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隐身技术与电磁隐身特性分析

2018/4/11    来源:索辰信息    作者:佚名      
关键字:隐身技术  电磁隐身  
遍寻古今中外,隐身的故事伴随着创造者的奇思妙想而层出不穷,各种千奇百怪的隐身方法亦是异彩纷呈。隐身衣一直存在于神话传说、小说或电子游戏中,一直未成为现实。不过,类似于这种隐身的方法已经成功应用于军事上,如最早出现的隐形飞机,通过降低雷达截面和减小自身的红外辐射实现隐形,相当于给飞机穿了一件“隐身衣”。

    隐形飞机的设计原理是通过形状和材料的变化,躲过雷达的侦察。它们身上涂有特殊的材料,可以吸收、消解、干涉雷达射出的电磁波,使其收不到反射电磁波。

    有隐身技术,就有反隐身技术。很多军事强国都通过提高雷达本身的探测能力或针对隐身技术的弱点,开发新型雷达和武器。这两项技术的关系就像猫和老鼠,这边越来越狡猾,那边越来越精明,科学则在这种较量中不断前进。

1 隐身技术

    隐身技术,也称隐形技术,包括雷达隐身、红外隐身、磁隐身、声隐身和可见光隐身等。通过减少己方目标的可探测信息特征,最大程度降低被敌方探测系统发现的概率,以确保己方武器装备不被敌方发现。而吸波材料正是实现武器隐身的物质基础。

2 吸波材料特性

    所谓吸波材料,是指有效吸收入射的电磁波,将电磁能转化为热能而消耗,或使电磁波干涉相消,从而使目标的回波强度显著减弱的一类电磁功能材料。其在军事隐身、微波暗室、微波通讯、电磁信息泄漏防护、电磁干扰防护、电磁辐射防护等国防军工与民用技术领域中有着广阔的发展前景。特别是近年来电磁屏蔽、隐身技术的发展,使得吸波材料的研究日益为人们所重视。

吸波材料

图1 吸波材料

3 雷达隐身技术

    雷达隐身技术的研究主要集中在结构设计和吸波材料两个方面。雷达隐身涂料是指能够吸收衰减入射的电磁波,并通过吸收剂的介电振荡、涡流以及磁致伸缩,将电磁能转化成热能而耗散掉或使电磁波因干扰而消失的一类材料。雷达隐身涂料就是要最大限度消除被雷达勘测到的可能性。

4 电磁隐身特性分析

    1.计算模型

    现代隐身技术更趋向于侧重飞行器外形的设计,以便向不同方向偏转或者分散无线电波。我们以30m长的无人机作为计算模型,具体分析飞机电磁隐身方面的特性。计算模型如下图。

整机计算模型

图2 整机计算模型

    采用MLFMA快速多极子算法计算目标单站RCS,计算频率10GHz,极化方式为水平极化和垂直极化。同时,取计算姿态俯仰角为0°,滚转角为0°,方位角为0°到180°,计算间隔1°。

    2.计算过程实际资源消耗

    多层快速多级子方法提供混合积分方程系数(0.5),迭代步数(20-65),收敛系数(0.005),预条件(块对角预条件)。

表1 实际资源消耗

实际资源消耗

    3.计算结果

    水平极化结果如下图图例hh,垂直极化结果如下图图例vv。

水平极化结果

图3 水平极化结果

    计算姿态为俯仰角为0°,方位角为0°到30°,计算间隔1°。

    针对电大问题采用多层快速多极子的电磁算法,对大型无人机隐身特性不同极化方向进行仿真分析,仿真结果表明,两翼与机头尖锐部分是主要的散射来源,从而明确散射部位,进行优化分析。

责任编辑:程玥
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