雷达吸波隐身机理
日期：2019-02-21 10:44
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。
一、基本概念
雷达吸波隐身材料是指能够通过自身的吸收作用,来减少目标雷达散射截面,使其难回收到雷达探测满意的回波,从而起到隐身作用的材料。其基本原是当雷达波辐射到隐身材料表面并加以渗透,隐身材料自身可将雷达波能量转成其他形式的能量(如机械能、电能或热能),并加以吸收,从而消耗掉雷达波部分能量,使其回波残缺而不完整,从而极大地破坏雷达的探测概率。若隐身材料自身结构设计与阻抗匹配设计得当,再加上选材等配方及成型工艺合理,隐身材料几乎完全可衰减并吸收掉所入射的雷达波能量,达到安全隐身的目的。
二、分类
目前雷达吸波材料主要由吸波剂与高分子材料(如树脂与橡胶及其改性材料)组成。其中决定吸波性能优劣的关键则是所选取的吸波剂的类型及含量。根据吸波剂的吸收原理不同,通常可分为电损耗型和磁损耗型两大类。按照吸波剂结构形态,可分为涂覆型隐身材料用的颗粒类本征吸波剂和结构隐身材料用的纤维或晶须类吸波剂两种。
三、雷达吸波隐身机理
当前雷达系统一般是在1~18GHz频率范围工作,但新的雷达系统在继续发展,吸收体有效工作的带宽还将扩大。
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。透射波进入媒质内部在其中传播并与媒质发生相互作用而被转换成其他诸如机械能、电能和热能等形式的能量消耗掉。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。吸波材料要吸收电磁波必须满足两个基本条件
①电磁波入射到材料表面时电磁波能最大限度地进入材料内部(匹配特性);
②进入材料内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉(衰减特性)。
从雷达吸波隐身材料的吸波机理来看,吸波材料与雷达波相互作用时可能发生的三种现象:①可能会发生电导损耗、高频介电损耗、磁滞损耗或者将其转变成热能,使电磁能量衰减;②受吸波材料作用后,电磁波能量会由一定方向的能量转换为分散于所有可能方向上的电磁能量,从而使其强度锐减,回波量减少;③作用在材料表面的第一电磁反射波会与进材料体内的第二电磁反射波发生叠加作用,致使其相互干扰,相互抵消。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。
上一篇：新型结构设计
下一篇：雷达吸波材料的主要类型与特性