等离子体与等离子体隐身技术
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3. 1. 2 俄罗斯
从目前公开的资料来看, 俄罗斯在等离子体隐 身这一领域处于领先地位, 俄罗斯已开发研制出两 代等离子体隐身产品 [ 9 ] 。第一代装置是比较简单 的等离子体发生片, 其厚度只有 0. 5 ~ 0. 7 mm, 将 该发生片贴在飞行器的强散射部位, 可以减弱电磁 波, 改变信号长度。第二代装置为等离子体发生器, 在等离子发生器里加入了易电离的中性气体即可产 生等离子体, 而且该产品重量不到 100 kg, 耗电只有 几千瓦。它除具备第一代隐身系统的功能外, 还能
1 09
第 49卷 第 8期 2009年 8月
T elecommun icat ion Eng ineer ing
V o.l 49 No. 8 Aug. 2009
3 等离子体隐身技术发展现状与前景
3. 1 国内外等离子体隐身技术研究现状
3. 1. 1 美国
等离子隐身技术直到 20世纪 90年代才应用于 实用阶段。美海军委托田纳西大学等机构研制等离 子体天线 [ 7 ] , 其工作机理是: 将等离子体放电管作 为无线元件, 当放电管通电时就成为导体, 能发射和 接收无线电信号; 当放电管断电时便成为绝缘体, 不 反射雷达发出的探测信号。这就是说, 等离子体天 线是利用等离子体单元来控制天线的工作, 通过改 变等离子体的密度等参数就能控制天线的工作频率 等性能, 从而克服了传统的金属天线在其尺寸确定 后其工作频率范围等也确定的弊端。而且当等离子 天线在发射一个脉冲信号后, 可以切断供电, 从而消 除传统天线中的阻尼振荡。近几年来, 美海军实验 室将工作重心放在 U 型天线上 [ 8 ] , 其工作频率范围 已经达到 0. 1~ 1 GH z。美海军已经将等离子体天 线安装在潜望镜上, 能快速重新配置小型天线, 可以 接收 1~ 45 GH z频率范围内的信号 [ 12 ] 。另外, 美军 在等离子雷达上也取得了一些成果。等离子雷达是 利用电离等离子体的超导特性来反射雷达波束的机 理建立起的一种实时对全部空域提供覆盖的雷达系 统。等离子雷达可在十亿分之一秒内重新定向, 改 变所监视的目标, 而传统雷达约需 1~ 10 s, 这就意 味着它能以几乎无限快的速度跟踪来袭的导弹等目 标。美国海军正在开发的 捷变镜 !雷达就是这种 等离子雷达。据称, 最近 摩托罗拉 ( M otoro la) 公司 准备将等离子体切换天线用于移动电话, 如果这项 技术能够得以实现, 势必将对移动电话的发展产生 翻天覆地的变化。
1引 言
近 20多年来, 随着国际形势的不断变化, 各种 精确的雷达探测技术以及精确制导技术大量地应用 于武器系统中, 使得各种精确制导武器的命中率比 以前提高了 1~ 2个数量级, 这给传统的作战武器在 战场上的生存能力构成了极大的威胁, 要提高武器 系统的突防能力和生存能力就必须采用隐身技术。 等离子体隐身技术 [ 1 ] 作为一种全新的隐身概念, 其 研究最早可以追溯到 1957年, 前苏联发射第一颗人 造卫星时, 科学家就注意到: 人造卫星的电磁散射特 性与普通的金属球不一样, 而形成这种现象的关键 因素就是卫星飞行时在其周围形成了等离子体层。 直到 20世纪八九十年代末, 等离子体隐身技术才有
了长足的发展。随着等离子体天线的面世, 等离子 体隐身技 术才应用于实用阶段 [ 2 ] 。从目前公开的 资料来看, 俄罗斯在等离子体隐身这一领域处于领 先地位, 尤其是最近正研究的第三代等离子体隐身 系统, 在 4~ 14 GH z频率范围内可以使米格飞机的 雷达截面积 ( RCS) 值减少到原来的 1% 。这与美国 F- 117隐形战斗机和 B- 2隐形轰炸机在雷达上反 映出的效果大致相同, 但是由于它没有刻意地去改 变飞机的气动性能, 因此具有更高的性价比。正是 由于等离子体隐身技术具有吸波频带宽、效率高、使 用简便、价格便宜等优点, 特别是应用于飞行器隐身 时无需改变飞行器的外形, 解决了隐身措施与气动 性能的矛盾 [ 3 ] , 日益受到国内外国防决策机构和军 事专家的关注。
