雷達對抗技術電子工程技術研究所雷達對抗技術李高鵬(第六章雷達截面與隱身技術)雷達對抗技術電子工程技術研究所雷達對抗技術李高鵬(第六章雷1目標和內容

了解與雷達隱身技術相關的概念、原理和方法。雷達截面相關概念及特性縮減雷達截面的方法（隱身技術）雷達截面的測量方法目標和內容電子工程技術研究所隱身技術的現(xiàn)狀目標和內容了解與雷達隱身技術相關的概念、原理和方法26.1雷達截面（RadarCrossSection）雷達截面也稱雷達目標截面積，是目標向雷達接收天線方向散射電磁波能力的量度。雷達目標反射或散射的功率可表示為一個有效面積與入射波能流密度的乘積，這個假想的等效面積就是雷達截面，用符號

(西格瑪)來表示，單位是平方米，工程上通常以對數(shù)形式表示，稱為分貝平方米，記為。雷達截面的英文為RadarCrossSection，通?？s寫為RCS?；靖拍铍娮庸こ碳夹g研究所6.1雷達截面（RadarCrossSection）雷達3雷達截面定義式基本概念電子工程技術研究所

雷達截面定義式基本概念電子工程技術研究所 4理論定義式基本概念電子工程技術研究所只有在滿足遠場條件（即當目標距離足夠遠時）目標在接收天線處的散射波才近似地表示為平面波。雷達截面的理論定義式為：這一定義反映出雷達截面與距離無關。

理論定義式基本概念電子工程技術研究所只有在滿足遠場條件（即當5實驗測定公式基本概念電子工程技術研究所已知發(fā)射功率Pt，發(fā)射和接收共用天線，增益為G，波長λ，目標到雷達的距離R,則不考慮其他損耗時目標處和雷達接收天線處的能流密度分別為

：實驗測定公式基本概念電子工程技術研究所已知發(fā)射功率Pt，發(fā)射6實驗測定公式2基本概念電子工程技術研究所雷達接收天線截獲的功率為：則雷達截面的公式為：實驗測定公式2基本概念電子工程技術研究所雷達接收天線截獲的功7雷達截面的特征基本概念電子工程技術研究所目標結構（形狀、尺寸和材料）入射波的頻率和波形入射波和接收天線的極化形式目標相對入射和散射方向的姿態(tài)角雷達截面是下列因素的函數(shù):雷達截面的統(tǒng)計特性:起伏變化劇烈，需用統(tǒng)計特性來描述雷達截面的特征基本概念電子工程技術研究所目標結構（形狀、尺寸8雷達截面的頻率特征基本概念電子工程技術研究所低頻區(qū)（瑞利區(qū)），隨頻率4次方增加諧振區(qū)，表現(xiàn)為震蕩特性高頻區(qū)（光學區(qū)），趨于常數(shù)雷達截面的頻率特征基本概念電子工程技術研究所低頻區(qū)（瑞利區(qū)）9雷達截面與可探測性基本概念電子工程技術研究所根據(jù)接收機噪聲Ni和最小可檢測信噪比SNRmin的限制可確定允許的最小接受信號電平（功率）Pmin為：并由此確定雷達對該目標的最大探測距離為：雷達截面與可探測性基本概念電子工程技術研究所根據(jù)接收機噪聲N10隱身技術的定義基本概念電子工程技術研究所隱身技術定義是：在飛機等研制過程中設法降低其可探測性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)的專門技術。本章研究的是雷達隱身技術（區(qū)別于其它，如紅外隱身技術等），其目的就是使敵方的雷達探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)不了我方的飛機等，這樣也就無法對我方實施攔截和攻擊。所以通常說的隱身（隱形）飛機并不是真的看不見了。

隱身技術的定義基本概念電子工程技術研究所隱身技術定義是：在飛11隱身技術與RCS的關系基本概念電子工程技術研究所由前面給出的目標最大探測距離公式可知最大探測距離與RCS的4次方根成正比。所以如果能將目標RCS降低12dB,雷達的最大探測距離將縮減一半。隱身技術就是通過減小目標雷達截面積的方法，實現(xiàn)降低敵方雷達作用距離的目的，從而提高己方武器平臺的突防能力和生存率。下面就將介紹雷達截面的縮減技術。

