势。


洛克希德马丁公司旗下的臭鼬工厂(Skunk Works)闻名世界,先后开发了U-2侦察机、SR-71黑鸟侦察机、F-117夜鹰战斗机、F22猛禽战斗机以及F-35闪电II战斗机等世界著名战斗机。其他著名产品还包括:C-130大力神运输机;三叉戟战略导弹;P-3C反潜机;黑鹰直升机;



F22战斗机



F-35战斗机



F117夜鹰隐身飞机



C-5银河中型运输机

作者:俊弥


转载请注明作者和来源,公众号:材料科学与工程

今日编辑:明轩

↓↓↓↓↓ ↘↘↘↘