现代无线电技术和雷达探测技术的迅猛发展，极大地提高了飞行器探测系统的搜索、跟踪目标的能力。传统的作战武器系统受到的威胁越来越严重，隐身技术成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。隐形飞机在军事行动中成功亮相，立即引起军事专用设备家的关注。针对雷达探测的隐身技术途径主要有两条，一是通过飞机、舰艇等武器的外形进行改进，减少雷达截面积；二是应用雷达吸波材料对雷达波进行吸收或是减少对它的反射。外形隐身技术难度较大，成本高，容易使目标的结构性能劣化，而采用吸波材料技术相对简单，设计难度低。各军事强国普遍重视对吸波材料的研究与开发，谋求武器装备的隐身化已成为军事强国角逐军备高新技术的热点。１
雷达吸波材料的隐身原理
电磁波在空气中传播遇到媒质时，由于媒质的阻抗与自由空间的阻抗不匹配，电磁波在空气与媒质界面发生反射。材料对电磁波的吸收，关键在于吸波体与空气媒质的阻抗是否匹配。当电磁波通过阻抗为Ｚ的自由空间入射到输入阻抗为Ｚ的吸收波界面上时，一部分被反射，另一部分进入吸波体，吸收体反射系数可用公式表示为：，（
，）。式中：Ｚ为自由空间的特性阻抗，Ｚ为吸波材料的归一化输入阻抗，μ，ε为自由空间的磁导率和介电常数，μ，ε为材料的磁导率和介电常数。为了达到完全无反射，要求材料的Ｚ＝Ｚ即μ／μ＝ε／ε。μ／μ，ε／ε
分别为材料的相对磁导率μ与相对介电常数ε，高性能的
吸波材料要求在尽可能宽的频率范围内，保持μ＝ε。２
雷达吸波材料
吸波材料主要由吸波剂和基体材料构成，吸波剂是起
吸收与反射电磁波作用的物质，常用的有铁氧体、羰基铁、导电炭黑、石墨等。基体材料吸收剂的载体能够承载并分散吸收剂，且本身具有一定的机械性能。由吸波材料的工作原理可知，吸波材料的吸波能力与吸收剂的吸收能力有密切关系。因此吸收剂的研制与开发是吸波材料领域的重要方向。
２．１纳米吸波材料
纳米材料是指材料组分的特征尺寸处于纳米量级（１～１００ｎｍ）的材料，独特的结构使其具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应。由于纳米微粒尺寸小，比表面积大，表面原子比例高，悬挂键增多，增大了纳米材料的活性，从而界面极化和多重散射成为重要的吸波机制。量子尺寸效应使纳米粒子的电子能级发生分裂，分裂的能级间隔正好处于微波的能量范围（１０ｅＶ～１０ｅＶ）内，这为纳米材料的吸波创造了新的吸波通道。纳米微
粒呈现出奇特的电磁、光热以及化学等特性，在电磁特性方面，纳米材料与大尺度的材料相比，具有吸波性能好、频带宽等优点，因而在电子对抗中有着广阔的应用前景，已成为各军事强国研究的热点。美国研制出的“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波吸收率可达９９％。法国也研制出一种由粘结剂和纳米级合金粉及碳化硅填料制成的薄膜吸波复合材料，在５０ＭＨｚ５０ＧＨｚ内具有很好的吸波性能。
０ｉ０ｉγγｉ００ｉ０ｉ０ｉ０ｉ０ｉ０ｉγγ－２－
４
～雷达吸波材料技术研究综述
李洪瑞
刘长华
朱守中
（解放军炮兵学院，安徽合肥２３００３１）
摘 要：文章阐述了吸波材料的研究意义，然后给出了雷达吸波材料的工作隐身原理，重点介绍了纳米吸波材料，多频谱吸波材料，手性吸波材料，导电高分子吸波材料，结构吸波材料，多晶纤维吸波材料，电路模拟吸波材料，等离子体吸波材料等新技术的发展及应用，最后提出了雷达吸波材料技术的发展趋势。关键词：雷达；吸波材料；综述
Summarization R esearchonAbsorbingMaterialsofRadar
LIHong-rui,LIU Chang-hua,ZHUShou-zhong (Artillery Academy of PLA,HefeiAnhui 230031)
Abstract:In this paper,the significance of research on radar absortbing materials(RAM)is explained first,and then the working principle of RAM is reviewed.The Nanometer material,Multiple spectrum stealth,Chiral material,Conductive polymeric radar absorbing material,Structural absorption materials,Polycrystallineironfibers,and Imitateelectriccircuit aredepicted detailed.The developingtrendofRAMisintroduceda tlast.
Key words:radar;absortbing materials(ram);summarization
收稿日期：修回日期：作者简介：２００８－０６－２６２００８－０７－２２
李洪瑞（１９７９－），男，山东东阿人，硕士研究生。
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中国西部科技２００８年９月（上旬）第０７卷第２５期第１５０期
总
２．２多频谱吸波材料
随着红外探测器、米波雷达、毫米波雷达、激光雷达等先进探测设备的出现，仅采用对抗单一频带的隐身材料是远远不够的，单一波段吸波材料在未来将不再具有实战意义。在同一目标上使用的材料不应再是单功能多层结构，而希望成为多功能材料、实现四个或五个波段以上的多功能隐身材料一体化设计。只有能够对抗多种探测仪器的多频谱隐身材料才能满足军事装备隐身的需要。
美国Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ公司研制出一种多频谱超轻型吸波材料，这种新型材料为柔性复合材料，主要成分为聚合物，经过多道工序制得。该材料很轻，其质量只有１３１ｇ／ｍ，既可吸收雷达发射的频率高达１４０ＧＨｚ的厘米波和毫米波，又可防近红外（０．６～０．９μｍ）、中红外（３～５μｍ）、远红外（８～１０μｍ），还能防波长为０．３～０．７μｍ的可见光。我国已研制出复合隐身涂料，它能使８～１２ＧＨｚ和２６．５～４０ＧＨｚ波段的雷达散射面积衰减８～１０ｄＢ，相当于雷达探测距离减小，它还能改变被保护目标的红外辐射特性，降低红外成像制导的发现和识别概率。
２．３手性吸波材料
手性是指一种物体与其镜像不存在几何对称性且不能通过任何操作使物体与镜像重合的现象。研究表明，具有手性结构的材料能够减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波，手性吸波材料是近年来开发的新型吸波材料。
手性吸波材料是利用手性物质的旋光色散性吸收电磁波能量的，性质主要由它的手性参数的电磁参数决定，合理地选择手性参数可极大地改善材料的吸波性能。目前研究的手性雷达波吸收材料，是在基体中搀杂手性结构物质形成的手性复合材料。
美国专利ＵＳ４９４８９２２介绍了一种吸波涂层，其基体由导电聚合物或其它低损耗电介质组成，手性材料以螺旋状形态掺杂在基体中，该种吸波涂层能在较宽频带范围内对电磁波进行有效反射和吸收。手性材料与普通吸波材料相比有两个优势：一个是调整手性参数比调节介电参数和磁导率容易，大多数材料的介电参数和磁导率很难在较宽的频带上满足反射要求；二是手性材料的频率敏感性比介电参数和磁导率小，容易实现宽波段吸收。手性吸波材料自２０世纪８０年代才受到一些部门的重视，虽处于刚起步的阶段，但有着广阔的发展前景。
