飞行器射频隐身技术研究综述

随着现代电子对抗技术和军事装备的不断发展, 无源探测系统对飞行器及其所搭载有源电子设备的探测能力得到了显著提高, 飞行器在现代作战环境中的生存能力和突防能力受到了严重威胁。飞行器射频隐身技术是通过控制机载雷达、数据链、高度表、电子对抗等机载有源电子设备射频辐射以提高飞行器战场生存能力的重要技术途径, 在当今战场中起着重要作用。本文对飞行器射频隐身技术研究与发展进行了综述。首先, 阐述了射频隐身技术的基本概念和研究现状, 介绍了射频隐身技术的基本原理和实现途径。然后, 分别从射频隐身性能评价体系、最低辐射能量控制、低副瓣数字波束形成、射频隐身信号波形设计、多传感器协同与管理等方面, 对射频隐身技术领域的研究成果进行评述。最后, 基于对已有研究成果的总结和分析, 针对当前射频隐身技术发展存在的问题, 对未来飞行器射频隐身技术的发展趋势进行了展望。     

飞行器隐身技术评述

本文在综述国外隐身飞行器发展的基础上,对隐身的技术水平作了量级估计,并指出:对探测带干扰源的飞行器来说,散射截面的降低与作用距离之间并不是四次方根的关系,而是距离平方根的关系。本文从技术的角度对隐身和反隐身可能采用的技术措施作了分析和评述。由于隐身技术的研究处于秘密阶段,因此这里的分析也只是一种技术上的估计。 八十年代初期,神秘的飞行器隐身技术有了突破性的进展,它与高能激光武器和巡航导弹被列为军事科学上最新的三大技术革新。实用的隐身飞机和隐身巡航导弹即将问世。所谓“隐身飞行器”,就是采用现有雷达、红外以及其他电磁或声波探测系统几乎都不能发现的飞行器。 美国到八十年代末期,将有百分之十的军用飞机(约400架)是隐身飞机。一位美国官员说:“为了对付美国的隐身飞机,苏联或是只好丧失防空能力,或是被迫花费数百亿美元来改造现有防空体系,二者必居其一。”苏联对隐身技术的秘密研究也已进行了二十年。     

F-117A飞机外形隐身性能的研究

本文简要地介绍了美国隐身战斗机F—117A的有关情况,并模拟了F-117A的外形,制作了模型,经雷达测试后,得出在各姿态角下的雷达散射截面,用突防理论对F—117A进行隐身性能分析。并据此得出了应加强具有隐身性能材料研究的结论。     

反隐身雷达

虽然隐身技术没有使雷达过时,但在某种程度上,雷达性能随电子技术进步而改进的趋势因隐身技术而减缓,也可能已经停止不前,甚至可能倒退了。现已推出许多种反隐身基本方法,这使电子战开始了一个新阶段。至少其中的一种方法已危及雷达吸波材料(RAM)——隐身技术的活跃因素——的隐身效果。     

移相放大器对主动雷达隐身装置的性能影响

主动雷达隐身技术是雷达隐身技术的重要分支。针对一种主动雷达隐身装置进行了深入的定量分析:介绍了该装置的基本组成和工作原理,给出了电磁场约束方程组,在此基础上推导了对消场的表达式,通过对不同入射频率和入射角的数值仿真,着重分析了移相放大器的放大幅度和转移相位对装置隐身性能的影响,并分别给出了放大幅度和转移相位的取值范围。所做工作对进一步认识智能蒙皮式主动雷达隐身技术具有非常重要的理论和工程实践意义。     