文章编号: 1001- 893X ( 2009) 08- 0108- 05
等离子体与等离子体隐身技术*
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V o.l 49 No. 8 Aug. 2009
潘文俊, 童创明, 周 明
( 空军工程大学 导弹学院, 陕西 三原 713800)
摘 要: 等离子体隐身技术是一种新型的隐身技术, 是雷达隐身技术的最新发展。介绍了等离子体 的产生方法, 讨论了等离子体的隐身机理, 阐述了国内外等离子体隐身技术的研究进展。针对目前 难以产生性能稳定的等离子体以及在目标表面难以形成持续均匀的等离子体层等技术难点, 介绍了 两种最新的改进措施, 最后对等离子体隐身技术的发展前景进行了展望。 关键词: 等离子体; 隐身技术; 发展现状 中图分类号: TN97; O441. 4; O451 文献标识码: A do:i 10. 3969 / .j issn. 1001- 893x. 2009. 08. 025
由于等离子体的折射率与等离子体的自由电子 密度有关, 适当设计等离子体的密度分布, 使入射到
等离子体内部的电磁波向外弯曲, 使雷达回波偏离 敌方雷达的接收方向, 使目标难以被敌方雷达发现, 从而实现对雷达波的折射隐身。同时等离子体也具 有高通滤波器的性质, 当雷达频率低于等离子体频 率时, 等离子体的折射率出现虚部, 电磁波在传播方 向上按指数衰减, 沿传播方向的平均传输功率为零, 即电磁波不能在等离子体中传播, 电磁波将被等离 子体完全反射, 此时等离子体能以电磁波反射体的 形式对雷达进行电子干扰。当雷达频率大于等离子 体频率时电磁波入射到等离子体内部, 此时等离子 体中带电粒子在传播过程中必然会遇到各种形式的 碰撞, 等离子体通过碰撞吸收大部分入射波的能量。
P lasm a and Plasma Stealth Technology
PAN W en- jun, TONG Chuang - m ing, ZH OU M ing
( T he M issile Institute, A ir F orce Eng ineering U niversity, Sanyuan 713800, Ch ina)
* 收稿日期: 2009- 04- 17; 修回日期: 2009- 06- 15 108
第 49卷 第 8期 2009年 8月
T elecommun icat ion Eng ineer ing
V o.l 49 No. 8 Aug. 2009
本文首先介绍了等离子体及其产生方法, 讨论 了等离子体隐身的机理, 接着阐述了等离子体隐身 技术的一些最新研究现状, 最后针对目前在实际应 用中目标表面难以形成均匀持续的等离子体层以及 难以产生性能稳定的等离子体等技术难点, 介绍了 两种最新的改进措施。
i=
( ne e2 /m i
) 1/2
0
式中, m i 为离子的质量。由于离子的质量远远大于 电子的质量, 因此可以把等离子体频率近似等于等 离子体的电子振荡频率。等离子体隐身的机理有很 多, 其中最常见的有折射隐身和吸收隐身 [ 6 ] 。不均 匀非磁化等离子体的折射率可以近似地表示为
n = ( 1 - ne e2 / 0m e )2 1 /2
110