２．４导电高分子吸波材料
导电高分子是利用某些具有共轭主链的绝缘高分子聚合物，通过化学或电化学方法与掺杂剂进行电荷转移来设计其导电结构，实现阻抗匹配和电磁损耗，达到对电磁波的吸收。经掺杂后的高分子链结构上存在自由基（偶极子或孤子），这类偶极子的跃迁使高分子具有了导电性。导电高分子的导电性可以在绝缘体、半导体、金属导体之间广泛地变化，不同的电导率呈现不同的吸波性能。其电导率的大小与导电高分子的分子链长及分子结构对偶极子的束缚力有着密切的关系。一般来说，高分子链越长，结构规整性越好，导电性就越好。对于导电高分子吸波材料的研究表明：导电高分子处于半导体状态时（电导率在１０～１０Ｓ／ｃｍ），对微波有较好的吸收。导电高分子吸波涂料是新开展的高分子材料研究领域。美国宾夕法尼亚大学Ｍａｒｃｄｉａｒｍｉｄ将聚乙炔用作吸波材料，用该材料制成２ｍｍ的薄膜对３５ＧＨｚ的微波吸收可达９０％。法国的ＬａｎＹｅｎｔ、Ｏｌｍｅｄｏ等研究了聚吡咯、聚苯胺、聚－３－辛基噻吩在３ｃｍ波段内的吸收，结果发现它们的吸收率均在８ｄＢ以上。
导电高分子的密度小，一般在１．１～２．０ｇ／ｃｍ的范围内，可使隐身装备轻量化；可溶性导电高分子加工性能良好，可实现薄层化；导电高分子热稳定性好，在空气中开始分解的温度在３００℃以上，可以较好地适应环境。还能与无机磁损耗物质或超微粒子复合，可发展成为一种新型的轻质、宽带微波吸收材料。高分子的光功能材料能够透射、吸收、转换光线，有的材料在光的作用下可以变色，它们将在红外和可见光隐身中大显身手。
２．５结构吸波材料
为了提高承载和吸波性能，减轻飞行器质量和改善气动特性，发展了一种由结构型吸波材料、透波材料和其它材料构成的结构型吸波体，或简称吸波结构。这种结构把隐身技术中的两个主要技术——外形技术和材料技术结合起来，有时还可以结合阻抗加载技术，具有承载和减少电磁反射的双重功能，其综合性能明显优于单独的材料技术，结构吸波材料因此很快就广泛应用于各种隐身飞行器。
吸波性能优良的结构材料主要有层板型、蜂窝型与复合型，一般以热塑性材料（如环氧树脂）为基体与吸波剂混合，并用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、碳化纤维进行增强而成。新研制的结构型吸波材料不仅对雷达波、红外线有很高的吸收率，而且具有较好的承载能力，容易维护，发展潜力很大。采用碳纤维增强的热塑性树脂结构吸波材料作为武器系统的主承力结构，不仅具有良好的透波、吸波性能，而且强度高、韧性大、质量轻，可使武器减少自重、增强机动性能。美国专利ＵＳ６０４３７６９介绍了一种结构吸波材料，由泡沫颗粒和纤维束组成，纤维束分布在泡沫颗粒上，形成一种泡沫纤维混合物，能够铸成各种所需形状。成形的吸波体能够在１０ＭＨｚ～１００ＧＨｚ的频段内吸收电磁波。
２．６多晶纤维吸波材料
多晶纤维吸波材料是靠涡流耗损和磁滞损耗一起构成磁损耗，在外界交变电磁场的作用下，纤维内的自由电子产生振荡运动，产生振荡电流，将电磁波的能量转换为热能而损耗掉。它是一种质轻的磁性雷达波吸收剂，具有吸收强、频带宽、面密度低等特点，克服了大多数磁性吸收剂存在的严重缺点，可在很宽的频带内实现高吸收率，质量比传统金属微粉吸波材料轻４０％～６０％，涂层质量仅为１．５ｋｇ／ｍ～２．０ｋｇ／ｍ。
美国３Ｍ公司研制出的亚微米级多晶铁纤维吸波涂层在４～６ＧＨｚ频带内的反射率低于－５ｄＢ，在６～２０ＧＨｚ频带内的反射率低于１０ｄＢ，在１０．５～１３．５ＧＨｚ频带内的反射率低于－２０ｄＢ。欧洲ＧＡＭＭＡ公司利用多晶铁纤维吸收剂成功地研制出雷达隐身涂层，实现了宽频的吸收，其最大吸收可达３４ｄＢ。据报道，该技术已成功用于法国战略导弹和载入飞行器上。
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开发应用
（下转第１６页）
结构物断面相适应。按公路—Ⅱ级荷载等级验算设计的装配式钢筋混凝土盖板涵结构尺寸比原荷载等级设计的装配式钢筋混凝土盖板涵相差较大，同样钢筋数量相应增加。如盖板涵板厚、墙身厚、基础尺寸相应加大增加混凝土工程数量。盖板钢筋构造图也发生较大的变化，增加钢筋总重量。这种现象自然影响工程造价，成影响造价的主要因素之一。
对农村公路改建项目本身投资较少。项目评审后为降低造价采取降坡、取消硬化路肩、缩短拓宽段等方法降低造价。实际上以上因素不是影响造价的主要因素。为降低造价采取的方法影响整个项目的综合设计质量。
对农村公路采用装配式钢筋混凝土盖板涵旧《标准》和《标准图》，与实际很适宜又可节约投资。４桥涵汽车荷载等级已变，但未颁布相应《标准图》，给设计单位增加工作量
在新颁布的《公路工程技术标准》（ＪＴＧＢ０１—２００３）中规定二级及二级以下公路的桥涵荷载等级为公路—Ⅱ级。但目前为止还没有颁布公路—Ⅱ级荷载等级下桥涵设计相关《标准图》。部分设计单位仍按照原《标准图》设计，还一部分设计单位根据公路—Ⅱ级荷载等级进行验算
重新设计装配式钢筋混凝土盖板涵。由于此时无统一的《标准图》，各设计单位意见不一。
灌溉用的盖板涵较多，跨径也多样化，带斜度等等问题无《标准图》，对设计单位无参考的依据。设计单位对每一个不同跨径、不同斜度的装配式钢筋混凝土盖板涵进行验算重新设计，结果设计单位桥涵构造物方面工作量成倍增加，并带来一定难度，影响如期交设计文件时间。由于没有设计《依据》，在项目评审时专家组的意见不同，甚至发生设计阶段的变更。
在我区每年改建上千公里农村公路，其中投入改建桥涵构造物的投资占总造价的５～１０％。就此推算对农村公路的改建所需投资反而增加。虽然最近几年已改建的农村公路里程达到一定的数量，但还未改建的农村公路占相当大的比例，将继续改建。
我认为针对此问题在新《标准图》颁布之前采用旧《标准图》，或交通部门应组织有关专家按公路—Ⅱ级荷载等级编制跨径适合农村公路灌溉渠断面的涵洞构造物标准图，为农村公路设计提供基础，才能充分利用对农村公路改建工程投入的有限资金。
参考文献：（略）
２．７电路模拟吸波材料
电路模拟吸波材料是在合适的基底上涂覆由导电材料做成的薄窄条、网络、十字形或更复杂的几何图形，或在复合材料内部埋入导电高分子材料形成电阻网络实现阻抗匹配及损耗，从而达到高效吸收雷达波的目的。这种吸波材料的性能明显优于简单类型的吸波材料。这种吸波体运用等效电路或二维周期介质理论进行匹配设计，当涂层为厚时，达到Ｒ＜－１０ｄＢ水平，带宽约８ＧＨｚ，但设计麻烦，应用也有困难。这种吸波体也可以和阻抗渐变结构结合使用。当然组合使用也会带来设计工艺复杂，结构完整性受限，耐温度变化性降低等缺点。
２．８等离子体吸波材料
等离子体吸波的基本原理是：利用等离子体发生器、发生片或放射性同位素在兵器表面形成一层等离子云，通过控制等离子云的能量、电离度、振荡频率和碰撞频率等特征参数，使照射到等离子体云上的雷达波在遇到等离子体的带电离子后，两者发生相互作用，电磁波的一部分能量传给带电离子，被带电离子吸收，而自身能量逐渐衰减。如可以在弹道导弹的弹头和飞机关键部位采用等离子体涂料隐身。涂料以钋－２１０、锔－２４２、锶－９０等放射性同位素为原料，在飞行器飞行过程中放射出强α射线，高能粒子促使空气电离子形成等离子体层，其吸收性能在１～２０ＧＨｚ范围内衰减可达１７ｄＢ，如使频率为１ＧＨｚ入射波衰减１０％～２０％的钋－２１０涂层厚度仅为０．０２５ｍｍ。这种技术与目前已经广泛应用的隐身技术相比有诸多优势：一是吸波频带宽，吸收率高，隐身性能好；二是使用简单，价格便宜；
