外形隐身目标雷达散射截面高频散射特性的研究

雷达原理论文姓名：班级：学号：指导老师：雷达的隐身与反隐身技术在现代战争中，隐身和反隐身技术具有重要作用和战略意义, 上个世纪的局部战争已充分证实了这一点，如美国的F-117飞机在1989年入侵巴拿马和1991年轰炸伊拉克的战争中大显神威, 这就是隐身技术应用的成功实例。

隐身技术的迅速发展对战略和战术防御系统提出了严峻挑战,迫使人们考虑如何摧毁隐身兵器并研究反隐身技术。

隐身与反隐身技术越来越受到人们的重视。

目前应用于武器系统中的探测手段有雷达、红外、激光和声波等,而雷达在各种探测器中占有相当重要的地位,因此研究雷达的隐身和反隐身技术势在必行。

雷达基本原理雷达发射机输出的功率馈送到天线，由天线将能量以电磁波的形式辐射到空间，电磁波脉冲在空间传输过程中遇到目标会产生反射，雷达就是利用目标对电磁波的反射、应答等来发现目标的。

但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:max R =式中：t P 为雷达发射功率， min S 为雷达最小可检测信号， t G 为发射天线的增益， r G 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（RCS ）。

雷达截面积是目标对入射雷达波呈现的有效散射面积。

从公式中可以看出雷达最大作用距离max R 与目标的雷达截面积σ的14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 来实现。

目前用来减小目标RCS 的主要途径有两种：一是改变飞机的外形和结构，称之为外形隐身；二是采用吸收雷达波的涂敷材料和结构材料，称之为材料隐身。

雷达隐身技术 雷达隐形技术是一种不让雷达观测到的技术和方法，用于对付雷达侦察。

这是一种最早出现、最常用的隐形技术，广泛应用于各种隐形武器上²1)雷达隐形技术原理雷达隐形技术原理是通过降低己方目标的雷达散射截面RCS,达到隐形目的.所谓目标的雷达散射截面RCS ，就是定量表征目标散射强弱的物理量.目标的雷达散射截面RCS,越小，雷达接收能量越小，因而使敌方侦察雷达难于对己方目标作出正确的判断,从而达到隐形目的。

ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｄ ｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ｌｅ ａ ｎ ｔ ｔ ｏ １ ０ ％ ａ ｎ ｄ １ ％ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｏ ｎ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ
摘
要
采用高频方法计算分析 了某战 术通用 直升机 的雷达 散射特性 、 重 要散射 源 以及 频率特性 。对直 升
机机头 、 进气 口、 机身侧面 、 旋翼桨毂 、 垂 直尾 翼 、 尾 桨桨毂 及减速器 舱 、 尾喷管 、 起 落架等 采取 了外 形隐身 设 计措施 。对隐身直升机缩 比模 型的 Ｒ Ｃ Ｓ测试与计算结果表明 ， 在保 证流线型机身和装 载容积 的条 件下 ， 隐身 直升机相对于原型外形变化较小 ， 雷达散射水平在头 向和侧 向分别 降低至原 型的约 １ ０ ％和 １ ％， 达 到 了比较 军 用升机雷达 隐身设 计与试验研 究
杨 晓树 ， 张云飞 ， 包 晓翔 ， 管洋 阳 ， 陈 骞
（ １ ． 北京航 空航 天大学 航空科学与工程学院 ， 北京 ２ ． 中 国航天空气动力技术研究 院 十一部 ， 北京 １ ０ ０ １ ９ １ ； １ ０ ０ ０ ７ ４ ）
Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｘ ｉ ａ ｏ ｓ ｈ ｕ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ ｕ ｎ ｆ ｅ ｉ ，Ｂ Ａ Ｏ Ｘ ｉ ａ ｏ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｇ Ｕ Ａ Ｎ Ｙ ａ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ ｇ ，Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｑ ｉ ａ ｎ 。
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ９ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． １ ｌ ｔ ｈ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）

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：电子信息工程班级：学号：姓名：电子邮件：日期：成绩：指导教师：典型外形隐身飞机及其电磁散射特性在现代军事领域中，隐身技术和反隐身技术是重中之重，研究隐身和反隐身技术就要研究目标的电磁散射特性。