美国在研制超视距后向散射雷达

苏联的隐身技术,不会逃避掉美国超视距后向散射雷达的有效监视。这种旨在防范空袭的雷达目下正在研制。本世纪末超视距后向散射雷达正式服役时,它将对朝向北美的来袭飞机或巡航导弹(不论隐身与否)进行远距离全高度早期战术预警。 空军上校,主管超视距后向散射雷达研制计划的李(James A.Lee)说道:“这种雷达能监测敌方发出的任何大气层内的空袭物,这种能力可一直保持到2015年。”李的信心,是基于认识到在高频波段内,雷达吸收材料和外形隐身技术对飞机或巡航导弹的雷     

极化雷达的发展动态与极化信息的应用前景

极化雷达及极化信息应用研究已成为国际雷达系统与技术发展的前沿动态。在总结了国内外极化雷达的研究和研制现状之后 ,结合我们的基础研究成果 ,指出了极化技术在抗干扰、反隐身、反低空突防和提高目标识别的可靠性等领域的应用前景及初步思想。最后分析了理论和技术上的难点及努力方向。分析结果表明 ,由于极化雷达的军事应用广泛 ,它必将成为当今雷达领域研究的热门课题。     

哈里斯公司的隐身技术研究

在讨论隐身技术时,美国人一般都要提到低能见度飞行器(LOV)。LOV可以是飞机、导弹、舰船,也可以是地面车辆。它们反射在屏幕上的图像或者说散射截面非常之小,致使雷达根本无法探测到。也就是说,飞行器的雷达屏幕图像的能见度越低,要发现并且跟踪它就越困难。     

低重频PD雷达对低空飞行器的发现概率计算

提出了低脉冲重复频率(LPRF)PD雷达探测飞行器目标的发现概率计算方法。采用临界仰角法处理雷达的未知参数。将旁瓣杂波合理等效为白噪声,处理目标频移落在旁瓣杂波区的情况。采用等效杂波散射截面积叠加旁瓣杂波中目标临界散射截面处理目标频移落在主瓣杂波区的情况,并考虑偏置相位中心天线(DPCA)技术对临界散射截面的影响。最后以E-2C预警机为例,计算某目标在低空突防时发现概率。结果表明,预警机探测低空突防飞行器目标时,目标减小RCS,或选择海情等级较高时突防成功率较高,而目标高度变化对发现概率影响较小。     

涂覆型RAM技术在隐身飞行器薄翼设计中的应用

涂覆型雷达吸波材料(Radar Absorbing Material,RAM)技术是隐身技术中的重要技术之一,并在隐身武器系统中得到广泛应用.首先简述了RAM吸波的基本原理,然后以薄型弹翼的低RCS设计为例,探讨了涂覆型RAM涂覆方案的设计思想和方法,最后给出一部分实例.     

地形跟随/地形回避雷达数学模型的实现

综合地形跟踪／地形回避（TF／TA）是新一代低空突防技术，它能充分利用地形掩蔽提高飞行器生存能力，其核心部分是地形雷达，它的主要功能是获取精确的地形数据,本文通过分析雷达功能，参照其工作原理，设计出了该雷达的数学模型，并运用面向对象技术对其进行了实现。     

基于多普勒盲区的低空突防航线规划

预警机雷达为了完成在地物杂波背景下的目标探测,通常采用脉冲多普勒(pulse Doppler, PD)体制,而多普勒盲区是PD体制雷达的固有问题。在分析地物杂波特性和多普勒盲区形成机理的基础上,提出了一种基于多普勒盲区的低空突防航线规划方法,并给出了固定时间步长的搜索方法对该规划进行求解。沿此航线的战机利用多普勒盲区可实现相对于预警机雷达的“隐身”,而低空飞行又可有效规避地面雷达的探测,因此该航线可以大大提高战机突防的成功率。仿真实验结果验证了本文提出的基于多普勒盲区的低空突防航线规划方法的正确性及有效性。     