三是无需改变飞机的气动外形，不影响飞机的飞行性能，还可大大降低飞行阻力。
１９９９年初，俄罗斯克尔德什研究中心就已经开发出第一代离子体发生片和第二代等离子体发生器，并在飞机上进行试验获得了成功。３
雷达吸波材料技术发展趋势
材料的吸波性能主要由其微波频率下的复磁导率μ和复介电常数ε所决定，所以纯粹的磁损耗型吸波材料或电损耗型吸波材料都不是最理想的选择。只有兼具磁损耗和电损耗才有利于展宽频带和提高吸收率。传统的吸波材料主要以强吸收为目标，但存在频带窄、效率低、密度大等缺点，应用范围受到一定的限制。新型的吸波材料要求满足“薄、轻、宽、强”的特性，还要满足多频谱、耐高温、耐海洋气候和抗辐射等更高要求。为此，磁电的统一是吸波材料的发展方向。磁性高分子微球和导电聚合物的复合有可能获得磁电统一的、轻质、宽频带、高吸收的新型微波吸收剂，它将在隐身材料技术上有广阔的应用前景。
参考文献：
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艺，２００７，（４）：１７～１９．
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（上接第０７页）中国西部科技２００８年９月（上旬）第０７卷第２５期第１５０期
总
合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)
雷达吸波结构复合材料 随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场、机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院、移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为材料科学的一大课题。 电磁辐射通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接和间接的伤害。研究证实，铁氧体吸波材料性能最佳，它具有吸收频段高、吸收率高、匹配厚度薄等特点。将这种材料应用于电子设备中可吸收泄露的电磁辐射，能达到消除电磁干扰的目的。根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律，利用高磁导率铁氧体引导电磁波，通过共振，大量吸收电磁波的辐射能量，再通过耦合把电磁波的能量转变成热能。 吸波材料的损耗机制大致可以分为以下几类： 其一，电阻型损耗，此类吸收机制和材料的导电率有关的电阻性损耗，即导电率越大，载流子引起的宏观电流（包括电场变化引起的电流以及磁场变化引起的涡流）越大，从而有利于电磁能转化成为热能。 其二，电介质损耗，它是一类和电极有关的介质损耗吸收机制，即通过介质反复极化产生的“摩擦”作用将电磁能转化成热能耗散掉。电介质极化过程包括：电子云位移极化，极性介质电矩转向极化，电铁体电畴转向极化以及壁位移等。 其三，磁损耗，此类吸收机制是一类和铁磁性介质的动态磁化过程有关的磁损耗，此类损耗可以细化为：磁滞损耗，旋磁涡流、阻尼损耗以及磁后效效应等，其主要来源是和磁滞机制相似的磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等。此外，最新的纳米材料微波损耗机制是如今吸波材料分析的一大热点。 雷达吸波结构复合材料主要指纤维增强吸波复合材料和夹层结 构吸波复合材料。纤维增强吸波复合材料一般由玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等增强，树脂基体中填充吸收剂或直接由本身吸收雷达波性能好的纤维与树脂构成。夹层结构吸波复合材料是用透波性能好、强度高的复合材料做成面板，其夹芯制成蜂窝、波纹或角锥结构，在夹芯壁上涂覆吸波涂层或在夹芯中填充轻质泡沫型吸收材料，构成夹层结构吸波材料。 1、吸波复合材料的优点 吸波复合材料不仅具有一般复合材料比重低、比强度高、比模量高的力学优点，同时还能有效地吸收和衰减雷达波，使反射信号显著降低这种特点就决定了吸波复合材料在有效吸收衰减雷达波使飞机
吸波材料 姓名：王丽君 学院：纺织与材料工程学院 专业：材料工程 科目：材料表面与界面工程技术学号：13208520403408
吸波材料 摘要：介绍了吸波材料的吸波原理和吸波材料的分类，以及几种新型吸波材料，如铁氧体吸波材料，纳米吸波材料、手性材料、导电高分子吸波材料，耐高温陶瓷材料，并简单介绍了纳米复合材料的制备方法。 关键词：吸波材料；吸波原理；新型吸波材料；纳米复合材料的制备 信息化战争中，武器平台的高度信息化和电子化，使飞机、坦克、舰艇等所处的环境日益复杂。它们除受地面或空中的火力威胁和电子干扰外，其一举一动还处于红外、雷达、激光等探测器的严密监视之下，使其生存能力和战斗能力面临极大挑战，这样其隐身性能就显得尤为重要。 隐身技术主要涉及材料隐身和结构隐身两大方面。前者是使用吸波材料或涂料；后者是合理地设计武器外形，以提高隐蔽性。再此，不得不提及吸波材料。 1、吸波材料的吸波原理 吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量，一般由基体材料(或粘接剂)与吸收介质(吸收剂)复合而成。由于各类材料的化学成分和微观结构不同,吸波机理也不尽相同。材料吸收电磁波的基本条件是：①电磁波入射到材料上时，它能尽可能不反射而最大限度地进入材料内部，即要求材料满足阻抗匹配；②进入材料内的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即要求材料满足衰减匹配。 2、吸波材料的分类 目前吸波材料分类较多，现大致分成下面4种： (1) 按材料成型工艺和承载能力，可分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料。前者是将吸收剂(金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等)与粘合剂混合后，涂覆于目标表面形成吸波涂层；后者是具有承载和吸波的双重功能,通常是将吸收剂分散在层状结构材料中，或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料(如玻璃钢、芳纶纤维复合材料等)为面板，蜂窝状、波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。 (2) 按吸波原理，吸波材料又可分为吸收型和干涉型两类。吸收型吸波材料本身对雷达波进行吸收损耗，基本类型有复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体；干涉型则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消。 (3) 按材料的损耗机理，吸波材料可分为电阻型、电介质型和磁介质型3大类。碳化硅、石墨等属于电阻型吸波材料，电磁能主要衰减在材料电阻上；钛酸钡之类属于电介质型吸波材料，其机理为介质极化驰豫损耗；磁介质型吸波材料的损耗机理主要归结为铁磁共振吸收，如铁氧体、羟基铁等。 (4) 按研究时期，可分为传统吸波材料和新型吸波材料。铁氧体、钛酸钡、金属微粉、石
