电磁散射与隐身技术大作业1

电磁散射与隐身技术导论

令狐采学

课程大作业报告

学院：电子工程学院

专业：电子信息工程

班级： 130

学号： 1300011

姓名：张瑞

电子邮件： 2315406416@

日期：年 06 月

成绩：

指导教师：姜文

飞机隐身的措施手段

前言：隐形对于一般人来说都不陌生，虽然这些说法大多数来自小说和神话，但是在现实生活中也不乏隐形的例子。比如说变色龙就能够通过改变自己的颜色来进行隐形。人们通过研究仿生学，并且应用了最新的技术和材料，终于在庞大的飞机上也实现了隐形。从原理上来说，隐形飞机的隐形并不是让我们的肉眼都看不到，它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。隐形飞机在现阶段能够尽量减少或者消除雷达接收到的有用信号，虽然是最为秘密的军事机密之一，隐形技术已经受到了全世界的极大关注。隐身技术作为一门尖端的综合军事技术，起源于第二次世界大战初期，是随着无线电技术的发展和雷达探测设备的出现而发展起来的，是现代军事上隐蔽自己，避免被敌人发现，借以增强突击能力或保护自身的重要手段。雷达和通信设备工作时会发出电磁波，表面会反射电磁波，运转中的

发动机和其他发热部件会辐射红外线，以及飞机会反射照射向它的电磁波，这样，就使武器装备与它所处的背景形成鲜明对比，容易被敌人发现。通过多种途径，设法尽可能减弱自身的特征信号，降低对外来电磁波、光波和红外线反射，达到与它所外的背景难以区分，从而把自己隐蔽起来，这就是电磁隐身技术。从1936年荷兰飞利浦实验室研究并取得法国专利的第一批电磁波吸收材料算起，至今已有七十多年的历史了。飞机的隐身主要是为了提高武器的生存和防御能力而制作的，它在军事战斗中扮演着越来越重要的角色，特别是现在的信息化时代，该项技术更是得到很多军事机构的青睐。它作为提高武器系统生存、突防以及纵深打击能力的有效手段，已经成为集陆、海、空、天、电、磁六维一体的立体化现代战争中最为重要、最为有效的突防战术技术手段，并受到世界各国的高度重视。

一、隐身技术的定义及分类

隐身技术定义是：在飞机研制过程中设法降低其可探测

性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击的专门技术，当前的研究重点是雷达隐身技术和外形隐身技术。简言之，隐身就是使敌方的各种探测系统（如雷达等）发现不了己方的飞机，无法实施拦截和攻击。早在第二次世界大战中，美国便开始使用隐身技术来减少飞机被敌方雷达发现的可能。雷达隐身技术避开雷达是实现隐身的关键。雷达隐身技术是怎样实现的呢？首先我们得分析雷达的工作方式，雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标飞机、导弹等时，一部分雷达波便会反射回来，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的位置。由此可见，飞机要想不被雷达发现，除了超低空飞行避开雷达波的探测范围外，就得想办法降低对雷达波的反射，使反射雷达波弱到敌人无法辨别的地步。衡量飞行器雷达回波强弱的物理量为雷达散射截面积（英文名称RadarCrossSection，缩写为RCS），是指飞机对雷达波的有效反射面积，雷达隐身的方法便是采用各种手段来减小飞机的

RCS。例如美国的B52轰炸机的RCS大于100平方米，很容易被雷达发现，而与其同类的采用了隐身技术的轰炸机B2的RCS约为0.01平方米，一般雷达很难探测到它。

隐身技术主要分为红外隐身（热）、声波隐身（声）、可见光隐身（光）、磁场隐身（磁）、雷达隐身（电）。其中比较重要的是雷达隐身，它又分为无源隐身技术和有源隐身技术。无源隐身技术主要包括外形隐身、材料隐身和天线隐身，有源隐身技术主要包括电子欺骗和干扰、自适应载入技术和使用低截获功率雷达。

二、飞机的电磁散射机理的分析

飞机是一种很复杂的目标，可以看作由多个部件组成，在雷达波照射下，每一个部件都会产生散射波，而且有的部件可能同时产生不同机理的散射。下面分析飞机的电磁散射机理。如下图所示，飞机上的散射源可分为三类：

第一类称为强散射源（也可称为重要或主要散射源），如：飞机头部整流罩：如果整流罩对电磁波是不“透明”的，

飞机头部将产生圆锥尖顶散射，是一种弱散射；如果整流罩对电磁波是透明的，例如天线罩，则电磁波将“看见”罩的内部，罩内的各种设备将构成许多角反射器，是一个强散射源；如果罩内有抛物面天线，则抛物面和天线系统构成强散射源。座舱：一般来说，座舱的玻璃对电磁波是“透明”的，座舱内部相当于一个腔体，是一个强散射源。

机身：机身的外形可以近似地认为是一个柱体或椭球体，将产生曲面镜面反射。另外当雷达波侧向照射机身时，还会产生爬行波绕射现象。机身是飞机的一个重要散射源。

进气道：进气道的散射机理可以近似地认为类似于腔体的散射。当雷达波从正前向照射飞机时，进气道是一个强散射源。另外进气道唇口产生的边缘散射，也不容忽视。

尾喷管：尾喷管的散射机理也可以近似地认为类似于腔体的散射。雷达波尾向照射飞机时，它是一个强散射源。

机翼：若机翼前缘半径大于雷达波波长时，机翼前缘产生类似于圆柱的镜面反射；若前缘半径小于雷达波波长时，机翼前缘

产生类似于尖劈的绕射。机翼后缘也产生类似于尖劈的边缘绕射。当入射波方向切于机翼表面时，还将引起行波绕射现象。机翼是一个较强的散射源。

水平尾翼：水平尾翼的电磁散射现象同机翼的情况一样。

垂直尾翼：垂直尾翼除像机翼一样产生前缘镜面反射(或边缘绕射)、后缘绕射和行波绕射现象外，当雷达波侧向照射飞机时，垂直尾翼产生一个很大的镜面反射，是一个强散射源。二面角反射器：对于大多数正常式飞机来说，垂尾与平尾相互垂直，机身侧面的一部分与机翼垂直，构成二面角反射器，是一种很强的散射源。

第二类称为次强散射源，与强散射源相比强度低一个数量级，如：

外挂物：当飞机有外挂物时，如军械或副油箱，这些外挂物会产生类似于圆柱面或椭球体的镜面反射和行波绕射或爬行波绕射，也是一个较强的散射源。

与飞行器垂直且较长的直边（如进气道唇口和斜板前缘等），