隐身技术的发展及应用
摘要：介绍隐身技术带来了军事装备的变革，并探讨有源和无源隐身原理，并重点介绍了无源隐身中利用理想对消特性、频率差将破坏相干性、相位差的影响、幅度差的影响，以规避雷达对目标的检测。
接着分析了隐身技术的现状及其原理，分别从可见光隐身技术、声波隐身技术、雷达隐身技术、激光隐身技术及红外辐射隐身技术方面介绍了当前所采用隐身技术的原理、方法及其应用。通过采用可见光、红外及激光隐身兼容技术，更好的达到隐身的效果，即可得隐身兼容技术才是隐身技术的发展方向。
隐身技术迅猛发展，新的隐身方法和技术应运而生。仿生技术、等离子体隐身技术、“微波传播指示”技术及智能隐身技术丰富和扩展了隐身技术的领域。在新的隐身方法中，重点介绍了等离子体隐身技术这一典型事例，通过介绍其原理、方法，以及在军事装备上的应用，以便我们把握这一隐身技术的发展方向。
隐身材料的开发和利用一直是隐身技术发展的重要内容，是飞机等隐身兵器实现隐身的基石，接下来介绍了正在研制开发的新型隐身材料：宽频带吸波剂、高分子隐身材料、纳米隐身材料、手征材料、结构吸波材料及智能隐身材料。新的隐形材料的研制，必将推动隐身技术迈向新的台阶。
隐身技术与反隐身技术的发展，是相互制约、相互促进的，无论哪一方有新的突破，都将引起另一方的重大变革。最后，我们探讨了当今反隐身技术的发展，以及探讨反隐身技术的方法：采用长波低频雷达探测技术、采用激光雷达探测技术、采用光电探测技术、采用数据融合技术、采用自动化和智能化技术。希望隐身技术和反隐身技术，这对矛和盾，能够加快我国的武器装备现代化的进程。
关键词：有效散射截面积（RCS）无源及无源隐身技术 等离子体技术
1 前言
在1991年海湾战争中,美空军F-117A隐身攻击机,共出动1296架次,但未损失一架。它出动的架次只占联军出动总架次的2%，但它所击中的战略目标却占全部被联军击中的战略目标的40%。造成这一非凡战绩的原因，除伊拉克防空系统的部署及运作上的不利以外，主要应归功于F-117A的隐身能力。
隐身技术的出现促使战场军事装备向隐身化方向发展。由于各种新型探测系统和精确制导武器的相继问世，隐身兵器的重要性与日俱增。以美国为首的各军事强国都在积极研究隐身技术，取得了突破性进展，相继研制出隐
身轰炸机、隐身战斗机、隐身巡航导弹、隐身舰船和隐身装甲车等，有的已投入战场使用，在战争中显示出巨大威力。 2 隐身技术的概述
现代无线电技术和雷达探测系统的迅猛发展，极大地推动了战争中的搜索、跟踪目标的能力，传统的作战武器所受到的威胁越来越严重。隐身技术作为提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段，已经成为集陆、海、空、天、电磁六维一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段，并受到世界各国的高度重视。
隐身技术(又称为目标特征信号控制技术)是通过控制武器系统的信号特征，使其难以被发现、识别和跟踪打击的技术。即以削弱己方武器系统的观测特征，使敌方的探测器不能发现目标，或使探测距离大大缩短。一般认为隐身主要包括减少目标的雷达特征、红外特征和电视特征等，其中减少雷达特征主要是减少目标的有效散射截面积（RCS）。
雷达目标(飞机、导弹或军舰等)的隐身方法可分为有源和无源隐身两大类。迄今为止，西方军事强国，经过几十年研究与实践，对飞机、军舰的无源隐身技术已达成熟阶段；无论采用外形控制隐身，还是涂层吸波隐身，已从微波频段、热频段到光频段，无所不在。著名产品有F-117A。近年年来，随着微型高速计算机技术的发展，有源隐身技术也有了实质性的突破。 3 隐身技术的现状及原理