雷达技术综述 Overview of Radar Technology 摘要： 雷达被广泛用于军事预警、导弹制导、民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。本文首先概述了雷达发展历程并总结了雷达技术发展的成因，然后对雷达的基本工作原理和基本雷达方程作了简要的介绍。最后介绍了几种实际雷达并指出了雷达的未来发展方向。 关键词： 雷达技术；工作原理；雷达应用；发展趋势 Abstract: Radar is widely used in many fields of military early warning, missile guidance, aviation control, topographic surveying, meteorology, navigation and so on.This paper outlines the development process of radar and summarizes the causes of the development of radar technology,then briefly introduces the basic principle of radar and basic radar equation.Finally, introduces several kinds of practical radar and points out the future development direction of radar. Key words: radar technology; working principles; radar applications; trend in development 引言 雷达是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达最先是作为一种军事装备服务于人类，主要用来实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器。随着雷达技术的不断改进，如今雷达被广泛用于民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。随着高科技的不断发展，雷达技术将在21世纪得到更广泛的应用。 1 雷达的发展历程 雷达诞生于20世纪30年代，从美、欧等发达国家的雷达装备技术发展来看，雷达的发展历程大致经历了4个阶段：第1个阶段是从20世纪30年代到50年代，为实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器(高炮、高射机枪、探照灯等)，西方大量研制部署米波段雷达和以磁控管为发射机的微波雷达。当时雷达探测目标的种类简单，主要是飞机，此外还有少量的飞艇和气球，雷达的典型技术特征是电子管、非相参，这种雷达被称为第1代。 第2个阶段是从20世纪50年代到80年代，防空作战对雷达提出了由粗略
现代无线电技术和雷达探测技术的迅猛发展，极大地提高了飞行器探测系统的搜索、跟踪目标的能力。传统的作战武器系统受到的威胁越来越严重，隐身技术成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。隐形飞机在军事行动中成功亮相，立即引起军事专用设备家的关注。针对雷达探测的隐身技术途径主要有两条，一是通过飞机、舰艇等武器的外形进行改进，减少雷达截面积；二是应用雷达吸波材料对雷达波进行吸收或是减少对它的反射。外形隐身技术难度较大，成本高，容易使目标的结构性能劣化，而采用吸波材料技术相对简单，设计难度低。各军事强国普遍重视对吸波材料的研究与开发，谋求武器装备的隐身化已成为军事强国角逐军备高新技术的热点。１ 雷达吸波材料的隐身原理 电磁波在空气中传播遇到媒质时，由于媒质的阻抗与自由空间的阻抗不匹配，电磁波在空气与媒质界面发生反射。材料对电磁波的吸收，关键在于吸波体与空气媒质的阻抗是否匹配。当电磁波通过阻抗为Ｚ的自由空间入射到输入阻抗为Ｚ的吸收波界面上时，一部分被反射，另一部分进入吸波体，吸收体反射系数可用公式表示为：，（ ，）。式中：Ｚ为自由空间的特性阻抗，Ｚ为吸波材料的归一化输入阻抗，μ，ε为自由空间的磁导率和介电常数，μ，ε为材料的磁导率和介电常数。为了达到完全无反射，要求材料的Ｚ＝Ｚ即μ／μ＝ε／ε。μ／μ，ε／ε 分别为材料的相对磁导率μ与相对介电常数ε，高性能的 吸波材料要求在尽可能宽的频率范围内，保持μ＝ε。２ 雷达吸波材料 吸波材料主要由吸波剂和基体材料构成，吸波剂是起 吸收与反射电磁波作用的物质，常用的有铁氧体、羰基铁、导电炭黑、石墨等。基体材料吸收剂的载体能够承载并分散吸收剂，且本身具有一定的机械性能。由吸波材料的工作原理可知，吸波材料的吸波能力与吸收剂的吸收能力有密切关系。因此吸收剂的研制与开发是吸波材料领域的重要方向。 ２．１纳米吸波材料 纳米材料是指材料组分的特征尺寸处于纳米量级（１～１００ｎｍ）的材料，独特的结构使其具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应。由于纳米微粒尺寸小，比表面积大，表面原子比例高，悬挂键增多，增大了纳米材料的活性，从而界面极化和多重散射成为重要的吸波机制。量子尺寸效应使纳米粒子的电子能级发生分裂，分裂的能级间隔正好处于微波的能量范围（１０ｅＶ～１０ｅＶ）内，这为纳米材料的吸波创造了新的吸波通道。纳米微 粒呈现出奇特的电磁、光热以及化学等特性，在电磁特性方面，纳米材料与大尺度的材料相比，具有吸波性能好、频带宽等优点，因而在电子对抗中有着广阔的应用前景，已成为各军事强国研究的热点。美国研制出的“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波吸收率可达９９％。法国也研制出一种由粘结剂和纳米级合金粉及碳化硅填料制成的薄膜吸波复合材料，在５０ＭＨｚ５０ＧＨｚ内具有很好的吸波性能。 ０ｉ０ｉγγｉ００ｉ０ｉ０ｉ０ｉ０ｉ０ｉγγ－２－ ４ ～雷达吸波材料技术研究综述 李洪瑞 刘长华 朱守中 （解放军炮兵学院，安徽合肥２３００３１） 摘 要：文章阐述了吸波材料的研究意义，然后给出了雷达吸波材料的工作隐身原理，重点介绍了纳米吸波材料，多频谱吸波材料，手性吸波材料，导电高分子吸波材料，结构吸波材料，多晶纤维吸波材料，电路模拟吸波材料，等离子体吸波材料等新技术的发展及应用，最后提出了雷达吸波材料技术的发展趋势。关键词：雷达；吸波材料；综述 Summarization R esearchonAbsorbingMaterialsofRadar LIHong-rui,LIU Chang-hua,ZHUShou-zhong (Artillery Academy of PLA,HefeiAnhui 230031) Abstract:In this paper,the significance of research on radar absortbing materials(RAM)is explained first,and then the working principle of RAM is reviewed.The Nanometer material,Multiple spectrum stealth,Chiral material,Conductive polymeric radar absorbing material,Structural absorption materials,Polycrystallineironfibers,and Imitateelectriccircuit aredepicted detailed.The developingtrendofRAMisintroduceda tlast. Key words:radar;absortbing materials(ram);summarization 收稿日期：修回日期：作者简介：２００８－０６－２６２００８－０７－２２ 李洪瑞（１９７９－），男，山东东阿人，硕士研究生。 06 中国西部科技２００８年９月（上旬）第０７卷第２５期第１５０期 总