向敌人发出假信号, 使敌人判断错误。据报道, 在不 影响飞机技术性能的同时, 采用该技术的飞行器被 敌方发现的概率可降低 99% 以上。最近, 俄罗斯公 开的可与美国 F - 22相抗衡的第五代战斗机米格 1. 42据说就是采用了这项先进技术, 这两代等离子 体隐身技术产品已进 行了成功试验, 并获准出 口。 目前, 俄罗斯正在研制第三代等离子体隐身系统, 据 预测, 该隐身系统可能利用飞行器周围的静电能量 来减小飞行器的截面积。应用第三代等离子体隐身 技术, 在 4~ 14 GH z频率范围内可以使米格飞机的 RCS值减少到原来的 1% 。这与 美国 F - 117 隐形 战斗机和 B- 2隐形轰炸机在雷达上反映出的效果 大致相同, 但性价比更高, 而且没有刻意地去改变飞 机的气动性能 [ 10 ] 。另外, 俄罗斯在导弹拦截技术上 也有了新的突破。近几年来, 俄罗斯科学家率先提 出一个新的出发点, 即任何飞行目标都存在最脆弱 的地方 ∀ ∀ ∀ 飞行环境特性, 从而独辟蹊径提出采用 等离子体武器拦截导弹的新方法。其工作原理是: 利用安装在地面的发生器和天线发出超高频电磁波 束, 使之在高空聚焦, 焦点处的空气便会发生高强度 的电离反应, 形成高电离化空气云 ∀ ∀ ∀ 等离子体团, 利用这些彼此交叉的大功率电磁能束或光束改变导 弹的飞行环境, 使飞行的导弹偏离方向而失去战斗 作用。由于整个拦截过程仅需 0. 11 s, 对等离子体 发生器而言, 飞行中的导 弹几乎可以相当于是 静 止不动 !的 目标, 因此它可以在瞬 间高度准确地拦 截多个来袭目标。据报道, 俄罗斯已经成功地研制 出试验型等离子体武器, 它主要由超高频电磁波发 生器、定向天线、电源及控制系统组成, 而且该套试 验装置已经成功地击落了炮弹。不过, 等离子体武 器的想法看似简单, 但是需解决的技术问题是远远 超过人们的想象, 其核心技术是超大功率电磁波的 发射装置以及对能源系统和天线装置的要求。
2 等离子体隐身
等离子体被称为物质的第四态, 它是由大量自 由电子、自由离子和中性粒子混合而成的非束缚宏 观体系。任何不带电的普通气体在受到外界高能作 用后, 部分电子吸收的能量超过原子电离能从而脱 离原子核的束缚而成为自由电子, 同时原子因为失 去自由电子而成为带正电的离子。当然, 并非所有 的自由电子、正电离子和部分中性原子组成的物质 就是等离子体, 只有具有足够高的电离度的电离气 体才具有等离子体的性质, 才能称为等离子体 [ 4 ] 。 粗略地说, 等离子体是带电的, 具有 电性 !, 而普通 气体是不带电的, 具有 中性 !。当体系中的 电性 ! 比 中性 !更重要时, 这一体系可以称为等离子体。
2. 1 等离子体隐身的机理
等离子体隐身技术是指利用等离子体回避雷达 探测系统的一种技术, 其中等离子体频率是关键的 参数 [ 5 ] 。等离 子体频率指等离子体的集体振荡频 率, 频率的大小代表等离子体对电中性破坏的快慢。 等离子体电子振荡角频率 e 为
e=
( ne e2 /me
) 1/2
0
式中, ne 为等离子体自由电子的密度; e、m e 为电子 的电量和质量, 0 为真空的介电常数。同样, 离子 等离子体的频率 i 可参照上式写成:
这就是说等离子体天线是利用等离子体单元来控制天线的工作通过改变等离子体的密度等参数就能控制天线的工作频率等性能从而克服了传统的金属天线在其尺寸确定后其工作频率范围等也确定的弊端而且当等离子天线在发射一个脉冲信号后可以切断供电从而消除传统天线中的阻尼振荡
第 49卷 第 8期 2009年 8月
T elecommun icat ion Eng ineer ing
