21 世紀后，隱身技術(shù)的發(fā)展促進了各國武器裝備競爭的加劇，發(fā)展隱身技術(shù)，提高武器系統(tǒng)生存、空防和縱深打擊能力，已經(jīng)成為集陸、海、空、天、電磁五位一體的立體化現(xiàn)代戰(zhàn)爭的迫切需要。隱身技術(shù)與星球大戰(zhàn)、核技術(shù)被美國列為國防的三大高科技領(lǐng)域。而實現(xiàn)對雷達波的隱身，使敵方雷達降低或失去探測能力更是引起了各國的高度關(guān)注。雷達隱身的本質(zhì)就是使敵方雷達無法準確地探測到目標的回波信號。目標的雷達散射截面積(RCS) 表征目標返回到雷達的回波信號幅度。所以，要實現(xiàn)雷達隱身，核心就是降低目標RCS。

雷達最大作用距離方程:

由公式可知，雷達的探測距離Rmax的四次方與目標的散射截面積σ 成正比。若要減少雷達的探測距離，必須降低目標自身RCS。降低目標ＲCS 實質(zhì)就是降低目標的回波功率或散射波電場強度。RCS與照射功率、飛行器離雷達距離遠近無關(guān)，只與目標表面導電特性、結(jié)構(gòu)、材料、形體和姿態(tài)角等有關(guān)。所以，雷達隱身可以通過改變目標的外形、材料結(jié)構(gòu)和電磁特征來實現(xiàn)。實現(xiàn)方法通常有兩種:一是采用外形設計、吸波或透波材料等，降低反射功率; 二是產(chǎn)生與散射場相干但相位相反的場，實現(xiàn)有( 無) 源對消。

雷達隱身技術(shù)

雷達隱身技術(shù)是通過降低目標RCS實現(xiàn)隱身的技術(shù)，常用手段有外形隱身技術(shù)、材料隱身技術(shù)、電子干擾和欺騙技術(shù)、阻抗加載技術(shù)等。

1、外形隱身技術(shù)

外形設計是實現(xiàn)武器裝備隱身的最直接、最有效的方法。外形隱身技術(shù)的實質(zhì)是將目標的強反射源轉(zhuǎn)換為弱反射源，即通過改變目標的外形設計，在一定角度內(nèi)增強目標的反射或折射效應，減小RCS。常見的強反射源有飛機邊緣、尖端，機體上的凸出物、外掛物; 導彈的頭部、尾部和翼面不連接處; 艦艇的船體和甲板邊緣等。美國AGM-129 隱身巡航導彈通過采用特殊隱身外形和隱身結(jié)構(gòu)消除了強反射源，減弱了雷達波的散射強度。

2、材料隱身技術(shù)

由于目標受到空氣動力等因素限制，外形設計也只能實現(xiàn)裝備一定程度上的隱身，材料隱身技術(shù)能有效彌補其不足。材料隱身技術(shù)按工作原理可分為三種類型: 一是材料吸收雷達波后，以能量損耗的方式使電磁能轉(zhuǎn)換為熱能而散發(fā); 二是使雷達波迅速分散到裝備全身，降低目標散射的電場強度;三是通過材料上下表面的反射波迭加干涉，實現(xiàn)無源對消。吸波材料通常分為涂料型和結(jié)構(gòu)型: 涂料型涂于目標表面形成吸波涂層，結(jié)構(gòu)型是參與結(jié)構(gòu)承力的、有吸收能力的復合材料。透波材料幾乎能完全透射雷達波，進而降低目標ＲCS。據(jù)報道，F(xiàn)-117A隱身戰(zhàn)機大量使用了多面體外形設計和雷達吸波材料等隱身手段，其ＲCS 比常規(guī)戰(zhàn)機減少了23 dB，使常規(guī)雷達作用距離縮減73%

3、 電子干擾和欺騙技術(shù)

電子干擾技術(shù)實質(zhì)是產(chǎn)生與目標或敵方雷達相似的特征信號，使其無法做出正確判斷而實現(xiàn)目標隱身。常見的技術(shù)手段有: 向空中投放箔條等干擾物形成干擾層以遮蓋真實目標; 利用電子干擾設備發(fā)射噪聲或類似噪聲的干擾信號，使敵方雷達無法檢測目標信息; 由偵察設備偵測出敵方雷達頻率，并以該頻率發(fā)射回波脈沖，使敵方雷達無法做出正確判決; 采用假目標或雷達誘餌技術(shù)，發(fā)送虛假信號誤導敵方等。據(jù)報道，美國正在研究一種能發(fā)射高頻( VHF) 、特高頻( UHF) 和微波信號的新型誘餌，該誘餌也可模仿隱身飛機目標。

4、阻抗加載技術(shù)

阻抗加載可以分為無源阻抗加載和有源阻抗加載。無源阻抗加載是指通過在飛行器表面形成縫隙、腔體或加周期結(jié)構(gòu)無源陣列等方法改變蒙皮表面的電流分布，從而降低一定角度范圍內(nèi)的電磁散射。有源阻抗加載是指在飛行器上安裝轉(zhuǎn)發(fā)器等信號處理元件，使其可發(fā)射與入射雷達波幅度相近而相位相反的電磁波，實現(xiàn)目標散射場和雷達輻射場在敵方雷達探測方向上相干對消。

