雷達隱身(New)

1、梁迪飛* 電磁輻射控制材料工程技術研究中心雷達隱身的主要技術途徑雷達隱身的主要技術途徑雷達反隱身的主要技術途徑雷達反隱身的主要技術途徑雷達反隱身的主要技術途徑雷達反隱身的主要技術途徑采用長波或毫米波雷達采用長波或毫米波雷達采用雙采用雙/多基地雷達多基地雷達采用無載頻超寬波段雷達采用無載頻超寬波段雷達采用激光雷達和紅外探測系統(tǒng)采用激光雷達和紅外探測系統(tǒng)發(fā)展空基或天基平臺雷達發(fā)展空基或天基平臺雷達提高現(xiàn)有雷達的探測能力提高現(xiàn)有雷達的探測能力雷達隱身的主要技術途徑雷達隱身的主要技術途徑1.1 雷達探測技術簡述雷達探測技術簡述 第一次世界大戰(zhàn)期間，科學家開始研制一種可以尋找遠距離飛機的探測技術。193

2、5年年,英國著名的物理學家、國家物理研究所無線電研究室主任Watson Watt在前人基礎上，發(fā)明了一種既能發(fā)射無線電波，又能接收反射波的裝置，它能遠距離探測飛機的行蹤，這就是世界上第一臺真這就是世界上第一臺真正意義上的雷達正意義上的雷達。雷達的基本任務是探測目標，測定有關目標的距離、雷達的基本任務是探測目標，測定有關目標的距離、方向、速度等狀態(tài)參數(shù)方向、速度等狀態(tài)參數(shù)。雷達的問世，使人類的探測能力跨上了新的臺階。傳統(tǒng)的雷達多以微波為信息載體。傳統(tǒng)的雷達多以微波為信息載體。1.1.1 雷達探測原理雷達探測原理雷達主要由天線、發(fā)射機天線、發(fā)射機(無源雷達沒有）、接收機（包括信號處理機）和顯示器無

3、源雷達沒有）、接收機（包括信號處理機）和顯示器等部分組成。 雷達發(fā)射機雷達發(fā)射機產生足夠的電磁能量，經收發(fā)轉換開關傳送給天線。天線天線將這些電磁能量輻射至大氣中將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個很窄的方向上形成波束集中在某一個很窄的方向上形成波束，向前傳播向前傳播。電磁波遇到波束內的目標后，將沿著各個方向產生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達的方向，被雷達天線獲取。天線獲取的能量經過收發(fā)轉換開關送到接收機接收機，形成雷達的回回波信號波信號。 由于在傳播過程中電磁波會隨著傳播距離而衰減，雷達回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機放大微弱的回波信號，經過信號處理機處理，提取出包含在回波

4、中的信息，送到顯示器顯示出目標的距離、方向、速度等。送到顯示器顯示出目標的距離、方向、速度等。 為了測定目標的距離，雷達準確測量從電磁波發(fā)射時刻到接收到回波時刻的延遲時間，這個延遲時間是電磁波從發(fā)射機到目標，再由目標返回雷達接收機的傳播時間。根據電磁波的傳播速度，可以確定目標的距離為：d=v.t/2 其中d：目標距離 ，t：電磁波從雷達到目標的往返傳播時間， v：光速 測定目標的運動速度是雷達的另一個重要功能，雷達測速利用了物理學中的多普勒原理多普勒原理當目標和雷達之間存在著相對位置運動時，目標回波的頻率就會發(fā)生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移多普勒頻移，用于確定目標的相對徑向速度，通常，具有