隱身技術與RCS的關系基本概念電子工程技術研究所由前面給出的126.2縮減雷達截面的方法雷達截面縮減技術電子工程技術研究所概述各種相互矛盾要求的折衷（機動性能，重量，代價等）無論采用什么方法，成本代價逐步增高，縮減到50%可能很低，在提高20%代價要高一些，項縮減到95%時代價就極其昂貴，甚至無法承擔了。不存在普遍適用的最佳RCS設計方法6.2縮減雷達截面的方法雷達截面縮減技術電子工程技術研究所概13縮減雷達截面的一般原則雷達截面縮減技術電子工程技術研究所目標可以分解成N個離散散射體的組合，當目標尺寸遠大于波長時，目標的雷達截面等于各散射體雷達截面的和當目標存在主要散射體時應集中減小目標強散射源貢獻。當所有散射體貢獻大體相當時必須同時減小各散射體的RCS縮減雷達截面的一般原則雷達截面縮減技術電子工程技術研究所目標14縮減雷達截面的一般原則（舉例）雷達截面縮減技術電子工程技術研究所縮減雷達截面的一般原則（舉例）雷達截面縮減技術電子工程技術研15縮減雷達截面的一般原則（結論）雷達截面縮減技術電子工程技術研究所具有多個等強度散射體的目標RCS減縮更困難。但是主散射體RCS減小到與次散射體同量級時，目標又變成等強度組合體了。進一步減少主散射體RCS時原來較弱的散射體可能會上升為新的主散射體。縮減雷達截面的一般原則（結論）雷達截面縮減技術電子工程技術研16縮減雷達截面的技術途徑雷達截面縮減技術電子工程技術研究所外形隱身技術材料隱身技術無源對消技術有源對消技術