雷達隱身技術(shù)性能分析

雷達隱身技術(shù)的巨大價值引發(fā)了雷達反隱身技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，認識并改進雷達隱身平臺的性能缺陷已成為各國隱身武器發(fā)展的主要方向。不同的雷達探測角度所觀測到的目標RCS值差距很大: 飛機、導彈的機頭或彈頭方向RCS 最小，原因是優(yōu)化了外形設計和應用了新型材料; 兩側(cè)和尾部RCS較大，原因是側(cè)面機翼或彈翼棱邊的散射增強和垂尾的鏡面反射、紅外輻射等; 其RCS 最大差距達到30 dB，說明了隱身平臺只能實現(xiàn)部分空域隱身。

F-22 RCS的分布

目前雷達波隱身武器存在的缺陷和應對的反隱身技術(shù)有：

1、 隱身空域小: 隱身武器不能實現(xiàn)全空域、全方位隱身，從不同角度俯視或仰視時目標的RCS相對較大。可采用雷達組網(wǎng)技術(shù)、預警機探測技術(shù)等實現(xiàn)反隱身。

2、隱身頻段少: 一般的隱身武器主要針對厘米波段雷達，頻段相對單一，不可能實現(xiàn)全頻段上的隱身?？刹捎妹撞ɡ走_、毫米波雷達、超視距雷達等實現(xiàn)反隱身。

3、紅外輻射高: 隱身武器由于高速運動需要強大的動力支持，發(fā)動機的尾噴管由于噴射大量的高溫氣流而產(chǎn)生紅外輻射，降低其隱身性能?？刹捎眉す饫走_實現(xiàn)反隱身。

4、通信信號多: 隱身武器需要與指揮控制系統(tǒng)、支援裝備等保持通信聯(lián)絡，大量的通信信號極易暴露自己?？刹捎脽o源射頻探測系統(tǒng)實現(xiàn)反隱身。

雷達隱身技術(shù)發(fā)展趨勢

1、發(fā)展全波段隱身技術(shù)

全波段隱身是通過不斷增加激光、可見光、紅外、雷達波等隱身波段逐步實現(xiàn)的。目前，雷達隱身技術(shù)主要針對厘米波雷達，但雷達反隱身技術(shù)的發(fā)展促進了米波雷達、激光雷達、紅外雷達等多波段雷達的廣泛應用，因此，實現(xiàn)裝備的全波段隱身顯得越發(fā)重要。美、德和瑞典等國研制的多波段隱身材料，其研制水平已達到可見光、近紅外、中遠紅外和雷達毫米波四段兼容。據(jù)稱，美軍第五代戰(zhàn)斗機將采用隱身效果更好的全波段隱身技術(shù)。

2、研發(fā)新型材料

目前，復合型材料、納米材料和智能材料已成為雷達隱身材料研究的一個重要方向。

1) 復合型材料是由多層不同功能的隱身材料疊加而成的新型材料，一般上層為隱身涂層，下層為雷達吸波材料等。近年來，復合型材料繼續(xù)朝著實現(xiàn)多層法和均相法二者結(jié)合的方向研發(fā)。據(jù)報道，法國研制成功一種由粘結(jié)劑和納米級微屑填充材料復合的寬頻吸波材料，其在50 MHz ～ 50 GHz頻率范圍內(nèi)吸波性能良好。

2) 納米材料是特征尺寸處于納米量級的材料。該材料因結(jié)構(gòu)獨特而具有良好的吸波特性，并兼有高吸收、涂層薄、質(zhì)量輕、吸收頻帶寬、紅外微波吸收兼容等特點，是一種極具發(fā)展前景的隱身材料。目前，該技術(shù)已經(jīng)受到美、法、英等軍事大國的高度重視。據(jù)報道，美國研制出的超黑粉納米材料對雷達波吸收率達到99%

3) 智能材料能通過感知和分析敵方雷達探測信號自動調(diào)節(jié)武器電磁波與光學特性，以實現(xiàn)目標隱身。美國空軍提出將不同導電率的多層薄膜連結(jié)在一起，獲得在功能上與分層介質(zhì)吸波涂層類似的蒙皮結(jié)構(gòu)，并將各種機載電子裝置、傳感器等嵌入蒙皮內(nèi)以取代傳統(tǒng)的雷達天線，從而構(gòu)成智能蒙皮。

3、發(fā)展等離子體隱身技術(shù)

等離子體隱身技術(shù)實質(zhì)是通過入射雷達波作用于等離子體時的反射效應和衰減效應實現(xiàn)目標隱身: 即當雷達頻率小于等離子體頻率時發(fā)生反射效應，雷達顯示屏只能顯示虛假目標信息; 當雷達頻率大于等離子體頻率時，雷達波進入等離子體發(fā)生吸收衰減效應，進而降低目標ＲCS。據(jù)報道，俄羅斯前兩代( 第三代已用于T50 戰(zhàn)機) 等離子體隱身產(chǎn)品已經(jīng)進行飛行和地面試驗，可將雷達發(fā)現(xiàn)概率降低99%。

4 、發(fā)展射頻隱身技術(shù)

射頻隱身技術(shù)是指機載雷達、數(shù)據(jù)鏈等機載電子對抗設備抵御敵方射頻無源探測、跟蹤、識別的隱身技術(shù)。在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，敵方電子探測系統(tǒng)能通過截獲我方隱身平臺雷達、通信等發(fā)射機的電磁輻射信號，運用測頻測向、定位、信號識別等處理方法獲取我方的身份屬性和地理屬性，如輻射源的有關(guān)參數(shù)、類型、空間位置等。因此，發(fā)展針對敵方射頻探測系統(tǒng)的射頻隱身技術(shù)已成為現(xiàn)代隱身武器設計中極為重要的因素。據(jù)報道，F(xiàn)-22 裝備了具有良好射頻隱身能力的APG-77 雷達，F(xiàn)-35 應用了具有低截取概率和低探測概率的多功能先進數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。