Abstract: P lasm a stea lth is a nove l type of stealth techno logy and the la test developm en t of radar stealty techno logy . In th is paper, the m ethod of plasm a preparation is introduced, the stea lth m echan ism is dis cussed, and the research progresses at hom e and abroad are summ arized. A im ing at such d ifficulty, as generat ing steady perform ance p lasm a and con tinuous p lasm a layer on the target surface, tw o latest im proved m ethods are introduced. F ina lly the prospective v iew s are analyzed. Key w ord s: p lasm a; stealth technology; developm ent status
图 1 等离子体隐身示意图
2. 2 等离子体的产生方法 等离子体的产生主要有加热致电离、气体放电、
放射性同位素、强激光、高功 率微波等方法 [ 6 ] 。目 前, 实现等离子体隐身的途径主要有 3种: 一是加热 致电离产生等离子体, 这是一种产生等离子体最简 单的方法, 任何物质加热到足够的温度后都能产生 电离, 实验表明, 只有在碱金属存在的条件下, 加热 致电离才能产生一定密度的等离子体; 二是利用微 波产生等离子体, 即在低温下, 通过电源以高频和高 压的形式提供高能量产生间隙放电、沿面放电等, 将 气体介质击穿形成等离子体。其击穿的条件是微波 电场的均方根值大于击穿电场强度, 其中击穿电场 强度是微波自由空间波长、气体电离电位、电子平均 自由程和特征扩散长度的函数; 三是在飞行器的特 定部位 (如强散射区 ) 涂一层放射性同位素涂料, 利 用所放出的高能射线使武器周围空间的气体介质电 离, 形成等离子层, 所形成的等离子层具有足够的电 子密度和厚度, 从而对雷达波有较强的吸收和散射 能力, 衰减反射信号, 以实现隐身。目前, 国内外主 要采用第二种方法产生等离子体。
从目前公开的资料来看, 俄罗斯在等离子体隐 身这一领域处于领先地位, 俄罗斯已开发研制出两 代等离子体隐身产品 [ 9 ] 。第一代装置是比较简单 的等离子体发生片, 其厚度只有 0. 5 ~ 0. 7 mm, 将 该发生片贴在飞行器的强散射部位, 可以减弱电磁 波, 改变信号长度。第二代装置为等离子体发生器, 在等离子发生器里加入了易电离的中性气体即可产 生等离子体, 而且该产品重量不到 100 kg, 耗电只有 几千瓦。它除具备第一代隐身系统的功能外, 还能
1 09
第 49卷 第 8期 2009年 8月
T elecommun icat ion Eng ineer ing
V o.l 49 No. 8 Aug. 2009
3 等离子体隐身技术发展现状与前景
3. 1 国内外等离子体隐身技术研究现状
3. 1. 1 美国
等离子隐身技术直到 20世纪 90年代才应用于 实用阶段。美海军委托田纳西大学等机构研制等离 子体天线 [ 7 ] , 其工作机理是: 将等离子体放电管作 为无线元件, 当放电管通电时就成为导体, 能发射和 接收无线电信号; 当放电管断电时便成为绝缘体, 不 反射雷达发出的探测信号。这就是说, 等离子体天 线是利用等离子体单元来控制天线的工作, 通过改 变等离子体的密度等参数就能控制天线的工作频率 等性能, 从而克服了传统的金属天线在其尺寸确定 后其工作频率范围等也确定的弊端。而且当等离子 天线在发射一个脉冲信号后, 可以切断供电, 从而消 除传统天线中的阻尼振荡。近几年来, 美海军实验 室将工作重心放在 U 型天线上 [ 8 ] , 其工作频率范围 已经达到 0. 1~ 1 GH z。美海军已经将等离子体天 线安装在潜望镜上, 能快速重新配置小型天线, 可以 接收 1~ 45 GH z频率范围内的信号 [ 12 ] 。