5、測速能力的雷達，例如脈沖多普勒雷達，要比一般雷達復雜得多。 雷達的戰(zhàn)術指標雷達的戰(zhàn)術指標主要包括作用距離、威力范圍、測距分辨力與精度、測角分辨力與精度、測速分辨力與精度、系統(tǒng)機動性等。 其中， 作用距離作用距離是指雷達剛好能夠可靠發(fā)現(xiàn)目標的距離是指雷達剛好能夠可靠發(fā)現(xiàn)目標的距離。它取決于雷達的它取決于雷達的發(fā)射功率與天線口徑的乘積發(fā)射功率與天線口徑的乘積，并與目標本身反射雷達電磁波的能力（雷并與目標本身反射雷達電磁波的能力（雷達散射截面積的大?。┑纫蛩赜嘘P達散射截面積的大?。┑纫蛩赜嘘P。 威力范圍威力范圍指由最大作用距離、最小作用距離、最大仰角、最小仰角及方位角范圍確定的區(qū)域。 1.1.2 雷

6、達的種類雷達的種類雷達的種類繁多，分類的方法也非常復雜：按照雷達的用途用途分類，如預警雷達預警雷達、搜索警戒雷達搜索警戒雷達、引導指揮雷達引導指揮雷達、炮瞄雷達炮瞄雷達、測高測高雷達雷達、戰(zhàn)場監(jiān)視雷達戰(zhàn)場監(jiān)視雷達、機載雷達機載雷達、無線電測高雷達無線電測高雷達、雷達引信雷達引信、氣象雷達氣象雷達、航行管制航行管制雷達雷達、導航雷達導航雷達以及防撞和敵我識別雷達防撞和敵我識別雷達等。按照雷達信號形式信號形式分類，有脈沖雷達脈沖雷達、連續(xù)波雷達連續(xù)波雷達、脈沖壓縮雷達脈沖壓縮雷達和頻率捷變雷達頻率捷變雷達等。按照角跟蹤方式角跟蹤方式分類，有單脈沖雷達、圓錐掃描雷達和隱蔽圓錐掃描雷達等。按照目標測量

7、的參數(shù)目標測量的參數(shù)分類，有測高雷達、二坐標雷達、三坐標雷達和敵我識別雷達、多站雷達等。按照雷達采用的技術和信號處理的方式采用的技術和信號處理的方式有相參積累和非相參積累、動目標顯示、動目標檢測、脈沖多普勒雷達脈沖多普勒雷達、合成孔徑雷達合成孔徑雷達、邊掃描邊跟蹤雷達邊掃描邊跟蹤雷達。按照天線掃描方式天線掃描方式分類，分為機械掃描雷達機械掃描雷達、相控陣雷達相控陣雷達等。按雷達信號獲取方式獲取方式分類，有有源、無源和組網雷達。有源雷達有源雷達主動獲取目標信息進目標信息進行識別行識別，無源雷達被動獲取目標和輻射源信息進行識別，組網雷達則綜合多雷達的目綜合多雷達的目標信息或識別結果進行融合識別標信

8、息或識別結果進行融合識別。按雷達頻段雷達頻段分，可分為超視距雷達超視距雷達、微波雷達微波雷達（這里指分米、厘米波）、毫米波毫米波雷達雷達以及激光雷達激光雷達等。雷達可以識別的目標種類繁多，涵蓋了地、海、空、天所有目標，還包括地形、氣象、干擾和輻射源。目前軍事領域隱身主要是針對微波頻段而設計目前軍事領域隱身主要是針對微波頻段而設計，下面簡單介紹超視距雷達、毫米波雷達、激光雷達以及相控陣雷達。（1）超視距雷達）超視距雷達工作在短波波段（工作在短波波段（5-30MHz, 波長波長10 - 60m)，能監(jiān)視地平線以下目標的地面雷達，能監(jiān)視地平線以下目標的地面雷達,它是一種利用高新技術發(fā)展起來的新型軍用

9、雷達，能用來探測和發(fā)現(xiàn)隱形武器裝備，是反隱形技術發(fā)展的產物。由于隱形武器裝備的設計通常是針對厘米波段雷達厘米波段雷達，為了對付隱形武器裝備，擴展雷達的工作波段是必然的選擇。將雷達的工作波段向米波段和毫米波段甚至紅外波段和激光波段擴展，會使雷達具有一定的反隱形能力，超視距雷達就是這樣出現(xiàn)的。 超視距雷達按電磁波傳播方式不同，可分為天波超視距雷達天波超視距雷達和地波超視距雷達地波超視距雷達兩類。前者利用電離層折射電離層折射，后者利用地球表面繞射地球表面繞射。（2）毫米波雷達）毫米波雷達 工作在毫米波段的雷達稱為毫米波雷達。工作在毫米波段的雷達稱為毫米波雷達。它具有天線波束窄它具有天線波束窄、分辯率