縮減雷達截面的技術途徑雷達截面縮減技術電子工程技術研究所外形176.2.1外形隱身技術雷達截面縮減技術電子工程技術研究所概述修該目標的表面和邊緣，使強散射方向偏離單站雷達的來波方向，可以在一定角度范圍內顯著減小RCS不可能在所有方向都縮減RCS,一個角域的RCS縮減通常伴隨著另一個角域的增加，所以其首要條件是要確定威脅區(qū)域6.2.1外形隱身技術雷達截面縮減技術電子工程技術研究所概述18外形隱身技術雷達截面縮減技術電子工程技術研究所采用斜置外形，將強散射方向移出重點角度范圍用弱散射部件遮擋強散射部件目標應避免二面角或三面角的強反射，可將相交表面設計成銳角或鈍角外形隱身技術雷達截面縮減技術電子工程技術研究所采用斜置外形，19外形隱身分析比較雷達截面縮減技術電子工程技術研究所外形隱身分析比較雷達截面縮減技術電子工程技術研究所20斜置外形雷達截面縮減技術電子工程技術研究所原理：使反射波遠離法向是使用最廣泛，最有效的外形設計表現(xiàn)：斜立尾；多面體機身；斜切進氣口；斜切翼尖斜置外形雷達截面縮減技術電子工程技術研究所原理：使反射波遠離21F-117NighthawlF-117Nighthawl22F-117NighthawlF-117Nighthawl23弱散射部件占位雷達截面縮減技術電子工程技術研究所弱散射部件占位雷達截面縮減技術電子工程技術研究所24B-2SpiritB-2Spirit25B-2SpiritB-2Spirit26綜合外形設計雷達截面縮減技術電子工程技術研究所綜合外形設計雷達截面縮減技術電子工程技術研究所276.2.2材料隱身技術雷達截面縮減技術電子工程技術研究所透波材料吸波材料鑲入式吸波結構屏蔽格柵金屬鍍膜6.2.2材料隱身技術雷達截面縮減技術電子工程技術研究所透波28透波材料雷達截面縮減技術電子工程技術研究所殼讓電波穿過80%-95%，回波很小。內部金屬設備，會產生較強回波可用于立尾等透波材料雷達截面縮減技術電子工程技術研究所殼讓電波穿過80%29雷達吸波材料（RAM,Radar-absorbentmaterial）雷達截面縮減技術電子工程技術研究所基本要求：不反射:匹配特性。迅速吸收：衰減特性。分類：電吸收材料。石墨磁吸收材料。鐵化合物性能參數(shù)：1反射率。2頻帶寬度。3入射角敏感性4極化特性。5品質因素。雷達吸波材料（RAM,Radar-absorbentma30電吸收材料雷達截面縮減技術電子工程技術研究所電吸收材料雷達截面縮減技術電子工程技術研究所31不同厚度吸收層的反射率雷達截面縮減技術電子工程技術研究所不同厚度吸收層的反射率雷達截面縮減技術電子工程技術研究所32電吸收涂層雷達截面縮減技術電子工程技術研究所電吸收涂層雷達截面縮減技術電子工程技術研究所33吸收涂層帶寬雷達截面縮減技術電子工程技術研究所吸收涂層帶寬雷達截面縮減技術電子工程技術研究所34多層電吸收材料雷達截面縮減技術電子工程技術研究所多層電吸收材料雷達截面縮減技術電子工程技術研究所35磁吸收材料雷達截面縮減技術電子工程技術研究所磁吸收材料雷達截面縮減技術電子工程技術研究所36吸收材料比較雷達截面縮減技術電子工程技術研究所通過吸收能量來減小反射回雷達的能量。電吸收材料笨重、脆弱難于用于武器平臺。磁吸收材料，厚度1.5mm~2mm對8-12G信號可吸收98%~99.4%吸收材料比較雷達截面縮減技術電子工程技術研究所通過吸收能量來37電磁吸收材料發(fā)展方向雷達截面縮減技術電子工程技術研究所提高對電磁波的吸收強度；展寬工作頻帶；減輕重量；提高在高溫條件下的熱性能和穩(wěn)定性能電磁吸收材料發(fā)展方向雷達截面縮減技術電子工程技術研究所提高對386.2.3頻率選擇表面(FSS)雷達截面縮減技術電子工程技術研究所由周期性排列的金屬貼片或開孔構成。在諧振頻率附近呈現(xiàn)全反射（貼片）或全傳輸（開孔），分別稱為帶通或帶阻型。6.2.3頻率選擇表面(FSS)雷達截面縮減技術電子工程技術39帶阻型雷達截面縮減技術電子工程技術研究所帶阻型雷達截面縮減技術電子工程技術研究所40帶通型雷達截面縮減技術電子工程技術研究所帶通型雷達截面縮減技術電子工程技術研究所41周期性排列雷達截面縮減技術電子工程技術研究所周期性排列雷達截面縮減技術電子工程技術研究所426.2.4有源阻抗加載雷達截面縮減技術電子工程技術研究所通過飛行器中添加自動轉發(fā)器將接收信號放大變換后與自身反射信號反相，起到相互抵消的作用。實現(xiàn)起來很困難。6.2.4有源阻抗加載雷達截面縮減技術電子工程技術研究所通過436.2.5天線隱身必要性雷達截面縮減技術電子工程技術研究所因此，天線不采用隱身技術單純縮減飛行器RCS無實際意義。6.2.5天線隱身必要性雷達截面縮減技術電子工程技術研究所因44天線隱身技術雷達截面縮減技術電子工程技術研究所不用時隱蔽或調整方向（時域）移出鼻錐區(qū)（空域）帶外隱身（頻率選擇表面）極化隱身（極化選擇表面）帶內同極化隱身，較困難，需要采用更多先進技術。天線隱身技術雷達截面縮減技術電子工程技術研究所不用時隱蔽或調456.3隱身技術現(xiàn)狀技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所6.3隱身技術現(xiàn)狀技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所46美國三代典型隱身機比較技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所美國三代典型隱身機比較技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所47美國三代典型隱身機比較F-22任務包括：奪取制空權，向美軍作戰(zhàn)提供空中優(yōu)勢，在戰(zhàn)區(qū)空域有效實施精確打擊；防空火力壓制和封鎖、縱深遮斷，近距空中支援。根據(jù)設計，F(xiàn)/A-22的雷達反射截面積只有普通飛機的1%，但是，由于要滿足超音速巡航和空中格斗等機動性要求，就不得不在隱形性能上做出一些犧牲，特別是當其進入空戰(zhàn)狀態(tài)開啟機載火控雷達時將不可避免地暴露目標。因此，F(xiàn)/A-22在隱形性能上很難超過F-117和B-2。而F-117則主要用于對地攻擊，由于采用隱身外形，造成許多難以改變的缺陷，如空氣動力性能不好，飛行不穩(wěn)定，機動性較差，飛行速度低，作戰(zhàn)能力低下等等。技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所美國三代典型隱身機比較F-22任務包括：奪取制空權，向美軍作48F-22猛禽（Raptor）

技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所技術數(shù)據(jù)長度18.92米(62呎1吋)翼展13.56米(44呎6吋)高度5.08米(16呎8吋)翼面積78.04平方米(840平方呎)空重19,700公斤(43,430磅)正常起飛重量29,300公斤(64,460磅)最大起飛重量38,000公斤(83,500磅)性能數(shù)據(jù)最大速度2,410公里/小時(2.25馬赫)

1480公里/小時(1.21馬赫)(海平面)巡航速度1,963公里/小時(1.82馬赫)實用升限18,000米最大升限19,812米(65,000呎)最大航程3,219公里(1,600哩、1,840海浬)