雷达散射截面（RCS）是评价目标散射特征的最基本参数之一，其计算和测量的研究具有重要意义。

计算方法有解析方法，精确预估技术和高频近似方法等。

根据测量方式的不同，可以分为远场测量、近场测量和紧缩场测量。

远场测量在室外进行，虽然能直接得到目标RCS，但是条件难以满足(满足远场条件时，被测目标与天线间的距离非常大)，相比之下，在微波暗室中进行的近场测量由于采用缩比测量的方法更容易满足测试条件。

相对于紧缩场测量，近场测量的精度更高，成本也有所降低，于是近场测量越来越成为研究的一个重点。

近场测试到的雷达回波信号并不是工程中所关心的RCS，而如何由近场测量数据得到目标RCS，则是必须要解决的问题。

在常用的雷达隐身技术中,外形隐身技术和雷达吸波材料技术是迄今降低RCS的最为有效方法。

有一种说法是外形设计对隐身飞行器隐身性能的贡献占2/3,材料占1/3。

可见这两种隐身技术的重要。

外形隐身技术的实质是将目标的强反射结构转换为弱反射结构,即通过修改目标形状,可以在一定角域内显著减少其RCS。

在新式武器系统的设计和研制过程中,这是最为有效和首先应当采用的隐身途径。

但形状的选择不仅决定于RCS减缩,而且决定于空气动力学性能及其他要求,最佳的形状是使飞行器的综合性能尽可能完善。

通常,首先要求雷达截面的逐步逼近和对某一选择形状的空气动力学性能的推断,然后再通过实验测试来加以验证。

如果最终的形状结构不满足RCS 要求,则可通过有选择地使用吸波材料来作进一步改进。

另一方面,从外形隐身技术的机理来讲,某个角度范围内RCS的减缩必然伴随着另外一些角域内RCS的增加。

因此,外形隐身技术的首要条件是要确定威胁区域。

雷达隐身技术的目标雷达隐身技术的目标雷达隐身技术是一种重要的军事技术，旨在降低目标对雷达探测的敏感度，减少目标的探测距离，从而增强目标的隐蔽性和幸存能力。

雷达隐身技术的目标是通过各种手段使目标对雷达波进行反射和散射的能力降低，从而减小目标被雷达发现的概率。

首先，雷达隐身技术的目标是减小目标的雷达截面积（RCS），即目标对雷达波进行反射的截面积。

传统的目标，如飞机和船只，其大尺寸和金属材料构成的结构会使其对雷达波具有较大的反射面积，从而被雷达探测到。

而通过雷达隐身技术的研究，可以使用各种方法来改变目标的形状和结构，使其对雷达波的反射能力减弱，从而减小雷达探测距离。

例如，研究人员可以利用吸波材料来改变目标的外形和表面特性，吸收和消散掉雷达波的能量，从而使目标的雷达截面积减小。

其次，雷达隐身技术的目标是减小目标的雷达返回信号强度。

雷达反射信号的强度与目标的雷达截面积和目标与雷达之间距离的平方成正比。

因此，通过减小目标的雷达截面积或增加目标到雷达的距离，可以减小目标的雷达返回信号强度。

此外，还可以采用遮蔽和掩护的手段来降低目标的雷达返回信号。

例如，飞机可以通过改变前缘翼型来减小目标的雷达截面积，船只可以通过使用合适的涂料来减小反射信号的强度。

雷达隐身技术的另一个目标是减小目标的雷达信号特征。

雷达信号特征包括雷达返回信号的频率、幅度、相位和极化等参数。

目标的雷达信号特征与目标本身的结构和材料等因素有关。

通过改变目标的结构和材料，可以减小目标的雷达信号特征，使其对雷达波的探测能力降低。

例如，利用各种材料的复合结构来改变目标的电磁性能，可以降低目标的雷达信号特征。

最后，雷达隐身技术的目标是提高目标的抗饱和性能。

雷达饱和是指当雷达波接收到目标的强反射信号时，其接收机的动态范围被超出，无法区分目标与其他噪声信号。

为了提高目标的抗饱和性能，可以采用多层重复绝缘等方法来抑制目标的反射信号。

综上所述，雷达隐身技术的目标是通过减小目标的雷达截面积、减小目标的雷达返回信号强度、减小目标的雷达信号特征和提高目标的抗饱和性能，降低目标对雷达探测的敏感度，增强目标的隐蔽性和幸存能力。