国外雷达技术新进展概述 朱峥嵘 (南京电子技术研究所,江苏省南京市210039) 摘 要:雷达技术的研发与应用重点仍然集中在有源相控阵雷达、合成孔径雷达方面。有源相控阵雷达技术在机载雷达系统、舰载雷达系统及陆基雷达系统中获得到了广泛的应用。文中指出Ga N (氮化镓)单片微波集成电路功率放大器的可靠性有所提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件,并使有源相控阵雷达的探测距离进一步增加。为满足在无人机上的应用要求,合成孔径雷达的小型化在2009年取得了新的进展。 关键词:有源相控阵雷达;合成孔径雷达;单片微波集成电路中图分类号:T N958 收稿日期:2010205221。 0 引 言 有源相控阵是近年来正在迅速发展的雷达新技 术,它将成为提高雷达在恶劣电磁环境下对付快速、机动及隐身目标的一项关键技术。有源相控阵雷达是集现代相控阵理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电子技术为一体的高新技术产物[122] 。合成孔径雷达是一种高分辨率的二维成像雷达,由于其具有全天候、全天时的优点,特别适于大面积的地表 成像[324] 。 2009年,国外有源相控阵雷达技术与合成孔径雷达技术取得了新进展。 1 有源相控阵雷达技术 有源相控阵雷达具有机械扫描雷达不可比拟的优越性,是雷达技术的主要发展方向。2009年,欧美各国竞相发展和装备有源相控阵雷达。陆基、舰载、机载有源相控阵雷达的研制取得了重大进展,欧洲雷达集团公司研制出可旋转的有源相控阵雷达天线,使该雷达具备了对飞机身后区域的探测能力。美国诺斯罗普?格鲁曼公司开发出敏捷波束机载有源相控阵雷达,不仅能对多个空中目标进行探测,还能进行地面动目标探测,使作战飞机能完成多种作战任务。随着技术的进步,尤其是Ga N (氮化镓)单片微波集成电路在T/R 组件中的应用,有源相控阵雷达的性能将进一步提高。1.1 GaN 单片微波集成电路可靠性提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件 与Ga A s (砷化镓)器件相比,Ga N 器件的功率密度更高(可达40W /mm ),并具有更高的耐高温特性 (工作温度可达600℃以上)。Ga N 高电子迁移率晶 体管可以提供较好的线性功率和效率以及较高的带宽 (高频参数达230GHz )。 美国雷声公司Ga N 芯片进行了长达1000h 的可靠性测试。在长达1000h 的Ga N 单片微波集成电路功率放大器可靠性测试中,器件性能没有降低,这表明此器件向实用化方向迈出了重要的一步。该公司称此Ga N 芯片将广泛用于防空/反导系统的雷达中,它将使有源相控阵雷达的探测距离大大增加,并将使其具有更强的电子攻击能力。1.2 有源相控阵雷达技术首次应用于防空系统的火控雷达 欧洲航空防务航天公司为美、意、德联合开发的ME ADS (中程扩展防空系统)的X 波段MFCR (多功能火控雷达)提供了第一批次5000个T/R 组件及其相关电子设备。这些组件是有源相控阵雷达的关键部件,它揭开了有源相控阵雷达技术应用于防空系统火控雷达的序幕。 X 波段多功能火控雷达是一种固态有源相控阵雷达,在它的主雷达天线上集成了一个敌我识别天线,并可选择性地集成电子支援分系统、GPS 天线和数字处理器。该雷达的天线安装在一台5t 的卡车上,用液体进行冷却,冷却剂从热交换器流向T/R 组件,然后回流至热交换器。该雷达能以“点对点模式”来监视有限方位角范围,也能以“选择模式”进行360°全向扫描。它的最远探测距离达400k m ,具有引导中远程精确制导武器拦截目标的能力,能同时捕捉多个低雷达截面积目标。该雷达的运用将为导弹防御系统提供一种功能更强的火控雷达。 ? 8?第36卷第6期2010年6月 信息化研究 I nf or matizati on Research Vol .36No .6Jun .2010
电磁散射与隐身技术导论 课程大作业报告 学院：电子工程学院 专业：电磁场与无线技术 班级： 021061 学号： 02106020 姓名：赖贤军 电子邮件： 92065436@https://www.doczj.com/doc/cc2575673.html, 日期： 2013 年 06 月 成绩： 指导教师：姜文
电磁波隐身技术的研究 隐形技术（stealth technology）俗称隐身技术，精确的术语应该是“低可探测技术”（low-observable technology）。即通过研究利用各种不同的技术手法来改变己方目标的可探测性信息特征，最大程度地降低被对方探测系统发现的概率，使己方目标以及己方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。1.隐身技术及其历史背景 现代无线电技术和雷达探测系统的迅速发展极大地提高了战争中的搜索、跟踪目标的能力，传统的作战武器所受到的威胁愈来愈严重。隐身技术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。隐身技术(又称目标特征信号控制技术)是通过控制武器系统的信号特征使其难以被发现、识别和跟踪打击的技术。它是针对探测技术而言的，在兵器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。简言之隐身就是使敌方的各种探测系统(如雷达等)发现不了我方的飞机，无法实施拦截和攻击。早在第二次世界大战期间，美国便开始使用隐身技术以减少飞机被敌方雷达发现的概率。当前电磁波隐身的研究重点是雷达隐身技术和红外隐身技术。由于在未来战争中雷达仍将是探测目标的最可靠手段，因此隐身技术研究以目标的雷达特征信号控制为重点，同时展开红外、声、视频等其它特征信号控制的研究工作，最后向多功能、高性能的隐身方向发展。 2.隐身技术的工作原理 隐身技术的主要就是反雷达探测。雷达是一种利用无线电波发现目标并测定其他位置的装置。雷达的问世使人类的探测技术和能力跨上了新的台阶，同时也向反探测技术提出了新的挑战。人们为了提高目标反雷达探测能力不懈地奋斗了几十年，终于探索到一条新的隐身途径。与早期的隐身术——伪装术相比，今天的隐身技术已起了根本变化，有了质的飞跃。下面从反雷达探测和反红外、热 探测两个方面简单介绍隐身技术的一些工作原理与隐身性能。 1)反雷达探测开始隐身技术的一项主要工作是提高反雷达探测的能力：也