10、高、頻帶寬分辯率高、頻帶寬、抗干抗干擾能力強等特點擾能力強等特點，同時它工作在目前隱身技術所能對抗的波段之外，因此它也能探測隱，同時它工作在目前隱身技術所能對抗的波段之外，因此它也能探測隱身目標。身目標。毫米波雷達還具有作戰(zhàn)能力，特別適用于防空、地面作戰(zhàn)和靈巧武器，已獲得了各國的毫米波雷達還具有作戰(zhàn)能力，特別適用于防空、地面作戰(zhàn)和靈巧武器，已獲得了各國的重視。例如，美國的重視。例如，美國的“愛國者愛國者”防空導彈已安裝了防空導彈已安裝了毫米波雷達導引頭毫米波雷達導引頭，目前正在研制更，目前正在研制更先進的先進的毫米波導引頭毫米波導引頭；俄羅斯已擁有連續(xù)波輸出功率為；俄羅斯已擁有連續(xù)波輸出功率為

11、10千瓦的毫米波雷達；英、法等國千瓦的毫米波雷達；英、法等國家的一些防空系統(tǒng)也都將采用毫米波雷達。家的一些防空系統(tǒng)也都將采用毫米波雷達。毫米波雷達缺點：毫米波雷達缺點：大氣中傳播衰減嚴重大氣中傳播衰減嚴重，器件加工精度要求高。與光波相比，它們利用，器件加工精度要求高。與光波相比，它們利用大氣窗口（毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時，由于氣體分子諧振吸收所致的某些衰減大氣窗口（毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時，由于氣體分子諧振吸收所致的某些衰減為極小值的頻率）傳播時的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小。為此，它們在通信、為極小值的頻率）傳播時的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小。為此，它們在通信、雷達、制

12、導、遙感技術、射電天文學和波譜學方面都有重大的意義。雷達、制導、遙感技術、射電天文學和波譜學方面都有重大的意義。利用大氣窗口的毫利用大氣窗口的毫米波頻率米波頻率可實現(xiàn)大容量的衛(wèi)星可實現(xiàn)大容量的衛(wèi)星-地面通信或地面中繼通信。利用毫米波天線的地面通信或地面中繼通信。利用毫米波天線的窄波束窄波束和和低低旁瓣性能旁瓣性能可實現(xiàn)可實現(xiàn)低仰角精密跟蹤雷達和成像雷達低仰角精密跟蹤雷達和成像雷達。在遠程導彈或航天器重返大氣層時，。在遠程導彈或航天器重返大氣層時，需采用能順利穿透等離子體的毫米波實現(xiàn)通信和制導。高分辨率的毫米波輻射計適用于需采用能順利穿透等離子體的毫米波實現(xiàn)通信和制導。高分辨率的毫米波輻射計適用

13、于氣象參數(shù)的遙感。用毫米波和亞毫米波的射電天文望遠鏡探測宇宙空間的輻射波譜可以氣象參數(shù)的遙感。用毫米波和亞毫米波的射電天文望遠鏡探測宇宙空間的輻射波譜可以推斷星際物質的成分。推斷星際物質的成分。 （3） 激光雷達激光雷達 工作在紅外和可見光波段的雷達稱為激光雷達工作在紅外和可見光波段的雷達稱為激光雷達。它由激光發(fā)射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。隱身兵器通常是針對微波雷達的，因此激光雷達很容易因此激光雷達很容易“看穿看穿”隱身目標所玩的隱身目標所玩的“把把戲戲”；再加