另外, 美军 在等离子雷达上也取得了一些成果。等离子雷达是 利用电离等离子体的超导特性来反射雷达波束的机 理建立起的一种实时对全部空域提供覆盖的雷达系 统。等离子雷达可在十亿分之一秒内重新定向, 改 变所监视的目标, 而传统雷达约需 1~ 10 s, 这就意 味着它能以几乎无限快的速度跟踪来袭的导弹等目 标。美国海军正在开发的 捷变镜 !雷达就是这种 等离子雷达。据称, 最近 摩托罗拉 ( M otoro la) 公司 准备将等离子体切换天线用于移动电话, 如果这项 技术能够得以实现, 势必将对移动电话的发展产生 翻天覆地的变化。
1引 言
近 20多年来, 随着国际形势的不断变化, 各种 精确的雷达探测技术以及精确制导技术大量地应用 于武器系统中, 使得各种精确制导武器的命中率比 以前提高了 1~ 2个数量级, 这给传统的作战武器在 战场上的生存能力构成了极大的威胁, 要提高武器 系统的突防能力和生存能力就必须采用隐身技术。 等离子体隐身技术 [ 1 ] 作为一种全新的隐身概念, 其 研究最早可以追溯到 1957年, 前苏联发射第一颗人 造卫星时, 科学家就注意到: 人造卫星的电磁散射特 性与普通的金属球不一样, 而形成这种现象的关键 因素就是卫星飞行时在其周围形成了等离子体层。 直到 20世纪八九十年代末, 等离子体隐身技术才有
了长足的发展。随着等离子体天线的面世, 等离子 体隐身技 术才应用于实用阶段 [ 2 ] 。从目前公开的 资料来看, 俄罗斯在等离子体隐身这一领域处于领 先地位, 尤其是最近正研究的第三代等离子体隐身 系统, 在 4~ 14 GH z频率范围内可以使米格飞机的 雷达截面积 ( RCS) 值减少到原来的 1% 。这与美国 F- 117隐形战斗机和 B- 2隐形轰炸机在雷达上反 映出的效果大致相同, 但是由于它没有刻意地去改 变飞机的气动性能, 因此具有更高的性价比。正是 由于等离子体隐身技术具有吸波频带宽、效率高、使 用简便、价格便宜等优点, 特别是应用于飞行器隐身 时无需改变飞行器的外形, 解决了隐身措施与气动 性能的矛盾 [ 3 ] , 日益受到国内外国防决策机构和军 事专家的关注。
文章编号: 1001- 893X ( 2009) 08- 0108- 05
等离子体与等离子体隐身技术*
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V o.l 49 No. 8 Aug. 2009
潘文俊, 童创明, 周 明
( 空军工程大学 导弹学院, 陕西 三原 713800)
摘 要: 等离子体隐身技术是一种新型的隐身技术, 是雷达隐身技术的最新发展。介绍了等离子体 的产生方法, 讨论了等离子体的隐身机理, 阐述了国内外等离子体隐身技术的研究进展。针对目前 难以产生性能稳定的等离子体以及在目标表面难以形成持续均匀的等离子体层等技术难点, 介绍了 两种最新的改进措施, 最后对等离子体隐身技术的发展前景进行了展望。 关键词: 等离子体; 隐身技术; 发展现状 中图分类号: TN97; O441. 4; O451 文献标识码: A do:i 10. 3969 / .j issn. 1001- 893x. 2009. 08. 025
由于等离子体的折射率与等离子体的自由电子 密度有关, 适当设计等离子体的密度分布, 使入射到
等离子体内部的电磁波向外弯曲, 使雷达回波偏离 敌方雷达的接收方向, 使目标难以被敌方雷达发现, 从而实现对雷达波的折射隐身。同时等离子体也具 有高通滤波器的性质, 当雷达频率低于等离子体频 率时, 等离子体的折射率出现虚部, 电磁波在传播方 向上按指数衰减, 沿传播方向的平均传输功率为零, 即电磁波不能在等离子体中传播, 电磁波将被等离 子体完全反射, 此时等离子体能以电磁波反射体的 形式对雷达进行电子干扰。当雷达频率大于等离子 体频率时电磁波入射到等离子体内部, 此时等离子 体中带电粒子在传播过程中必然会遇到各种形式的 碰撞, 等离子体通过碰撞吸收大部分入射波的能量。