通常所说的隐身技术，即目标特征信号减缩技术或被称为“低可探测技术”。表示目标特征信号的物理量主要有，光学可见度、噪声强度、雷达散射截面（RCS）、红外辐射强度。以此，目前利用的隐身技术主要可分为可见光隐身技术、声波隐身技术、雷达隐身技术、红外隐身技术及激光隐身技术。 3.1 可见光隐身技术
可见光隐身，就是降低军事装备本身的目标特征，使敌方的可见光相机、电视摄像机等光学探测、跟踪、瞄准系统不易发现目标的可见光信号。采用可见光隐身技术的目的，是通过减少目标与背景之间的亮度、色度和运动的对比特征，达到对目标视觉信号的控制，以降低可见光探测系统发现目标的概率。
可见光隐身技术手段主要采用迷彩、伪装技术，在武器系统表面涂上与背景颜色相近的迷彩，或者在武器表面罩上网。试验表明，涂敷迷彩具有相当好的隐身效果，如用微光夜视仪观测1000m处坦克的发现概率,无迷彩时为77%，有迷彩时只有33%。现代迷彩兼有吸波作用，不仅可降低坦克的可见光探测概率，还可减弱坦克的红外辐射。伪装网是一种通用性的伪装器材，主要用来伪装常温状态的目标，使目标表面形成一定的辐射率分布，以模拟背景的光谱特性，使之融于背景之中%同时在伪装网上采用防可见光的迷彩，可更有效对抗可见光侦察、探测和识别。
此外，各国正在研究各种新的可见光隐身方法，如美国正研究一种电致变色涂敷材料，用不同的电压控制时，材料将显示出不同的特性，使武器颜
色随背景变化。 3.2声波隐身技术
声波隐身技术，也称为听觉隐身技术。隐身武器应具有低声特征信号的隐身特点，以用来对抗性能和种类日趋完善的防御探测系统。飞行器作为主要武器系统之一，它的噪声主要由螺旋桨／旋翼的旋转和涡流噪声，发动机进气、排气、燃烧的噪声，机体空气动力尾流噪声以及涡流噪声等声源组成。尤其是直升机，因为其飞行高度在50m左右，为了避免被侦测到，同时也避免声触发地雷和导弹的打击，降低噪声是极为重要的。另外对低空无人机和潜艇来说也存在同样的问题。
针对噪声源，可应用以下降低噪声的措施：
（1）减震结构：通过采用具有减震作用的蜂窝夹层结构或镶入减震材料，降低噪声源引起的噪声。
（2）整流结构：设计由许多流线型叶片构成的隔栅，纠正气流的不均匀流动，降低高频谐振。
（3）吸声结构：以吸声材料制成的密集角锥，可以有效地吸收产生的噪声。
降低噪声的措施有时与降低RCS的措施及抑制红外辐射措施是结合的。 3.3雷达隐身技术
雷达隐身技术是以电磁波散射理论为基础,为了不被雷达发现,最有效的办法是减少飞行器的雷达截面积RCS。即采取各种措施使目标在雷达探测波束照射范围内具有极小的雷达截面积，大幅度减少可被敌方雷达接收机截获的电磁波能量，使雷达对目标的探测距离缩短，从而达到隐身的目的。被实践证明行之有效并投入实用的隐身技术有：外形隐身技术和材料隐身技术。雷达外形隐身技术的主要理论依据来自目标各个部件的电磁散射机理，利用计算机辅助设计等现代设计手段，对飞机以及其他装备进行设计，在保持一定性能的前提下，使其被探测的雷达截面积最小。 3.4激光隐身技术
激光隐身从原理上与雷达隐身有许多相似之处，它们都以降低反辐射面为目的，激光隐身就是要降低目标的激光反射截面，与此有关的是降低目标反射系数，及减小相对于激光束横截面区的有效目标区。为此，激光隐身的技术有以下几项:
(1)采用外形技术消除可产生角反射器效应的外形组合，变后向散射为非后向散射，用边缘衍射代替镜面反射，用平板外形代替曲面外形，减少散射源数量，尽量减小整个目标的外形尺寸。
(2)采用吸收材料技术吸收材料可吸收照射在目标上的激光，其吸收能力取决于材料的导磁和介电常数，吸收材料从工作机制上可分为两类，即谐振型与非谐振型，谐振型材料中有吸收激光的物质，且其厚度为吸收波长的1/4，使表面反射波与干涉相消；非谐振型材料是一种介电常数、导磁率随厚度变化的介质，最外层介质的导磁率近于空气，最内层介质的导磁率接近