14、上激光雷達波束窄、定向性好、測量精度高、分辨率高，因而它能有效地探測隱身目標。激光雷達在軍事上主要用于靶場測量、空間目標交會測量、目標精密跟蹤和瞄準、目標成像識別、導航、精確制導、綜合火控、直升機防撞、化學戰(zhàn)劑監(jiān)測、局部風場測量、水下目標探測等。美國國防部美國國防部正在開發(fā)用于目標探測和識別的激光雷達技術正在開發(fā)用于目標探測和識別的激光雷達技術，已進行了前視下視激光雷已進行了前視下視激光雷達的試驗，主要探測偽裝樹叢中的目標達的試驗，主要探測偽裝樹叢中的目標。法國和德國正在積極進行使用激光雷達探測和識別直升機的聯(lián)合研究工作。（4）相控陣雷達）相控陣雷達 又稱作相位陣列雷達，是一種以改變雷達波相位

15、來改變波束方向的一種以改變雷達波相位來改變波束方向的雷達雷達，因為是以電子方式控制波束而非傳統(tǒng)的機械轉動天線面方式，故又稱電子掃描雷達。 有相當密集的天線陣列，在傳統(tǒng)雷達天線面的面積上可安裝上千個可安裝上千個相控陣天線相控陣天線，任何一個天線都可收發(fā)雷達波任何一個天線都可收發(fā)雷達波，而相鄰的數(shù)個天線即具有一個雷達的功能。掃描時，選定其中一個區(qū)塊(數(shù)個天線單元)或數(shù)個區(qū)塊對單一目標或區(qū)域進行掃描，因此整個雷達可同時對許多目標或區(qū)域整個雷達可同時對許多目標或區(qū)域進行掃描或追蹤，具有多個雷達的功能。進行掃描或追蹤，具有多個雷達的功能。由于一個雷達可同時針對不同方向進行掃描，再加之掃描方式為電子控制而

16、不必由機械轉動，因此作息信息更新率大大提高，機械掃描雷達因受限于機械轉動頻率因而信息更新周期為秒或十秒級，電子掃描雷達則為毫秒或微秒級。因而它更適因而它更適於對付高機動目標於對付高機動目標。此外由於可發(fā)射窄波束，因而也可充當電子戰(zhàn)天線使用，如電磁干擾甚至是構想中發(fā)射反相位雷達波來抵消探測電波等。 1.2 雷達隱身技術雷達隱身技術 雷達是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中十分重要的電子武器,它能不受氣候限制,不分晝夜、快速、準確地在很遠距離上發(fā)現(xiàn)和測定目標的位置,并能準確地控制火炮、導彈等武器對目標進行射擊。因此,在軍事上獲得廣泛應用。正因為雷達在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中如此重要,反雷達的雷達對抗也就必不可少,利用雷達的技術弱點,可

17、使雷達變成“瞎子”和“聾子”,使敵人的指揮系統(tǒng)和武器系統(tǒng)降低效能或失去戰(zhàn)斗力。雷達對抗技術當然包含了雷達偵察和干擾雷達。雷達偵察設備能獲得有價值的雷達軍事情報,而有效的干擾能使敵雷達迷盲、指揮失靈、武器失控,從而保存自己、消滅敵人。 雷達隱身是雷達干擾中的一種無源干擾技術,它是一項綜合技術,盡可能地減小飛行器的各種觀測特征,降低目標的可觀測性,使敵方的探測器不能發(fā)現(xiàn)目標,避免被探測或使得其探測距離大大縮短。1.2 雷達隱身技術雷達隱身技術國內外重點研究的國內外重點研究的雷達隱身技術雷達隱身技術大多是對大多是對雷達目標特征信號控制的技術雷達目標特征信號控制的技術，核心是降低雷達散射截面核心是降低