雷达技术的发展历程及其在现代战争下的发展趋势研究 摘要：文章简要介绍了雷达系统和技术的发展历程，分析了雷达系统与技术发展的特点，提出了现代战争下雷达技术发展展望。 关键词：雷达技术相控阵合成孔径发展历程发展趋势 引言 自从雷达诞生至今，在70 多年的发展历程中，随着科技的不断发展、需求的不断变化，出现了多种体制的新功能雷达，雷达的技术性能、体积和重量、可靠性、维修性、抗恶劣环境的生存能力等也发生了天翻地覆的变化。特别是其在现代战争中的广泛应用，使得对雷达技术的研究具有了重要的意义。 一、雷达系统与技术的发展历程 1．20 世纪30 年代及以前 19 世纪后期，物理学家麦克斯韦、法拉第和安培等人，预言并用数学公式描述了移动电流产生的电磁波的存在情况。1935 年英国和美国科学家第一次研制出能够探测空中飞机的实用米波雷达，至此宣告了雷达的诞生。1936 年美国海军研究实验室研制了T / R （收发）开关，可使雷达系统的接收和发射分系统共用一副天线，大大简化了雷达系统结构。1939 年英国科学家发明了大功率磁控管，克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点，使实用雷达步入了微波频段。 2．20 世纪40 年代 20 世纪40 年代美国辐射研究室把微波新技术应用于军用机载、陆基和舰载雷达取得成功，其代表产品是SCR -270 机载雷达、SCR -584 炮瞄雷达和AN / APQ-机载轰炸瞄准相控阵雷达。20 世纪40 年代主要的雷达技术有动目标显示技术、中继技术以及单脉冲跟踪技术理论的提出。动目标显示技术应用于各型对空警戒雷达，后来应用于着陆引导、岸防等型雷达，其优势是能有效抑制地海杂波，抑制大山、建筑物、风雨雪等静止和慢动目标的干扰能将机载情报传送到地面观测站，能有效加强地空之间的信息联系。 3.20 世纪50 年代 20 世纪50 年代是雷达理论发展的鼎盛时期，雷达设计从基于工程经验阶段，进人了以理论为基础，结合实践经验的高级阶段。50 年代产生的主要理论有匹配滤波器概念、统计检测理论、模糊图理论和动目标显示理论等。各种新技术的应用，出现了诸如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达等新休制雷达。 4.20世纪60年代 20 世纪60 年代雷达系统发展的主要标志是数字处理技术革命和相控阵雷达的应运而生。为了探测洲际弹道导弹，为防空系统提供预测情报，产生了相控阵雷达体制。新一代雷达发展方向是全固态电扫相控阵多功能雷达。雷达信号和数据处理的数字化革命、半导体元件、大规模和超大规模集成电路的应用，使雷达技术的发展日臻完善并达到比较高的水平。
1.绪论 1.1前言 随着无线电技术和雷达探测技术的迅速发展，电子和通信设备向着灵敏、密集、高频以及多样化的方向发展，这不仅引发电磁波干扰、电磁环境污染，更重要的是导致电磁信息泄漏，军用电子设备的电磁辐射有可能成为敌方侦察的线索。为消除或降低导弹阵地的电磁干扰、减少阵地的电磁泄漏，需要大大提高阵地在术来战争中的抗电磁干扰及生存能力。高放能、宽频带的电磁波吸波／屏蔽材料的研究开发意义重大。 吸波材料是一种重要的军事隐身功能材料，它的基本物理原理是，材料对入射电磁波进行有效吸收，将电磁波能量转化为热能或其他形式的能量而消耗掉。该材料应该具备两个特性，即波阻抗匹配性和衰减特性。波阻抗匹配特性即入射电磁波在材料介质表面的反射系数最小，从而尽可能的从表面进人介质内部；衰减特性指进入材料内部的电磁波被迅速吸收。损耗大小，可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。对于单一组元的吸收体，阻抗匹配和强吸收之间存在矛盾，有必要进行材料多元复合，以便调节电磁参数，使它尽可能在匹配条件下，提高吸收损耗能力。吸波材料按材料的吸波损耗机理可分为电阻型、电介质和磁介质型。吸波材料的性能主要取决于吸波剂的损耗吸收能力，因此，吸波剂的研究一直是吸波材料的研究重点。 1.2隐身材料定义 随着人们生活水平的提高，各种电器的频繁使用，使我们周围的电磁辐射日益增强，电磁污染成为世界环境的第五害，严重的危害了人类的身体健康。电磁辐射对人的作用有5种：热效应、非热效应、致癌、致突变和致畸作用。因此，在建筑空间中，各类电子，电器以及各种无线通信设备的频繁使用，无时无刻不产生电磁辐射，电磁污染已经引起人们的广泛关注。 电磁吸波材料即隐身材料最早在军事上隐身技术中应用。隐身材料是实现武器隐身的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器
综合文献调研及综述 课题：基于单片机的超声波倒车雷达综述 学院 专业 年级班别 学号 学生姓名 指导教师 2015年1 月13日
一、文献调研部分 1. 中文切题期刊论文8篇 [1]刘海峰.汽车倒车雷达系统全接触[J].汽车电器,2007,12:5-8. 摘要：简要介绍倒车雷达的组成和工作原理,回顾倒车雷达的发展历程,就时下主流新车的倒车雷达安装状况以及非原车倒车雷达的性能检测结果进行报道,对倒车雷达的选购安装和使用过程中的注意事项进行总结,最后展望倒车雷达系统的未来发展。 [2]陈烁华,冯桑.倒车辅助系统的技术发展[J].城市车辆,2009,10:36-38. 摘要：倒车辅助系统,又称泊车辅助系统或可视倒车雷达,能够给驾驶员倒车、泊车操作带来极大的方便,现已越来越多配置于汽车当中。本文详细地介绍倒车辅助系统的产生背景、发展历程以及现有主流产品的种种特点;并对其缺陷做出了初步探讨,提出了新的解决思路。 [3]段现星.超声波传感器在倒车雷达上的发展[J].家电检修技术,2009,12:1. 摘要：<正>倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置,能以声音或者更为直观的视频显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。 [4]刘鑫,朱靖玉.基于单片机的倒车雷达的设计[J].电子设计工程,2012,01:94-97. 摘要：为降低汽车倒车时的碰撞事故,提出了一种基于单片机的超声波测距倒车雷达的设计方案。该设计根据超声波测距原理,采用AT89S52单片机为控制核心,设计了超声波测距倒车雷达,并对测量距离误差进行了分析。测量距离为0.1～5.0 m,其精度经过校正后可达1 cm。该设计结构简单、工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。 [5]吴琼,封维忠,马文杰.汽车倒车雷达系统的设计与实现[J].现代电子技术,2009,09:191-194. 摘要：为避免汽车倒车过程中发生碰撞,设计一种基于单片机AT89C51的倒车雷达系统,介绍了超声波测距的基本原理,阐述了倒车雷达系统的结构组成、硬件电路设计以及软件设计,并在数据处理部分采用温度补偿消除温度对声速的影响,提高了测距精度。倒车距离采用LCD进行实时显示,并通过语音报警电路对不同距离段做出不同的语音提示。实验表明该倒车雷达系统在30~500 cm范围内可实现准确测距,具有可靠性较高、外围电路简单、实用性强等优点。 [6]高旭,朱军.基于AT89S52单片机的超声波倒车雷达系统的设计[J].电子技术,2010,01:60-61+56. 摘要：利用超声波测距原理,出于低成本、高精度的目的,提出了一种基于AT89S52的超声波倒车雷达系统的设计方案。硬件部分采用AT89S52单片机作为控制器,主要有超声波发射电路、超声波接收电路、温度检测电路、LCD显示电路和报警电路。本文在分析超声波测距原理的基础上,给出了实现超声波倒车雷达系统的软件设计流程图和硬件设计电路图。该系统测量精度为1cm,完全能够满足汽车倒车系统的设计要求。 [7]林勇.汽车倒车防撞雷达系统原理及优化的探讨[J].电脑知识与技术,2008,33:1498-1499. 摘要：文章概述了利用单片机控制的超声波测距应用于汽车倒车防撞雷达系统的基本原理,例如当汽车倒车时,启动单片机及外部传感器实现距离测量,单片机对超声波的发射与接收通过计时进行控制,当所测得的距离小于预设的安全距离时,启动声光报警,有效避开可能对倒车造成危害的障碍物和行人。同时文章对该系统存在的弊端及其优化思路进行详细阐述。
