科研前沿 | Luowave SDR助力东南大学团队实现自适应开关透波 / 隐身斗篷研究
在该研究的实验验证环节，珞光电子USRP-LW X310 软件无线电平台凭借高度的可编程性与优异射频性能，承担了复杂信号调制、实时链路验证及宽频动态测试的核心任务，为这一前沿概念的落地提供了稳定可靠的硬件支撑。
创新架构：双模自适应调控与全空间覆盖
SASTI 斗篷的核心突破在于其对电磁环境的“自主感知”与“动态响应”。研究团队通过在超表面单元中集成 PIN 二极管与变容二极管，实现了对电磁波透射与反射特性的独立实时调控：
透波模式（Transparency Mode）：斗篷对电磁波保持高透明特性，内部目标可通过内部天线直接发射调制信号，或以可编程超表面作为空间调制器、内部天线提供载波，实现高保真信号传输；
隐身模式（Invisibility Mode）：集成的感应天线实时监测外部威胁探测波，一旦触发阈值（设定阈值电压 1.5V），系统自动切换模式，通过调整超表面反射相位补偿，使散射特性与背景环境匹配，达成电磁隐身或电磁幻觉效果，同时屏蔽内部数字信号以防窃听。
图1 基于超表面的 SASTI 斗篷示意图
a) 传统斗篷内部的目标在隐身频段内无法向外界实时辐射电磁波；b) SASTI 斗篷即便在隐身频段内也不会影响内部目标的辐射功能；c) 透波模式下，电磁波可自由穿透斗篷，实现内部目标与外部协同设备的实时通信；d) 隐身模式下，斗篷通过调整散射特性与背景环境匹配，达成电磁隐身效果，同时屏蔽内部信号以防窃听
关键验证：USRP-LW X310 构建端到端测试链路
在系统功能验证中，两台 USRP-LW X310 搭建了完整的端到端测试链路（如图2所示），通过两项核心技术验证完成了对斗篷功能的全面考核：
图2 基于超表面的 SASTI 斗篷系统实现方案
a) 自适应系统的实验装置；b) 传感器的原理示意图及实测输出电压。
技术验证 1：复杂通信协议的高保真物理层传输
为验证透波模式的通信能力，USRP1 与信号发生器经混频合成 10GHz X 波段载波，作为发射端加载调制信号；USRP2 作为接收端完成解调还原。实验成功演示两项方案：
一是 8PSK 图像传输，USRP1 调制毫米波重点实验室 Logo 信号，斗篷覆盖下接收端仍能还原清晰星座图与无失真图像；
二是 2ASK 空间调制，以超表面为调制器、内部天线为载波源，成功传输东南大学校徽图像。两项验证均证明，透波模式下超表面对电磁波插损和相位畸变极低，保障了内部设备的实时通信质量。
参见 图3-a（8PSK 调制下的图像传输结果与星座图表现）、图3-e（2ASK 调制下的图像传输结果与星座图表现）
技术验证 2：隐身模式下的散射重构与防窃听
为验证隐身模式的防护效果，当感应天线监测到 20dBm 威胁探测波时，系统输出电压低于 1.5V 阈值，自动切换至隐身模式。此时 USRP2 接收的通信信号立即中断，星座图变为随机噪声，无法还原图像，有效防止信息外泄；同时通过 USRP 与频谱仪测量发现，透波模式下非合作天线的 10GHz 频谱功率低至 - 67.86dB/-65.57dB，隐身模式下该功率提升至 - 34.84dB，目标散射特性与背景环境精准匹配，既实现电磁隐身，又体现了信息安全防护价值。
参见 图3-c、g（隐身模式开启后通信中断的星座图变化）及图3-b、d、f、h（不同模式下散射功率谱的对比）
图3 SASTI 斗篷系统实验结果
性能量化：Luowave SDR精准捕捉幅相特性与功率差异
USRP-LW X310 的优异技术指标，为超表面性能分析提供了精确数据支撑：
宽频段幅相响应捕捉：依托X310的高带宽与高动态范围，在 8-12GHz 范围内精准捕捉超表面在不同偏压下的幅相变化 —— 反射模式下相位覆盖超 270°，透射模式下幅度可在 0.2-0.85之间连续调控，为超表面优化设计提供关键实验依据；
散射功率量化测量：X310与频谱分析仪协同，量化不同工作模式下的信号功率差异，为斗篷的散射场重构效果提供了客观的量化数据支撑，确保实验结果的可靠性与可重复性。
图4 珞光USRP-LW X310
结语-Luowave SDR的工程价值
在此次东南大学的研究中，USRP-LW X310 不仅是高性能的信号发射与接收设备，更是构建可编程电磁环境验证平台的关键基石。它凭借宽频段覆盖、灵活调制能力与精准信号捕捉特性，通过两项核心技术验证，全面支撑了 SASTI 斗篷双模切换、多协议通信、宽频性能优化等核心需求，将复杂的微波实验转化为可灵活配置的软件定义过程。
这一应用充分体现了软件无线电设备在先进电磁调控、信息安全等前沿研究中的工程价值，更为未来智能电磁表面、保密通信及新型雷达防护技术的研发，提供了标准化、可复用的测试方案。