第 1 章
緒 論
.................................................................... 1
1.1 隱身技術基本概念
.........................................................1
1.1.1 隱身技術的定義
.....................................................1
1.1.2 自然界的隱身形式
...................................................2
1.1.3 隱身技術的范疇
.....................................................3
1.1.4 隱身技術的意義
.....................................................4
1.1.5 隱身技術的局限性
...................................................4
1.2 各類探測器的特點
.........................................................5
1.2.1 雷 達
..............................................................5
1.2.2 紅外傳感器
......................................................... 5
1.2.3 可見光傳感器 .......................................................
6
1.2.4 聲 吶
..............................................................6
1.2.5 磁異常探測器
....................................................... 7
1.3 國外雷達隱身技術的發展
..................................................7
1.3.1 20 世紀 40 年代
..................................................... 7
1.3.2 20 世紀 50 — 60 年代
................................................7
1.3.3 20 世紀 70 年代
..................................................... 9
1.3.4 20 世紀 80 年代 ....................................................
11
1.3.5 20 世紀 90 年代以后
................................................14
1.4 可見光、紅外、聲隱身
................................................... 16
1.4.1 可見光隱身
........................................................ 16
1.4.2 紅外隱身
.......................................................... 16
1.4.3 聲隱身
.............................................................17
1.5 我國隱身技術的發展
..................................................... 17
課后習題 ......................................................................18
第 2 章
雷達探測 .................................................................19
2.1 雷達基本概念
............................................................ 19
2.1.1 雷達主要功能
......................................................19
2.1.2 雷達發展歷程
......................................................20
2.1.3 雷達主要分類
......................................................21
2.2 雷達的基本組成
..........................................................22
2.3 雷達定位
.................................................................24
2.3.1 雷達測距
.......................................................... 24
2.3.2 雷達測速
.......................................................... 25
i
隱
身 原 理
2.3.3 脈沖壓縮技術
......................................................25
2.4 雷達波段
.................................................................25
2.4.1 雷達波頻率范圍
....................................................25
2.4.2 雷達波段字母代碼
................................................. 26
2.5 雷達方程
.................................................................28
2.5.1 基本方程
.......................................................... 28
2.5.2 接收機噪聲
........................................................ 30
2.5.3 虛警和漏警
........................................................ 32
2.5.4 干擾機的影響
......................................................32
課后習題
......................................................................33
第 3 章
電磁學基礎 .............................................................. 35
3.1 電磁學的發展歷程
........................................................35
3.1.1 電和磁的關系
......................................................35
3.1.2 部分物理學家對電磁學發展的貢獻
................................. 35
3.2 場 論 ...................................................................
38
3.2.1 場的基本概念
......................................................38
3.2.2 矢量微分算子
......................................................39
3.2.3 其他坐標系下矢量微分算子的表達形式
.............................45
3.2.4 時諧場
.............................................................47
3.3 麥克斯韋方程組
..........................................................49
3.3.1 麥克斯韋方程組的形式
.............................................49
3.3.2 本構關系
.......................................................... 52
3.3.3 無源區域電磁場波動方程
...........................................55
3.3.4 平面電磁波的傳播特性
.............................................59
3.3.5 電磁波的極化
......................................................61
3.4 電磁輻射
.................................................................62
3.4.1 格林函數
.......................................................... 63
3.4.2 位函數
.............................................................65
3.5 媒質中電磁波的傳播
..................................................... 68
3.5.1 導體中電磁波的傳播
............................................... 68
3.5.2 一般媒質中電磁波的傳播
...........................................70
3.6 電磁波的反射和透射
..................................................... 70
3.6.1 電磁場邊界條件 ....................................................70
3.6.2 相位匹配條件
......................................................72
3.6.3 反射系數和透射系數
............................................... 73
3.6.4 垂直入射時的匹配條件
.............................................75
課后習題
......................................................................75
ii
目
錄
第 4 章
雷達散射截面 ............................................................ 76
4.1 雷達散射截面的定義
..................................................... 76
4.1.1 散射的概念 ........................................................
