雷达隐身材料的发展

雷达隐身材料的发展

165811008 王悦

1.1 隐身技术的概念

随着现代各种光电磁探测技术的迅猛发展，传统的作战武器所受到的威胁越来越严重。隐身技术作为提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段，已经成为海、陆、空立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段，在现代化信息战中的重要性也与日俱增，成为提高武器装备生存能力、突防能力和作战效能的关键技术，日益引起世界各国的普遍重视。在美国，隐身技术被列为国防三大高技术之一。所以，第二次世界大战结束以后，隐身技术作为重大军事技术得到了广泛的重视和研究。战后的美、苏、英、法等世界军事强国都投入了巨额的经费进行研究，并且取得了相当大的进展。可以说，隐身以及反隐身技术的发展程度如何，已成为未来打赢高科技条件下的局部战争的至关重要的因素之一。

隐身技术又称目标特征控制或低可探测技术，它主要是通过改变或抑制目标的信号特征，使其难以被发现、识别、跟踪和攻击的技术。隐身技术的定义可分为广义定义和狭义定义。

广义定义：通过改变目标的外部结构（结构隐身）或在表面进行涂装处理（涂层隐身），或在其外部加覆盖物，或示假目标，达到降低目标可探测性的技术，均可称为隐身技术。

狭义定义：通过改变目标外部结构或在其表面进行涂层处理，改变目标的辐射特征及对电磁波的反射性能，降低目标与环境的辐射反差或光谱反射差异，从而令目标的可探测性大为降低，在一定的范围内可达到“隐身”的效果。

简而言之，依据内在伪装的概念，显著减小目标自身的各种暴露特征，令对方侦测系统难以发现或者令其探测效果降低的综合技术，即可称为隐身技术。

1.2 隐身技术的起源

隐身技术的起源最早来自于动物的启示。动物的隐身或伪装很早就引起了人们的注意。如斑马身上的深色的条文与浅色的皮毛明显对立，近距离观察易产生错觉。变色龙生活在非洲的一些地方及马达加斯加岛，其身体的颜色可随环境而

变化，尽量降低与环境的差异。例如，可根据环境的温度和光线的强度而变化，可由橙色变为深绿色，或从灰色变成黑色和紫色。

实际上，很多动物身体的色彩都有保护色，均不同程度地起到“隐身”作用，保护了自己，延续了后代，从而在物种进化中占有优势。例如，生活在冰雪中的狐，熊等白色居多；沙漠中的骆驼、鸵鸟、羚羊多为黄褐色；热带雨林的鸟类多为绿色；黑夜中出现的蝙蝠，老鼠又多为黑色。冬季里的雷鸟羽毛是白色的；木叶碟在树叶上停留时，两对翅膀合拢恰似一片布满霉菌的枯叶，翅膀上复杂的花斑如同树叶的中脉和侧脉。在马达加斯加还有一种名为“拉塔那”的蛇，当它游行于青草丛中时，全身为青绿色，栖身于褐色岩石或枯木间则又成为黑褐色，伏于土壤中则又成为胭脂红色。

上述这些动物表面的保护色减小了自身（目标）与环境在可见光频段的反射特性的差异，保护了自己，降低了敌人发现（目标）的可能性，从而起到了（光学）隐身的效果，其实就是早期的光学隐身，而且，这同时也给人类提供了隐身的启示。

1.3 隐身技术的发展

在现代的战场上，高技术电子侦察装备的出现使得军事探测技术几乎利用了电磁波所有有利用价值的频段，探测技术也因频段的不同分为：可见光探测技术，激光探测技术，雷达探测技术，红外探测技术。

除此之外，探测技术还可以以探测方式的不同分为主动探测和被动探测。主动探测：顾名思义，主动探测技术是指发射器主动地向外发射电磁波，通过电磁波遇到目标时反射回来的电磁波来探测目标，所以，主动探测设备必须由电磁波发射装置和接收装置两部分构成。被动探测：被动探测技术是指探测设备中的电磁波接收装置直接接收目标本体向外发射的，或者自然界其它电磁波入射到目标表面时反射的电磁波来探测目标。所以，被动探测只需接收器即可。

由此可见，可见光探测技一般属于被动探测，激光探测和雷达探测属于被动探测，而红外探测既有主动探测，又有被动探测。

相对应地，针对这些探测技术的隐身技术也随着这些探测技术（反隐身技术）的出现而出现了，并随着探测技术的不断发展而发展着，如图所示。按照使用的探测波段来分，隐身技术也可分为可见光隐身技术、雷达波隐身技术、红外隐身

技术、激光隐身技术等。

1.4 雷达隐身技术

1.4.1 雷达探测

雷达是用于检测和定位反射物体，如飞机、舰船、航天飞机、车辆、行人和自然环境的一种电磁系统。它通过将能量辐射到空间并且探测由物体或目标反射的回波信号来工作。返回到雷达的反射能量不仅表明目标的存在，而且，通过比较接收到的回波信号与发射信号，就可以确定其位置和获得其他与目标有关的信息。雷达可以在远或近距离，以及在光学和红外传感器不能穿透的条件下完成任务。它可以在黑暗、薄雾、浓雾、下雨时工作。

雷达发射的电磁波具有恒速、定向传播的特点，可以根据反射波判断目标的方位。而雷达探测就是利用目标对电磁波的反射、应答或自身的辐射发现目标。雷达的探测距离有一定范围，雷达探测的基本原理和系统特征可以用雷达方程，来描述：

式中Rmax为雷达最大作用距离；Pt为雷达发射功率；Pmin为雷达可检测的最小接收功率；Gt为发射天线的增益；Gr为接收天线的增益；λ为雷达工作波长；σ为目标的雷达散射截面积（即RCS，Radar Cross Section），是目标对入射雷达波呈现的有效散射面积。

从公式可以看出雷达最大作用距离尺与目标的雷达截面积σ的1/4次方成

正比，因此，要减小雷达的最大作用距离可以通过减小目标的RCS的实现。经计算，如果能使目标的σ下降为原值的15%，雷达探测距离将缩减为原来的62%，即使雷达截面积σ只降低1%，Rmax也将降低约。31%所以，雷达隐身的主要目的就是要降低武器装备的雷达散射截面积。

雷法本身除了能够进行电磁波的发射外，还能够接收由目标反射回来的电磁波，利用其从电磁波脉冲信号的发射到接收过程中的时间间隔从而能够实现目标的定位。同时，通过对反射波的调制还能够实现对目标运行速度及其他参数的判别。雷这的穿透能力很强，并且也不会受到气候的影响。雷达隐身技术主要是指