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成果介紹超材料(Metamaterial),或其二維形式—超表面(Metasurface)由具有亞波長尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分為等效媒質和空間編碼兩種形式。由等效媒質描述的超材料(或超表面)我們稱之為新型人工電磁媒質,由空間編碼描述的超材料(超表面)我們稱之為編碼超材料(超表面)和數字超材料(超表面)。對于新型人工電磁媒質,人們通過自由設計單元結構、單元排列方式、以及單元各向異性,可以根據意愿控制等效媒質的媒質參數,實現自然界中不存在或者很難實現的介電常數和/或磁導率,進而控制電磁波。本成果對于新型人工電磁媒質對電磁波的調控作用,例如隱身衣、電磁黑洞、雷達幻覺器件、遠場超分辨率成像透鏡、新型透鏡天線、隱身表面、極化轉換器、人工表面等離激元器件及混合集成電路等。技術創新點及參數對于編碼和數字超材料(超表面),我們提出基于空間編碼調控電磁波的新思路。其中,一比特編碼超材料選用相位差接近180度的兩種基本單元(記為0單元和1單元),按照一定規律排列0和1單元構成超材料,以實現所需的設計功能。當電磁編碼采用FPGA控制時,可實現現場可編程超材料,即單一的超材料在FPGA的實時控制下可實現多種功能(例如單波束、多波束、波束掃描、隱身功能等)。市場前景本成果獲得國家自然科學二等獎。該項目突破傳統模擬超材料的等效媒質表征方法，創造性地提出用 0 和 1 表征的數字超材料，建了數字編碼和現場可編程超材料新體系；在國際上率先從微波傳輸線的角度研究人工 SPP 超材料，提出一種性能優越的超薄、可共形 SPP 傳輸線，開辟了基于 SPP 模式的微波領域新分支，實現了超材料研究從跟跑、并跑變成走在世界前列的跨越。

在國家海洋強國戰略中，“海空天”對海觀測和探測是必要手段。面向我國海洋強國戰略需求和十四五規劃中軍民領域技術挑戰，以及山東省地方經濟發展和產業升級重大需求，威海校區“海空天”對海觀測團隊開展了關鍵技術突破、觀測裝備研發、系統研制和應用服務，同時與涉海企業和科研院所合作，升級傳統行業，提升產業行業競爭力，服務新舊動能轉換。課題組十三五期間承擔了國家級、省部級項目30余項，包括國家自然科學基金、山東省自然科學基金在內基金的基礎研究類項目，國家、省市重點研發計劃等民口類項目，此外還承擔了軍委科技委、裝備發展部等國防類項目，形成了諸多科技成果。科研經費累計約1.5億元。獲批國家雙一流高校基礎設施建設——新一代海空天對海觀測技術綜合試驗平臺、工信部對海監測與信息處理重點實驗室、山東省海洋通信與智能無人觀測裝備工程技術中心、山東省海洋智能無人裝備工程技術協同創新中心等7個省部級科研平臺。課題組重點打造一個中心：海洋信息綜合獲取技術及裝備創新中心，建設兩個基地：數據獲取及處理平臺建設，標準化綜合試驗測試平臺建設；解決三大難題：海洋探測手段不完善、海洋探測裝備可靠性低、海洋技術復合型人才嚴重不足的難題；提供四個支撐：支撐“海空天”一體化空海協同探測技術體系、海洋裝備試驗測試標準化體系、山東省十強產業和新舊動能轉換、海洋強國和海防建設。 面向我國海洋強國戰略重大需求，軍民領域對海觀測技術挑戰，以及山東省地方經濟經濟發展和產業升級重大需求，針對我國海洋智能裝備企業研發投入大、產出慢、可靠性差、穩定度低，難以滿足應用需求的問題，威海校區“海空天”對海探測團隊開展智能裝備核心技術突破和共用技術研發，降低裝備研發成本。通過標準化試驗和測試保障可靠性和穩定度，形成了涵蓋綜合環境感知目標探測、智能觀測平臺技術（無人機、無人船、水下自主航行器和水下機器人）、跨域通信協同組網技術、觀測數據處理、服務與應用等為一體的“海空天”對海觀測技術體系。基于“海空天”一體化空海協同觀測技術體系，開展相關探測裝備研發，構建演示示范系統。取得典型研究成果如圖所示。 科研團隊規模60余人，目前烏克蘭外籍院士1人、教授/研究員3人，副教授10人，講師4人，基本科研崗和任務型工程師2人，研究生40余人。 研究成果將為組建山東省“高密度、多要素、全天候、智能化的海空天立體觀測網”，提升我省乃至國家的自主海洋裝備研發能力、海洋資源開發能力以及建立海洋裝備測試服務體系提供技術及裝備支撐。本項目所研究成果不僅能夠突破海洋傳感器低功耗設計、自主無人觀測平臺控制、異構網絡組網、海洋數據深度學習及處理等關鍵技術，進而實現海洋觀測裝備的立體化和智能化跨越式發展，而且對于樹立我國海洋觀測產品品牌的國際形象，提升國際影響力和市場競爭力，增強對全球性資源要素的控制能力具有重大戰略意義，在海工裝備、航空、航天、軍工等領域具有廣闊的技術應用產業化前景。 項目產品旨在通過關鍵技術的開發滿足我國在海洋國防安全、海洋地形觀測、海洋漁業養殖環境監測、勘探、打撈等以及災害預警方面的智能化裝備亟需，有著極其廣泛的應用市場，特別對于山東省半島藍色經濟帶和海上糧倉的需求，具有極大經濟價值和效益。預計未來3 年，年投資增幅超過百億元，保守估計平均年復合增長率將達到40%以上，行業前景良好，將提升我省海洋產業的可持續發展能力。同時，我國其他臨海省份也存在巨大海洋和漁業需求，同時為相關行業的競爭力起到不可估量的作用。項目研發將推動牽頭公司產品提檔升級，具有海空天立體化監測功能的智能海洋觀測裝備在未來將成為市場上極具競爭力的主流產品之一，市場容量極大，可達數千億元。

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