(加掛2個外部燃料箱)F-22猛禽（Raptor）技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所技術49F-22猛禽（Raptor）

技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所F-22猛禽（Raptor）技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所50F-22猛禽三視圖技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所F-22猛禽三視圖技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所51F-22猛禽斜置外形技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所F-22猛禽斜置外形技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所52F-22猛禽涂隱身涂層技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所F-22猛禽涂隱身涂層技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所53F-22彈倉技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所F-22彈倉技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所54F-22猛禽技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所小反射外形、吸收無線電波材料、用無線電電子對抗器材和小輻射的機載無線電電子設備裝備戰(zhàn)斗機機體上還廣泛使用熱加工塑膠（12%）和人造纖維（10%）的聚合復合材料（KM）。機上使用復合材料（KM）的比例（按重量）達35%。兩側翼下菱形截面發(fā)動機進氣道為斜切進氣道，發(fā)動機壓氣機冷壁進氣道呈S形通道。隱身設計只是需考慮因素的一部分F-22猛禽技術現(xiàn)狀電子工程技術研究所小反射外形、吸收無線電556.4雷達截面測量技術雷達截面測量電子工程技術研究所

雷達截面的公式為：6.4雷達截面測量技術雷達截面測量電子工程技術研究所 雷達截566.4.1雷達截面測量的目的和類型雷達截面測量電子工程技術研究所

目的：了解基本散射現(xiàn)象取得目標的特征數(shù)據(jù)檢驗系統(tǒng)的性能建立目標特性數(shù)據(jù)庫滿足合同要求6.4.1雷達截面測量的目的和類型雷達截面測量電子工程技術研57測量設備雷達截面測量電子工程技術研究所

至少應包括5個基本部分：測試雷達記錄儀轉臺低噪聲環(huán)境被測目標測量設備雷達截面測量電子工程技術研究所 至少應包括5個基本部58RCS測量的類型雷達截面測量電子工程技術研究所

按照測試雷達脈沖寬度和相干性分：普通型高分辨力型相干型跳頻相干型RCS測量的類型雷達截面測量電子工程技術研究所 按照測試雷達59測量結果舉例雷達截面測量電子工程技術研究所

測量結果舉例雷達截面測量電子工程技術研究所 60測量結果舉例2雷達截面測量電子工程技術研究所

測量結果舉例2雷達截面測量電子工程技術研究所 616.4.2雷達截面測量的技術要求雷達截面測量電子工程技術研究所

遠場測試條件：6.4.2雷達截面測量的技術要求雷達截面測量電子工程技術研究62背景噪聲影響雷達截面測量電子工程技術研究所

背景噪聲影響雷達截面測量電子工程技術研究所 63目標支撐結構雷達截面測量電子工程技術研究所

目標支撐結構雷達截面測量電子工程技術研究所 64目標與地面的干涉雷達截面測量電子工程技術研究所

目標與地面的干涉雷達截面測量電子工程技術研究所 656.4.3室外RCS測量雷達截面測量電子工程技術研究所

特點：可以測試大型目標易實現(xiàn)遠場條件保密性差實驗環(huán)境難以保障地面反射影響6.4.3室外RCS測量雷達截面測量電子工程技術研究所 特點66室外RCS測量設備雷達截面測量電子工程技術研究所

簡單的幅度測量雷達室外RCS測量設備雷達截面測量電子工程技術研究所 簡單的幅度67地面的影響雷達截面測量電子工程技術研究所

地面的影響雷達截面測量電子工程技術研究所 68地面影響的消除雷達截面測量電子工程技術研究所

安裝雷達雜波屏障三角形護道地面影響的消除雷達截面測量電子工程技術研究所 安裝雷達雜波屏69天線方向圖的影響雷達截面測量電子工程技術研究所

目標獲得不均勻照射影響地面反射的幅度天線方向圖的影響雷達截面測量電子工程技術研究所 目標獲得不均706.4.4室內RCS測量雷達截面測量電子工程技術研究所

特點：實驗環(huán)境好保密性好提高工作效率只能測試較小的目標須考慮墻壁反射影響6.4.4室內RCS測量雷達截面測量電子工程技術研究所 特點71F-35A進行暗室測試雷達截面測量電子工程技術研究所

F-35A進行暗室測試雷達截面測量電子工程技術研究所 72暗室吸波材料雷達截面測量電子工程技術研究所

海綿狀錐形吸收體：泡沫橡膠切割成錐體填充損耗物質涂低反射保護層粘到金屬墻體上暗室吸波材