18、雷達散射截面(RCS)。其技術途徑主要包括其技術途徑主要包括外形技術外形技術和和雷達吸波材料技術雷達吸波材料技術(RAM技術技術) ,其中外形技術是通過目標的非常規(guī)外形設計降低其其中外形技術是通過目標的非常規(guī)外形設計降低其RCS;而而RAM技術是指利用技術是指利用RAM吸收衰減入射的電磁波吸收衰減入射的電磁波,并將其電磁能轉換為熱能并將其電磁能轉換為熱能而耗散掉或使電磁波因干涉而消失的技術。而耗散掉或使電磁波因干涉而消失的技術。1.2.1 雷達隱身原理雷達隱身原理 雷達的基本任務是探測目標并測量其坐標,因此,作用距離是雷達的重要指標之一,它決定了雷達能在多大的距離上發(fā)現(xiàn)目標。隱身是通過減小軍事

19、目標對雷達的有效散射截面而降低敵方雷達作用距離來隱身是通過減小軍事目標對雷達的有效散射截面而降低敵方雷達作用距離來實現(xiàn)。實現(xiàn)。雷達探測距離主要取決于3個因素：雷達自身的特性雷達自身的特性目標的雷達截面目標的雷達截面當時當?shù)卮髿獾膫鬏斕卣鳟敃r當?shù)卮髿獾膫鬏斕卣魇街校篟max為自由空間中雷達的最大探測距離;Pt為雷達發(fā)射功率;Gt為雷達天線增益; 為雷達工作波長; S min為雷達最小可檢測信號功率為雷達最小可檢測信號功率; L為 發(fā)射機內部損耗；s為目標的有效散射面積,即雷達散射截面積（RCS) ；F1F2為發(fā)射及返回信號的大氣傳播損耗。雷達散射截面（雷達散射截面（RCS：Radar Cross

20、 Section）定義：表征目標散射強弱的物理量，稱做目標對入射雷達波的有效散射截面積，通常簡稱為目標的雷達散射截面或雷達截面。雷達散射截面是目標的一種假象的面積。接收天線通常被認為是一個有效接收面的口徑，該口徑從通過的電磁波中截獲能力。出現(xiàn)在接收天線終端的接收功率接收天線終端的接收功率 = 入射波功率密度入射波功率密度暴露在這個功率密度中的天線的有效面積暴露在這個功率密度中的天線的有效面積；或者說：暴露在這個功率密度中的天線的有效面積=出現(xiàn)在接收天線終端的接收功率入射波功率密度。同樣，雷達目標反射或散射的能量雷達目標反射或散射的能量也可以表示為一個有效面一個有效面積積與入射雷達波功率密度的乘

21、積入射雷達波功率密度的乘積，這個有效面積就是雷達截面，用符號s s來表示。單位是分貝平方米（分貝平方米（Db.m2）且s s dBsm10lg s s m2。一個目標的一個目標的RCS與目標的形狀、尺寸、結構及與目標的形狀、尺寸、結構及材料有關，也與入射電磁波的頻率、極化方式和入射角等有材料有關，也與入射電磁波的頻率、極化方式和入射角等有關。關。由于雷達的探測距離與雷達的截面成由于雷達的探測距離與雷達的截面成1/4次的關系，次的關系，RCS減小減小10dB可使雷達作用距離減小可使雷達作用距離減小44%， RCS減小減小40dB可使雷達作用距離減小可使雷達作用距離減小90%，就是人們不惜代價降低

22、就是人們不惜代價降低RCS的根本原因。的根本原因。目前,降低目標RCS的方法主要有戰(zhàn)術隱身戰(zhàn)術隱身和技術隱身技術隱身。戰(zhàn)術隱身包括低空、超低空和超高空的飛行突防技術的研究戰(zhàn)術隱身包括低空、超低空和超高空的飛行突防技術的研究；技術隱身主要包含雷達干擾隱身雷達干擾隱身、電磁對消隱身電磁對消隱身、等離子體隱身等離子體隱身、形體隱身形體隱身(改進目標幾何形體,以減小目標的有效反射面積)和材料隱身(改善目標表面材料的吸附、吸收特性,以減小目標的有效反射面積)。1.2.2.1外形隱身外形隱身 低RCS外形技術是實現(xiàn)武器系統(tǒng)高性能隱身的最直接有效的手段。如導彈彈頭低RCS設計時,相同投影面積的光卵形、拱形及