纳米吸波材料 0930402090 杨苏清 现代科学技术迅速发展，无形无迹的电磁波充斥着人们的生活空间，严重的电磁污染给地球的生态环境带来了严重的破坏，因此，研制开发新型吸波材料已经成为当今社会的热点；同时，随着现代军事技术的不断发展，战争越来越信息化，立体化，雷达探测技术的不断发展，现代军队为提高自身的生存和突防能力，也越来越多的应用到隐身技术，而作为隐身技术关键的吸波材料也成为各国军事科技力量研究和开发的重点和热点。 一、纳米吸波材料原理及特性 纳米材料是指特征尺寸在1～100nm的材料。纳米材料由于其自身结构上的特征而具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应，因而与同组分的常规材料相比，在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能，在微波吸收方面显示出很好的发展前景。吸波材料是指能够吸收投射到它表面当今电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为其他形式的能量的一类材料。 当一个微粒的尺寸小到纳米量级时，它的微观结构和性能既不同于原子、分子的微观体系，也不同于显示本征性质的大颗粒材料宏观体系，而是介于二者之间的一个过渡体系。纳米微粒尺寸小，比表面积大，具有很高的表面能，从而对其化学性质有很大影响。实验证明，粒子分散度提高到一定程度后，随着粒子直径的减小，位于粒子表面的原子数与总原子数的比值急剧增大，当粒径降为5nm 时，表面原子所占比例可达50%。由于表面原子数增加，微粒内原子数减少，使能带中的电子能级发生分裂，分裂后的能级间隔正处于微波的能量范围内(l×l0-2-l×lO-5eV)，从而导致新的吸波通道。一方面，纳米微粒尺寸远小于雷达波波长，对雷达波的透过率大大高于常规材料，这就大大降低了对雷达波的反射率；另一方面，纳米材料的比表面积比常规微粒大3～4个数量级，对雷达波和红外光波的吸收率也比常规材料高得多。此外，随着颗粒的细化，颗粒的表面效应和
雷达隐身材料 摘要：隐身技术是指为减少航空器受雷达、红外、光电、声音与目视等探测的特征而采用的专门技术。目前，最受重视且发展较快的隐身技术是雷达隐身技术。外形设计对隐身飞行器隐身性能的贡献只占2/3，另外1/3将由飞行器的隐身材料贡献，它可以降低被探测率，提高自身的生存率，是隐身技术的重要组成部分。因此隐身材料的发展与飞行器隐身性能的发展有着密不可分的联系。 关键词：雷达吸波；红外隐身；纳米复合隐身 隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料（stealth material）是实现隐身技术的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器装备，主要防止空中雷达或红外设备探测、雷达制导武器和激光制导炸弹的攻击；对于作战飞机，主要防止空中预警机雷达、机载火控雷达和红外设备的探测，主动和半主动雷达、空对空导弹和红外格斗导弹的攻击。为此，常需要雷达、红外和激光隐身技术。 隐身材料的分类 隐身材料按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。 雷达吸波材料 雷达吸波材料是最重要的隐身材料之一，它能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振层组成的宽频带高效吸波涂料，其中变换层由铁氧体和树脂混合组成，谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成，在1～20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上。雷达吸波材料中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要，国外目前已实用的主要也是这两类隐身材料。 结构型雷达吸波材料： 结构型雷达吸波材料是一种多功能复合材料，它既能承载作结构件，具
2006年10月第34卷 第5期 现代防御技术 MODERN DEFENCE TECHNOLOGY O ct.2006 V o.l34 N o.5雷达空间目标识别技术综述* 马君国,付 强,肖怀铁,朱 江 (国防科技大学ATR实验室,湖南 长沙 410073) 摘 要:随着人类航天活动的增加,对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。为了实现空间监视任务,对空间目标进行识别是非常必要的。对空间目标的轨道特性与动力学特性进行了介绍,对雷达空间目标识别技术的研究现状和发展趋势进行了详细的综述。 关键词:空间目标识别;低分辨雷达;高分辨雷达成像 中图分类号:TN957 52 文献标识码:A 文章编号:1009 086X(2006) 05 0090 05 Survey of radar space target recognition technology MA Jun guo,F U Q iang,X I AO Huai tie,Z HU Jiang (ATR L ab.,N ationa lU n i versity o f De fense T echno l ogy,Hunan Changsha410073,Ch i na) Abst ract:W ith t h e deve l o pm ent of spacefli g ht acti v ity of hum an,surveillance of space tar get such as sate llite and debris beco m es very i m portan.t In or der to i m p le m ent surveillance task,space target recogni ti o n is ver y necessary.Orb it property and dyna m ics property of space targe t are i n troduced,a deta iled sur vey is set forth about current research state and developi n g trend of radar space target recogn iti o n techno l ogy. K ey w ords:space tar get recogniti o n;lo w reso lution radar;h i g h reso lution radar i m aging 1 引 言 自从前苏联发射了第1颗人造地球卫星以来,卫星在预警、通信、侦察、导航定位、监视和气象等方面具有不可替代的优势。随着人类航天活动的增加,空间碎片日益增多,对于卫星等航天器的安全造成极大的威胁,因此对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。其中空间目标识别是空间监视任务中不可或缺的基本条件,空间目标识别主要是利用雷达等传感器获取空间目标的回波信号,从中提取目标的位置、速度、结构等特征信息,进而实现对空间目标的类型或属性进行识别。 2 空间目标的轨道特性与动力学特性 (1)轨道特性[1,2] 空间目标在轨道上的运动是无动力惯性飞行,本质上空间目标与自然天体的运动是一致的,故研究空间目标的运动可以用天体力学的方法。空间目标在运动时受到地球引力、月球引力、太阳及其他星体引力、大气阻力和太阳光辐射压力等的作用,轨道存在摄动。但是对轨道的实际分析表明,空间目标受到的主要力是地球引力。假设空间目标只是受到地球引力的作用,同时假设地球是一个质量均匀分布的球体,则空间目标与地球构成二体运动系统,开 *收稿日期:2005-12-15;修回日期:2006-01-23 作者简介:马君国(1970-),男,吉林长春人,博士生,主要从事目标识别与信号处理研究。 通信地址:410073 湖南长沙国防科技大学ATR实验室 电话:(0731)4576401