76
4.1.2 雷達散射截面表達式的推導
........................................ 76
4.1.3 雷達散射截面的單位
............................................... 78
4.1.4 雷達散射截面的極化
............................................... 78
4.2 雷達散射截面的頻率特性
.................................................79
4.2.1 理想導體球的雷達散射截面解析解
................................. 79
4.2.2 導體球的雷達散射截面隨頻率的變化
............................... 84
4.2.3 光學區典型構型散射特性
...........................................86
4.3 多個散射體雷達散射截面疊加
............................................ 87
4.3.1 按嚴格相位疊加
....................................................87
4.3.2 按隨機相位疊加
....................................................90
4.4 幾種飛行器目標的雷達散射截面
.......................................... 91
4.5 二維雷達散射截面
........................................................91
4.5.1 麥克斯韋方程組維度的退化
........................................ 91
4.5.2 二維 RCS 計算
..................................................... 92
課后習題 ......................................................................95
第 5 章
隱身計算 .................................................................98
5.1 雷達散射截面計算方法概述
...............................................98
5.1.1 雷達散射截面計算方法分類
........................................ 98
5.1.2 精確算法 ..........................................................
98
5.1.3 高頻近似法
........................................................ 99
5.2 物理光學法
............................................................. 100
5.2.1 基本公式
......................................................... 100
5.2.2 積分計算
......................................................... 102
5.3 邊緣繞射理論
........................................................... 105
5.3.1 導體邊緣繞射的典型解
............................................105
5.3.2 幾何繞射理論 .....................................................109
5.3.3 物理繞射理論
.....................................................114
5.3.4 等效電磁流法
.....................................................117
課后習題 .....................................................................118
第 6 章
隱身測試 ............................................................... 121
6.1 隱身測試概述
........................................................... 121
6.2 RCS 測量的基本原理和概念
............................................. 122
6.2.1 相似原理和縮比測量 ..............................................
123
6.2.2 背景電平與 RCS 測量誤差
.........................................125
6.2.3 遠場條件
......................................................... 126
6.2.4 數據處理
......................................................... 127
iii
隱
身 原 理
6.3 微波暗室內電磁散射測試方法
........................................... 128
6.3.1 測試設備
......................................................... 128
6.3.2 測試方法
......................................................... 130
課后習題
.....................................................................130
第 7 章
隱身設計方法 ...........................................................132
7.1 主要散射機理和飛機主要散射源
.........................................132
7.2 雷達隱身設計基本原則
..................................................133
7.2.1 飛機設計中隱身與其他學科的關系
................................ 133
7.2.2 飛機隱身設計基本原則
............................................134
7.3 強散射部件外形隱身設計方法
........................................... 136
7.3.1 消除角反射器效應的外形組合
.....................................136
7.3.2 消除或減弱次弱散射源
............................................138
7.3.3 變后向散射為非后向散射
......................................... 140
7.3.4 用棱邊代替曲面以避免強的鏡面回波
.............................. 141
7.3.5 全機各部件棱邊布局的統籌選擇
...................................142
7.3.6 部件的遮擋技術
...................................................142
7.3.7 腔體隱身技術
.....................................................143
7.4 材料隱身技術
........................................................... 144
7.4.1 隱身材料的應用和分類 ............................................144
7.4.2 雷達吸波材料吸波基本原理
....................................... 146
7.5 其他雷達隱身技術
...................................................... 147
7.5.1 無源對消技術
.....................................................147
7.5.2 有源對消技術
.....................................................147
7.5.3 等離子體隱身技術
................................................ 147
7.5.4 超材料隱身技術
...................................................150
7.6 紅外隱身技術
........................................................... 152
7.6.1 紅外輻射基礎
.....................................................152
7.6.2 紅外隱身措施
.....................................................154
7.7 可見光隱身技術
.........................................................156
7.8 國外典型隱身飛機技術分析
............................................. 158
課后習題
.....................................................................163
參考文獻
......................................................................... 165
索
引
......................................................................... 167