23、球形彈頭的前視后向RCS相差高達200 dB以上,而在對飛行器側面進行低RCS外形設計時,外形技術更是其它技術無法匹比的。外形技術的應用原則是:在保證導彈總體技術要求的前提下,將目標強散射中心轉化為次散射中心,或將強散射中心移出受雷達威脅的主要方位區(qū)域。 電磁散射貢獻主要包括：鏡面反射、邊緣繞射、爬行波繞射、行波繞射和非細長體因電磁突變引起的繞射。多棱面外形和融合外形技術是低RCS外形技術的兩個重要方面。前者是將彈體設計成多棱面體,使得整個彈體沿彈身周向只呈現(xiàn)出幾個有限的窄散射峰值,而在其它寬方位角內的RCS則很小。 典型的應用實例如美國的F117A隱身戰(zhàn)斗機。融合外形技術作為外形技術的另一重

24、要方面主要包括平面和空間的三維融合,如彈翼平面融合和翼身的三維融合。通過對彈身截面形狀進行合理設計,使其側向的鏡面散射變?yōu)榕芜吘壚@身,從而可以大大降低飛行器的側向RCS。其典型應用如美國的B2戰(zhàn)略轟炸機,該機獨特的飛翼式全融合結構使它的前向RCS得到大幅度的降低。以部分隱身飛機為例：F117A戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗機F117A戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗機RCS（0.010.1平方米）平方米） 多棱面外形技術是將飛行器設計成多棱面體,使得整個彈體沿彈身周向只呈現(xiàn)出幾個有限的窄散射峰值,而在其他寬方位角內的RCS則很小。典型的應用實例如美國的F-117A隱身戰(zhàn)斗機: F-117A隱身飛機是一種尺寸相當大的飛機,翼展13 m

25、,機長20 m,空載質量為11 t。其多面體外形非常特殊,正是主要有了這個多面體外形才使飛機具有隱身性能。多面體的各個小平面都有一定方向,為的是使電磁能量被飛機蒙皮反射到預定的方向,使雷達的后向散射能量盡可能弱。B-2 隱身戰(zhàn)略轟炸機（隱身戰(zhàn)略轟炸機（RCS約約0.02平米）平米）融合外形技術主要包括平面和空間的三維融合,如彈翼平面融合和翼身的三維融合。通過對機身截面形狀進行合理設計,使其側向的鏡面散射變?yōu)榕芜吘壚@身,從而可以大大降低飛行器的側向RCS。其典型應用如美國的B-2戰(zhàn)略轟炸機: B-2隱身轟炸機翼展60 m,長20 m,高5 m,幾乎與B-52差不多,但外形上有很大區(qū)別。其外形基

26、本是一個飛翼,發(fā)動機裝在機翼內部發(fā)動機裝在機翼內部,進氣道在機翼上部進氣道在機翼上部,減小了雷達能量的反射減小了雷達能量的反射。該機獨特的飛翼式全融合結構使它的前向RCS得到大幅度的降低。盡管B-2轟炸機的實際尺寸與B-52轟炸機相當,但RCS只有B-52的幾百分之一。1.2.2.2 1.2.2.2 材料隱身技術材料隱身技術( (雷達波吸收材料雷達波吸收材料:RAM):RAM)()(1)(2)0(3)(4)cscsssDH dlJdstBE dldstB dsD dsq ( , )( , )( , )(5)( , )( , )(6)( , )0(7)( , )( , )(8)D r tH r

27、tJ r ttB r tE r ttB r tD r tr t ( , )( , )( , )( , )( , )( , )D r tE r tB r tH r tJ r tE r ts ( , )( )cos( )( )cos( )( )cos( )xxmxyymyzzmzE r te Ertre Ertre Ertr ( )( )( )( , )Re( )Re( )Re( )Re( )yxzjrjrj tj txyxmymjrj tzzmj tE r teEr eeeEr eeeEr eeE r e ( )( )( )( )( )( )( )yxzjrjrjrxxmyymzzmE re E