数据融合与雷达优化布站

雷达组网反隐身技术是现代军事领域比较关注的一个问题。其中的多雷达数据融合和雷达优化布站技术又是热点问题。本文通过例子首先分析了数据融合和雷达布站对组网系统探测性能的空间分布的影响，进而给出了一种雷达优化布站方法。该市站方法以所要探测目标的雷达散射特性（ＲＣＳ）和各雷达的空间探测特性为依据，同时也考虑到了组网系统对四抗（抗干扰、抗低空入侵、抗反辐射导弹和抗隐身目标）的要求。     

主宰下一代武器系统的电子技术

隐身系统和多谱系统是重电子技术的两个重要方面,它们将对下一代武器系统产生极大的影响。 隐身技术要求系统在电子学和物理学上是无噪声的。但是,隐身系统在其恢复到被动工作状态之前仍然需要采用能够进行快速     

航空集群协同反隐身构型与机动策略

针对航空集群独立反隐身的任务需求,提出使用集群任一成员机载雷达作为发射阵元,群内其他成员机载雷达作为接收阵元,构建多部双基雷达,利用雷达收、发分置带来的空间分集优势,在隐身目标不同方位探测其散射的电磁波,形成反隐身能力。研究了接收节点在不同距离和方位配置时形成的反隐身探测空域;针对机载雷达扫描角限制造成的前向空间探测盲区,提出了3种集群飞行器机动策略。仿真结果表明,航空集群各节点均能够形成一定的反隐身探测能力,不同集群构型能够适应不同威胁等级的反隐身任务需求;发射节点通过S形机动能够达成良好的雷达补盲效果。     

相控阵雷达导弹防御能力仿真评估研究

对多功能相控阵雷达系统导弹防御能力的评估，一直是备爱关注的问题。利用雷达电子战系统建模仿真技术，研究了多功能相控阵雷达系统对弹道导弹的防御过程，建立了相控阵雷达电子战系统信号级仿真模型体系和软件。针对目标隐身和电子干扰条件下的典型导弹突防战情，进行了仿真研究，仿真结果为评估相控阵雷达系统的导弹防御能力提供了有力的依据。     

方兴未艾的超低空突防战术和技术

本文从理论和实践两个方面比较系统地介绍了飞行器的超低空突防战术和技术问题,其中特别讨论了此种战术和技术在飞航导弹发展中的应用。文中通过近二十年来的大量事例说明,超低空飞行不但现在是,而且在今后相当长的时间内仍将是提高飞行器突防能力的重要手段,值得引起人们足够的重视。最后,为了进一步提高飞行器的生存能力,文中提出要综合运用各种先进技术,以便研制出新一代的精良武器。     

微带阵列天线雷达散射截面缩减技术研究进展

天线的雷达散射截面(radar cross section,RCS)是判断飞行器隐身能力的重要参数。降低天线RCS大致可以分为全时缩减和非全时缩减两类方法。追踪最新的研究进展,介绍了一些可以降低微带天线RCS的结构,详细讨论了天线RCS缩减的各种方法并分析其利弊。最后指出微带阵列天线需要结合多种技术形成多层可重构阵列来减少RCS。     

反辐射导弹隐身天线

近几年国内外对抗反辐射导弹技术的研究更加深入,对反辐射导弹的隐身技术要求更高。本文介绍了几种适用于反辐射导弹的超宽带、圆极化、低雷达散射截面(RCS)的天线系统——四臂双模螺旋天线及其馈电网络;双臂单模螺旋天线阵系统。简要说明其工作原理、给出工作框图及其隐身特征。分析表明此两种天线是反辐射导弹的理想天线系统。     

F117A隐身飞机的电磁散射特性研究

针对F117A隐身飞机通过独特的几何外形设计来实现隐身的特点,利用网络并行FDTD方法,在网络并行计算系统平台上,计算和分析了其电磁散射特性,包括低频散射特性、高频散射特性、俯仰特性、双基地特性和时域波形特性,同时还给出与微波暗室实测结果的比较,验证了计算结果的正确性。通过计算获得了一些有价值的数据和结论,为反隐身雷达设计提供了理论依据。