9.隐身材料

隐身技术（低可探测技术LD ）→声隐身、雷达隐身、红外隐身、可见光隐身、激光隐身

在一定的探测环境中，通过控制，降低目标的信号特征，来改变目标的可探测性信号特征，最大程度地降低对方探测系统发现的概率，使其难以被发现、识别和攻击。

a. 并非不可见，雷达——探测，可见光——发现，红外——识别；

b. 降低的是特定探测器的信号特征；

c. 时间性、空间性。

➢ 电磁波频谱（雷达频率） 常用：220MHZ —35GHZ 实际 3MHZ —300GHZ

可见光：0.76—0.4um 微波：分米波—亚毫米波 雷达：短波（100m ）、米波、分米波、毫米波1mm

侦察波段： a.雷达（Ka/Ku/X/C/S 波段）→微波隐身 b.热红外（8-14um ）→红外隐身 c.声波隐身

d.激光（1.06um/1.54um/10.6um ）→激光隐身

e.可见光（0.4-0.76um ） 近红外（0.76-1.2um ）→光学隐身

➢ 目标暴露的主要特征： 形→形状和尺寸 位→位置关系和战术相对位置 色→色泽、色差、色调

迹→迹、阴影和痕迹、烟尖、闪光、火光、丢弃物 声→目标发出的振动、噪音 电→无线电波、目标辐射、无线电波与背景的差异 磁→磁反差、铁磁性目标与地球磁场局部变化的反差 热→热辐射、红外线特征

➢ 伪装的基本原理：

（1）与背景融合、融入到背景中； （2）消除、降低目标与背景的差别，即最大限度地消除目标的暴露征候。 ➢ 雷达的特点：

优点： a.发射功率大，探测距离远； b.工作波长长，能全天候使用； c.测位精度高，能自动搜索与跟踪

缺点：易受电磁干扰

分类：

a.米波（1m-10m ）（30-300MHZ ）各种警戒雷达

b.分米波（10cm-1m ）（0.3-3GHZ ）炮瞄雷达、警戒、引导雷达

c.厘米波（1-10cm ）（3-30GHZ ）各种火控雷达

d.毫米波（1-10mm ）（30-300GHZ ）可以成像判别

e.亚毫米波（＜1mm ）（0.3-3GHZ ）

➢ 长波雷达：隐蔽性好，探测距离远，抗干扰能力强，机动性好；

工作频带宽，信号适应能力强，定位精度高，具有目标识别能力；

➢ 按用途分：

（1）警戒雷达（近程雷达→200km ，中程雷达→400km ，远程雷达，超远程警戒）

（2）引导雷达 （3）制导雷达 （4）测高雷达 （5）炮瞄雷达

➢ 按使用分：连续波、单脉冲、频率捷变、三坐标、多基地、脉冲多普勒成像、声控阵列、毫米波成像、激光雷达 ➢ 雷达：利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射来探测目标，获取目标空间坐标速度等特征信息的一种无线

电技术。

➢ 雷达散射截面RCS （度量目标在雷达波照射下所产生回波强度的物理量）： in

sc I I R 42πσ= R ：目标至接受天线的距离 I sc 为接收机处的散射波的功率密度 I in 为目标处的散射波的功率密度 RCS ：目标在单位立体角内向接收机的散射功率密度与入射波在目标处的入射功率密度之比的4π倍，即发射功率与接受功率比值的4π倍 ➢

方位角：从某点的指北方向起，依顺时针方向到目标方向之间的水平夹角，σ与方位角通常用平方米的分贝数表示。 ➢

回波率1/10→RCS ↓10dB 回波率1/100→RCS ↓20dB 回波率1/1000→RCS ↓30dB ➢

主要技术措施：（1）结构隐身技术（仿生方向）→a.避免大的平面和凸状弯曲面，以抑制镜面强发射效应； b.尽可能消除武器装备外形上的垂直相交表面，合理设计腔体，避免出现角反射器效应； c.采用各种措施，弥合缝隙以避免缝隙行波产生二次能量辐射（合理设计、制造舱盖，不让雷达波进入座舱内）； d.减少散射源数量，取消各种外接设施，使武器装备表面形成平滑过渡的曲线形体。 （2）材料隐身技术。 （3）等离子体隐身技术。 （4）信号对消技术。 （5）微波传播指示技术→依赖于传播介质（大气的状态变化会使雷达波束发生畸变产生盲区） ➢