28、r ee Er ee Er e 在無源的空間中，對于有耗媒質，時諧電磁場滿足：( )( )( )0( )0( )H rEjEaEjHbHcEds () ,cHjjEjs s 并令222200ccEEHH 將式(a)改寫成：波動方程：波動方程：2(1()12 s 2(1()1)2s 22cck令()ckjjs 若令E = Exex(1)zjk zzjzxxmxmzjzxyxmEEeEeeEjHjEeeZs11ccjjss對于損耗很大的媒質（對于損耗很大的媒質（s s ):2s頻率越高，媒質的電導率越大，磁導率越大，則電磁波在媒質中傳輸時的衰減就越快，傳輸?shù)木嚯x就越短。 吸收劑的電磁參數(shù)吸收劑的電

29、磁參數(shù)2()Zth jt 11ZRZ1/ 212221/ 22()2tantan1(1tantantan ()mmmfc 反射率 R：電磁波在材料中的衰減系數(shù)為：tantan其中：注意：吸波材料電磁參數(shù)與吸收劑體積百分比有很大的關系！注意：吸波材料電磁參數(shù)與吸收劑體積百分比有很大的關系！一、電磁參數(shù)測試方法多狀態(tài)法反射計被測樣品短路器開路器多厚度法反射計短路器短路器D樣品2D樣品自由空間法傳輸/反射法輸入輸出樣品L=0L=d 根據邊界條件，可以將參量根據邊界條件，可以將參量S11和和S21與傳輸系數(shù)和反射系與傳輸系數(shù)和反射系數(shù)聯(lián)系起來：數(shù)聯(lián)系起來：222111)1 ()(TTS222211)1

30、 ()(TTS0101ZZZZ).exp(dT其中：其中：20202020. 11. 11.rcrrcrcrrc 2002exp.rrcTjd 20211crr 220111rc （1-）（1-）其中：其中：22111ln2 dT 小結測試過程四、結論碳納米管的吸波性能碳納米管的吸波性能t = 2 mmW-型六角鐵氧體型六角鐵氧體BaCoZnFe16O27的吸收性能的吸收性能與顆粒大小的關系與顆粒大小的關系t = 2.5 mmCo納米線的電磁波吸收性能納米線的電磁波吸收性能直徑直徑 = 200 nm特點特點：1. 涂層一般為磁性吸波介質，電介質材料；2. 為單層材料，其表面阻抗應與空間阻抗匹配

31、，但是 很難做到配備，因而有較大的反射；3. 吸收頻段較窄，只能在特定的頻段使用；4. 涂層一般較薄，特別適合于涂覆在飛行器的表面上；吸收型吸波涂層：吸收型吸波涂層：Dallenbach 涂層涂層干涉型吸波涂層：干涉型吸波涂層：Salisbury 涂層涂層 為提高Dallenbach涂層的吸收效果，在金屬板與損耗介質之間填充了一層無損耗介質，介質厚度設計為電磁波在該介質中波長的1/4，使進入涂層經反射的電磁波和直接有涂層表面反射的電磁波相互干涉而抵消。 與Dallenbach涂層相比，吸波頻段能大大拓寬！總厚度總厚度 = 7.5 mm1：單層：單層Salisbury屏；屏； 2：在：在1的基礎

32、上外加一個高介電層的基礎上外加一個高介電層d1 = d2 = 4.8 mm, Salibury 屏的阻抗為屏的阻抗為340 對稱型的對稱型的Salisbury 屏也能提高吸波效果：屏也能提高吸波效果：1： 為單個為單個Salisbury屏的吸收效果；屏的吸收效果；2：為對稱型：為對稱型Salisbury 屏的吸收效果屏的吸收效果諧振型吸波涂層諧振型吸波涂層 包括多個諧振單元，調節(jié)各個單元的電磁參數(shù)和尺度大小，使其對入射電磁波產生諧振，從而對電磁波產生最大程度的衰減。 如果把吸波單元分別設計在不同的頻率諧振，就可以設計成寬頻段吸波涂層。導電聚苯胺的電磁參數(shù)導電聚苯胺的電磁參數(shù) 當視黃基席夫堿與金