P lasm a and Plasma Stealth Technology
PAN W en- jun, TONG Chuang - m ing, ZH OU M ing
( T he M issile Institute, A ir F orce Eng ineering U niversity, Sanyuan 713800, Ch ina)
* 收稿日期: 2009- 04- 17; 修回日期: 2009- 06- 15 108
第 49卷 第 8期 2009年 8月
T elecommun icat ion Eng ineer ing
V o.l 49 No. 8 Aug. 2009
本文首先介绍了等离子体及其产生方法, 讨论 了等离子体隐身的机理, 接着阐述了等离子体隐身 技术的一些最新研究现状, 最后针对目前在实际应 用中目标表面难以形成均匀持续的等离子体层以及 难以产生性能稳定的等离子体等技术难点, 介绍了 两种最新的改进措施。
i=
( ne e2 /m i
) 1/2
0
式中, m i 为离子的质量。由于离子的质量远远大于 电子的质量, 因此可以把等离子体频率近似等于等 离子体的电子振荡频率。等离子体隐身的机理有很 多, 其中最常见的有折射隐身和吸收隐身 [ 6 ] 。不均 匀非磁化等离子体的折射率可以近似地表示为
n = ( 1 - ne e2 / 0m e )2 1 /2
110
向敌人发出假信号, 使敌人判断错误。据报道, 在不 影响飞机技术性能的同时, 采用该技术的飞行器被 敌方发现的概率可降低 99% 以上。最近, 俄罗斯公 开的可与美国 F - 22相抗衡的第五代战斗机米格 1. 42据说就是采用了这项先进技术, 这两代等离子 体隐身技术产品已进 行了成功试验, 并获准出 口。 目前, 俄罗斯正在研制第三代等离子体隐身系统, 据 预测, 该隐身系统可能利用飞行器周围的静电能量 来减小飞行器的截面积。应用第三代等离子体隐身 技术, 在 4~ 14 GH z频率范围内可以使米格飞机的 RCS值减少到原来的 1% 。这与 美国 F - 117 隐形 战斗机和 B- 2隐形轰炸机在雷达上反映出的效果 大致相同, 但性价比更高, 而且没有刻意地去改变飞 机的气动性能 [ 10 ] 。另外, 俄罗斯在导弹拦截技术上 也有了新的突破。近几年来, 俄罗斯科学家率先提 出一个新的出发点, 即任何飞行目标都存在最脆弱 的地方 ∀ ∀ ∀ 飞行环境特性, 从而独辟蹊径提出采用 等离子体武器拦截导弹的新方法。其工作原理是: 利用安装在地面的发生器和天线发出超高频电磁波 束, 使之在高空聚焦, 焦点处的空气便会发生高强度 的电离反应, 形成高电离化空气云 ∀ ∀ ∀ 等离子体团, 利用这些彼此交叉的大功率电磁能束或光束改变导 弹的飞行环境, 使飞行的导弹偏离方向而失去战斗 作用。由于整个拦截过程仅需 0. 11 s, 对等离子体 发生器而言, 飞行中的导 弹几乎可以相当于是 静 止不动 !的 目标, 因此它可以在瞬 间高度准确地拦 截多个来袭目标。据报道, 俄罗斯已经成功地研制 出试验型等离子体武器, 它主要由超高频电磁波发 生器、定向天线、电源及控制系统组成, 而且该套试 验装置已经成功地击落了炮弹。不过, 等离子体武 器的想法看似简单, 但是需解决的技术问题是远远 超过人们的想象, 其核心技术是超大功率电磁波的 发射装置以及对能源系统和天线装置的要求。
2 等离子体隐身