对消技术：无源对消（采用外形技术或材料技术，消干涉波） 有源对消（利用目标上的电子设备） ➢ 吸波材料

a.按损耗机理：电损耗型（电阻）、磁损耗型（磁滞耗损和磁畴共振）、介电耗型（介质的极化弛豫损耗、共振）

b.按吸波原理：吸收型、干涉型

c.按成型工艺和承载能力：涂覆型吸波、结构型吸波（贴片、泡沫、蜂窝）

d.按研究时期：传统（铁氧体、金属微粉、石墨、碳化硅、导电纤维等）；

新型（纳米、手性、导电高聚物、多晶纤维、频率选择表面等）；

➢ 吸波设计原理：

a.使电磁波最大限度的进入到材料内部，以减少电磁波的直接反射。

b.设法对入射的电磁波进行有效的吸收和衰减。

（1）展宽频带是吸波涂料设计的核心；

（2）对带宽、吸波性能和材料厚度进行折中。

➢ 涂覆型吸波材料

（1）吸收型（吸波剂、粘结剂）吸波剂→决定涂层对入射电磁波的损耗能力 粘结剂→必须为透波材料（成膜物质）

优点：涂覆一层均匀损耗介质层，厚度薄，适合飞行目标表面，降低目标RCS

缺点：单层结构，只能用于某些特殊频段 损耗介质的阻抗与空间波阻抗相差较大，除层表面反射严重

在交表磁场下电磁特性参数：介电常数εr 磁导率μr

（a ）阻抗匹配→减少直接反射 （b ） 材料内部衰减电磁波

吸收损耗机理——损耗功率： 电阻损耗 介电损耗 磁损耗

（2）干涉型（吸收屏）→在金属前方低介质常数隔离层上放置一块电阻片

介质厚度： )4/)(21(λn d += 介质波长： 波速 n c /=ν v 变慢，波长变短，)4/(λ吸收可能 提高吸收效果：（a ）在吸收屏表面附加一层高介电常数的介电材料；

（b ）将salisbury 吸收屏设计成对称的sandwich 结构；

（3）谐振型吸收波涂层

若把吸取单元分别设计在不同谐振频率，则可设计成宽频段吸波涂层

厚度设计：410)()12(-+=r r n h εμλ 由于其个单元的高度不同，使用很不方便，可以将高低不同的

➢ 结构型

（1）层板结构吸收体（由多层电阻片和介电材料隔离层交替叠放构成）

为提高吸波性能，通常由透波层、吸波层和反射层三个不同结构层次

↓取决于

损耗层的总导纳、介质层电磁参数、每层厚度

（2）夹层结构吸波体（透波层或吸波层设计成夹层结构——蜂窝结构）

优点：密度低、比强度高、比模量高、有效衰减雷达波 也可设计成波纹板或角锥结构

高温下可使用石英纤维/SiC 纤维/Al 2O 3纤维

➢ 超材料:具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。

（1）包括：左手材料、光子晶体、超磁性材料等。

（2）特征：a. 有新奇的人工结构； b. 有超常的物理性质（往往是自然界的材料所不具备的）；

c. 性质往往不主要取决于构成材料的本征性质，而取决于其中的人工结构。

➢ 左手材料：在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统（对电磁波的传播形成负的折射率）。

左手材料与负折射率：

（1）正弦时变电磁场的波动方程：0E E 22=+k ▽ 0B B 2

2=+k ▽ 其中00222εεμμωμεωr r k == 右手材料 左手材料