33、屬離子形成絡合物后，其正、負電荷通過雙鍵的重組能其正、負電荷通過雙鍵的重組能夠很容易地沿著分子的共扼鏈移動，從而使材料的復介電常數(shù)和復磁導率發(fā)生改夠很容易地沿著分子的共扼鏈移動，從而使材料的復介電常數(shù)和復磁導率發(fā)生改變，進而影響到材料的吸波性能。變，進而影響到材料的吸波性能。 視黃基席夫堿鹽具有吸收電磁波的特異性能，其研究意義很重要，1987年美國研制出視黃基席夫堿鹽，其吸波性能良好，重量僅為鐵氧體的重量僅為鐵氧體的1/10, 對雷達波的衰減可達80%以上，通過對不同的視黃基席夫堿鹽進行改進和組合，能夠吸收全通過對不同的視黃基席夫堿鹽進行改進和組合，能夠吸收全頻段的雷達波。頻段的雷達波。1.

34、層板結構吸波體：典型的有層板結構吸波體：典型的有Jaumann吸收體吸收體這類吸波體通常由透波層、吸波透波層、吸波層和反射層層和反射層三個不同結構層次，多達十幾層材料構成。Jaumann 吸收體是一種由多層電阻多層電阻片和介電材料隔離層交替疊放構成片和介電材料隔離層交替疊放構成的吸波結構的吸波結構，電阻片的電阻值由表面至底面金屬板逐漸降低，整個吸波體的帶寬與所采用的電阻片的個數(shù)有關。主要應用在飛機進氣道唇口、機翼前主要應用在飛機進氣道唇口、機翼前緣等部位。緣等部位。2. 夾層結構吸波體夾層結構吸波體 為了進一步提高吸波體的吸波性能，還可以將層板吸波體設計成比較復雜的結構，如把吸波層或透波層設計

35、成夾層結構夾層結構，在夾層結構中再填充吸波材料，如下所示。吸波材料可以呈絮狀、泡沫狀、球狀或纖維狀，也可以用空心微珠填充。 夾層結構一般由復合材料制成，該結構即可以吸波，還可以用作結構材料，起著承載和減重的作用。 常用的復合材料有：碳-碳復合材料，玻璃鋼復合材料，纖維復合材料等?？捎糜陲w行器的高溫部位，能很好地抑制紅外輻射并吸收雷達波可用于飛行器的高溫部位，能很好地抑制紅外輻射并吸收雷達波。3. 頻率選擇表面頻率選擇表面 (Frequency Selective Surface) 該吸波結構由大量無源單元按照某種特定的分布方式周期排列而成的分層準平面結構。 FSS 對電磁波的透射和反射具有良好

36、的選擇性，對于其通帶內的電磁波呈現(xiàn)全通特性，而對其阻帶內的電磁波則呈現(xiàn)全反射特性，即具有良好的空間濾波器的功能。 FSS通常有襯底支撐，也有覆蓋層，多層FSS間由介質層分開。FSS的單元可分為兩類：金屬貼片組成的二維周期性陣列和導電屏上周期性開孔的孔徑型。貼片和開孔單元可以是任意形狀，如右圖 所 示 為 單 屏 F S S 結 構 示 意 圖 。 貼片與蜂窩結構復合的反射率測試曲線貼片與蜂窩結構復合的反射率測試曲線 1.2.2.3 1.2.2.3 電磁對消技術電磁對消技術利用電磁對消技術，使目標等效為一個無反射體，就不會被雷達探測到實現(xiàn)隱身，這就是電磁對消技術的原理。電磁對消可分為無源對消技術，即阻抗（或電抗）加載技術，以