科技论坛雷达吸波材料研究进展 伊翠云 （哈尔滨玻璃钢研究院，黑龙江哈尔滨１５００３６） 人类对吸波材料的研究始于二战期间，西方国家为实现军事领先，投入巨资研究吸波材料，其目的是最大限度地减少或消除雷达、红外等对目标的探测特征，也就是所谓的隐身技术。吸波材料的发展和应用是隐身技术发展的关键因素之一，其研究日趋火热。１吸波机理及吸波途径的研究电磁波与介质相互作用的重要参数为介电常数ε和磁导率μ。在一般情况下，介电常数ε和磁导率μ具有复数性质：式中和分别为吸波材料在电场或磁场作用下产生的极化和磁化强度的变量。损耗因子为：ｔａｎδ可由下式表示：可见：随和的增大而增大。 设计吸波材料除了要尽可能提高损耗外，还要考虑另一关键因素即波阻抗匹配问题，使介质表面对电磁波的反射系数为０，电磁波 入射到介质表面能最大限度地透入介质进而被吸收。由电磁理论可 知，垂直入射介质时： 其中Ｅ为电场强度；Ｈ为磁场强度。当Ｚ２＝Ｚ１时，称波阻抗匹配，γ＝０，接近于全吸收 。２吸波材料国内外研究进展 目前国内外研究与应用较多的吸波材料有以下几种。 ２．１铁氧体吸波材料 铁氧体吸波材料是研究比较多也比较成熟的吸波材料。由于其具有吸收强，频带较宽，成本低，在高频下有较高的磁导率，电阻比较大，电磁波易进人并快速衰减，被广泛地应用在雷达吸波材料领域中。除１９８１年日本杉本光男制得非晶结构的铁氧体外，铁氧体按晶体结构分类，主要有六角晶系磁铅石型、立方晶系尖晶石型和石榴 石型３大类型。目前用于电磁波吸收剂的铁氧体主要是尖晶石型和 磁铅石型铁氧体２种类型。铁氧体对电磁波的吸收包括介电性和磁性两方面的原理，一般认为工作在微波频段的铁氧体吸收剂产生损耗的机制主要是剩余损耗中的自然共振。铁氧体微波吸收剂的纳米化是很有前途的新兴隐身材料研究领域。国内外均对此进行了一定的研究，并取得了一定的研究成果［１－３］。 ２．２碳纤维吸波材料 碳纤维是由有机纤维或低分子烃气体原料加热所形成的纤维状碳材料，是不完全的石墨结晶沿纤维轴向排列的物质，其碳含量在９０％以上。随碳化温度的升高，碳纤维结构由乱层结构向三维石墨结 构转化，层间距减小，电导率逐步增大，易形成雷达波的强反射体。低温处理的碳纤维结构疏松，是电磁波的吸收体，也是良导电性的电损耗材料。因此，只有经过特殊处理的碳纤维才能吸收雷达波。 ２．３导电高聚物吸波材料 导电高聚物是指某些共轭的高聚物经过化学或电化学掺杂，使其导电率由绝缘体转变为导体的一类高聚物的统称，其不仅具有高聚物的高分子设计和合成、结构多样化、比重轻和易复合加工的特点，还具有半导体和金属的特性。导电高聚物具有结构多样化、密度小等独特的物理、化学性能，因此国际上对导电高聚物雷达吸波材料的研究已成为这一领域的热点。国外如美、法、德、日、印等国已相 继开展了导电高聚物雷达吸波材料的研究，并已经取得了一定的进展［３］，此类吸波材料中的导电物质主要有聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等。 ２．４手性吸波材料 手性材料与普通材料的区别在于它具有手性参数，通过调整手 性参数可使材料无反射。由于调整手性参数要比调整介电常数和磁 导率容易的多，并且手性参数的频率敏感性比介电常数和磁导率小， 容易实现宽频吸收，使手性吸波材料受到广泛重视。 ２．５纳米吸波材料 纳米吸波材料是指材料的组分特征在纳米量级（≤１００ｎｍ）的材 料，其对电磁波能量的吸收由晶格电场热运动引起的电子散射、杂 质的晶格缺陷引起的电子散射以及电子与电子之间的相互作用三 种效应决定的。因其具有极好的吸波特性，同时具有宽频带、兼容好、质量小和厚度薄等特点，由它制成的涂层在很宽的频带范围内可以躲避雷达的侦察，用此配制吸波涂料和结构吸收材料，可以显著改善飞机、 坦克、舰艇、导弹、鱼雷等武器装备的隐身性能。２．６等离子体吸波材料等离子体吸波材料是利用具有放射性同位素涂料发射的ａ粒子，将周围空气电离形成等离子体，当物质处于离子状态时，会截止某一频率的电磁波。这种隐身技术不仅解决了吸波涂层厚度和质量 方面的局限性，而且具有吸波频带宽（３ＭＨｚ－３００ＧＨｚ）、吸收率高、使 用简单、使用时间长等优点，又不需要改变飞行器的外形，价格便宜， 维修方便，具有极高的潜在应用价值，已成为未来隐身技术的发展趋 势。２．７智能隐身材料智能型隐身材料是一种具有感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳相应功能的材料。这种材料由传感器、控制器和执行器三个部分组成，传感器用来感知背景环境的电磁辐射图像，控制其根据来自创暗器的信号，按照预先设定的函数关系发出需要执行的指令，然后通过执行器将自身的电磁辐射图像进行调整使其与背景相融合。目前这种材料已被广泛应用于军事与航空领域。 ３展望综上所述，雷达吸波材料的研究与开发已经取得了一定的进展，但也存在一些不足。 目前研制的吸波材料大多只能在某一频段起作用，而在其他的频段则失去效果，因此，吸波材料的研制和开发是目前新材料开发方向，也是最有市场的产业之一。美国国防部关键技术计划将吸波材料的研制列为重点发展计划，要求新一代吸波材料 具备强吸收、宽频带、轻质、红外微波吸收兼容以及其他综合优良性能。我国吸波材料研究起步较晚，正在密切注视国外在此领域的研究动态，我们可吸收国外最新技术避免重复研究，开辟具有中国特色的吸波材料，加入世界先进吸波材料研究行列。 参考文献[1]Viau G,Ravel O.Preparation andmicrowave characterization of sphericaland monodisperse Co -Ni particles [J].Journal Magnetism and Magnetic Materials,1995,(6):140-144.[2]Hochepied JF ,PileniMP .Ferromagnetic resonance of nonstoi －chiometriczinc ferrite and cobalt-doped zinc ferrite nanoparticles[J].Journal ofMag-netism and Magneticic Materials,2001,(231):45-52.[3]孔德明,胡慧芳,冯建辉等.掺杂聚苯胺吸波材料的研究[J ].高分子科学与工程,2000,16(5):169-171. 摘要：本文介绍了吸波材料的吸波原理，种类及其相应的特点，阐述了国内外几种主要吸波材料的研究进展，并提出了吸波材料研究开发中存在的问题以及未来的发展趋势。 关键词：吸波材料；吸波原理；研究进展 á á áá?tan tan tan ’á? tan ８７··