等离子体被称为物质的第四态, 它是由大量自 由电子、自由离子和中性粒子混合而成的非束缚宏 观体系。任何不带电的普通气体在受到外界高能作 用后, 部分电子吸收的能量超过原子电离能从而脱 离原子核的束缚而成为自由电子, 同时原子因为失 去自由电子而成为带正电的离子。当然, 并非所有 的自由电子、正电离子和部分中性原子组成的物质 就是等离子体, 只有具有足够高的电离度的电离气 体才具有等离子体的性质, 才能称为等离子体 [ 4 ] 。 粗略地说, 等离子体是带电的, 具有 电性 !, 而普通 气体是不带电的, 具有 中性 !。当体系中的 电性 ! 比 中性 !更重要时, 这一体系可以称为等离子体。
2. 1 等离子体隐身的机理
等离子体隐身技术是指利用等离子体回避雷达 探测系统的一种技术, 其中等离子体频率是关键的 参数 [ 5 ] 。等离 子体频率指等离子体的集体振荡频 率, 频率的大小代表等离子体对电中性破坏的快慢。 等离子体电子振荡角频率 e 为
e=
( ne e2 /me
) 1/2
0
式中, ne 为等离子体自由电子的密度; e、m e 为电子 的电量和质量, 0 为真空的介电常数。同样, 离子 等离子体的频率 i 可参照上式写成:
这就是说等离子体天线是利用等离子体单元来控制天线的工作通过改变等离子体的密度等参数就能控制天线的工作频率等性能从而克服了传统的金属天线在其尺寸确定后其工作频率范围等也确定的弊端而且当等离子天线在发射一个脉冲信号后可以切断供电从而消除传统天线中的阻尼振荡
第 49卷 第 8期 2009年 8月
T elecommun icat ion Eng ineer ing
Abstract: P lasm a stea lth is a nove l type of stealth techno logy and the la test developm en t of radar stealty techno logy . In th is paper, the m ethod of plasm a preparation is introduced, the stea lth m echan ism is dis cussed, and the research progresses at hom e and abroad are summ arized. A im ing at such d ifficulty, as generat ing steady perform ance p lasm a and con tinuous p lasm a layer on the target surface, tw o latest im proved m ethods are introduced. F ina lly the prospective v iew s are analyzed. Key w ord s: p lasm a; stealth technology; developm ent status
图 1 等离子体隐身示意图
2. 2 等离子体的产生方法 等离子体的产生主要有加热致电离、气体放电、
放射性同位素、强激光、高功 率微波等方法 [ 6 ] 。目 前, 实现等离子体隐身的途径主要有 3种: 一是加热 致电离产生等离子体, 这是一种产生等离子体最简 单的方法, 任何物质加热到足够的温度后都能产生 电离, 实验表明, 只有在碱金属存在的条件下, 加热 致电离才能产生一定密度的等离子体; 二是利用微 波产生等离子体, 即在低温下, 通过电源以高频和高 压的形式提供高能量产生间隙放电、沿面放电等, 将 气体介质击穿形成等离子体。其击穿的条件是微波 电场的均方根值大于击穿电场强度, 其中击穿电场 强度是微波自由空间波长、气体电离电位、电子平均 自由程和特征扩散长度的函数; 三是在飞行器的特 定部位 (如强散射区 ) 涂一层放射性同位素涂料, 利 用所放出的高能射线使武器周围空间的气体介质电 离, 形成等离子层, 所形成的等离子层具有足够的电 子密度和厚度, 从而对雷达波有较强的吸收和散射 能力, 衰减反射信号, 以实现隐身。目前, 国内外主 要采用第二种方法产生等离子体。