论文部分内容阅读
摘要：现代军事作战越来越强调隐身性能，通过对良好的隐身材料以及雷达散射特性技术的运用来提高作战中的隐身性能，不仅能够有效保存己方有生力量，还能够在很大程度上对敌人发起致命一击，应用价值较高。随着科学技术不断向前发展，雷达散射特性研究工作已广泛展开并取得了初步阶段的研究成果，实际运用成果瞩目。因此对其在军事目标伪装中的技术特点与应用进行研究对促进我国相关研究的发展以及提高国防水平具有重要的促进作用以及现实意义。
关键词：雷达散射特性；军事目标；伪装；技术特点；有生力量
前言：战场条件下军事目标伪装以及隐身程度越高，所能够发挥的作用及取得的成果也就越瞩目。因此世界各国纷纷展开了相关领域的研究工作，取得了比较显著的研究成果，在很大程度上推动了世界军事技术发展与变革，提高了国防建设以及抗打击能力。
1 雷达散射特性概述
1.1雷达散射截面
雷达散射截面（Radar Cross section，RCS）是现代军事科技中雷达隐身技术最关键及核心概念之一，体现了军事目标在雷达波照射情况下产生的回波强度，是一种物理变量。具体定义为军事目标在单位立体角内向雷达发射及接收机处散射功率密度与入射波在军事目标上功率密度比值大小的4π倍。
1.2雷达散射特性关联性因素
1.2.1目标材料的电性能
由于军事目标伪装过程中不可避免会受到雷达波束的照射，因此为了能够有效降低雷达反射波面积及强度，采取性能良好的电性能涂刷材料。此种涂料不仅能够减少雷达波束反射强度，还能在很大程度上吸收雷达照射波，隐身伪装能力较强。但其价格较为昂贵，实际应用中经济压力较为沉重。
1.2.2军事目标几何外形
良好的几何外形设计能够将照射己方目标的雷达波束进行散射，降低伪装目标暴露程度。
1.2.3目标被雷达波照射的方位
一般来说，目标的RCS随方位角剧烈变化，同一目标，由于照射方位不同，其RCS可以相差几个数量级。
1.2.4入射波的波长
波长对目标RCS的影响很大，根据波长与目标的特征尺寸的比例，入射波波长对RCS的影响可划分为低频区（Rayleigh region），谐振区（Mie or resource region），高频区（Option region）。当波长比目标特征尺寸大的多时，整个目标长度上的入射场无论是振幅还是相位都没有什么变化，此时通常目标处在低频区。当它们是同一数量级时，入射场的相位在整个目标长度上的变化很显著，目标的每一部分都会影响另外部分的场强，目标上每点的电磁场都是入射场和该目标上引起的散射场的叠加，此时通常目标处在谐振区。对于高频区，目标上某一点对该目标其它点的散射场贡献与入射场相比是很小的，可以将这个目标的散射场看作由各独立的散射中心的散射场组成的。绝大多数飞机都处于高频区，对于高频区目标的散射机理和RCS的研究，具有重要的实用意义。
1.2.5入射场极化形式和接收天线的极化形式
雷达在不断向军事目标发射雷达波束扫描时，入射场以及接收天线的极化形式对雷达散射截面具有重要的影响作用。实际运用中采用公式?=xE1sin（wt-βz）+yE2sin（wt-βz+δ）来计算电场的瞬时总矢量场来确定极化数值，以确定RCS，提高雷达探测能力。其中E1为沿x方向的线极化波幅度；E2为沿y方向的线极化波幅度；δ为Ey滞后于Ex的时间减去相位角[2]。
2 雷达散射应用重要性分析
2.1保存己方战斗力
现代军事战争已经摆脱了传统人海战术，改为更加先进的隐蔽攻击形式，通常将己方攻击力量隐藏在目标周围地区，通过有效的伪装以及隐身技术来保护已方有生力量不被发现，在攻击命令下达后达到突然发起攻击的战术目的。在1991年海湾战争中美军通过采取此种伪装方式对伊拉克军队实施突然打击，不仅达到了预期的战术目的，也在很大程度上缩短了军事战斗进程，降低了人员装备战损率，取得了比较瞩目的成果。
2.2隐身性攻击
在现代军事战争中，无论是哪个兵种都在尽量争取较好的隐身性能，有效降低雷达反射面积，以达到有效伪装的目的，因此通过缩小RCS，将军事目标伪装，继而达到隐身攻击已经成为主导战场走势的重要应用手段之一，在战场上发挥了不可替代的作用。隐身性攻击也成为了军事战斗的新宠儿，随着研究的不断深入，相信其所发挥的作用会与日俱增。
3 雷达散射技术特点
3.1镜面反射
镜面反射能够将雷达波束照射有效的化解，并通过设备技术进行发射，以降低己方军事目标暴露的危险，成为实际应用中比较常见的运用技术。此种技术运用过程中需要严格遵守光反射定律，对目标照射角度及目标自身反射技术要求较高，实际中具有很高的应用价值。
3.2绕射
绕射主要是通过几何外形将雷达照射波束进行绕射，产生的雷达回波较小，有效较低了被发现的几率，隐身性能良好，是目前世界上公认的隐身途径以及方法之一，实际运用中取得的成果较为显著[2]。
4 实例分析-以F117为例分析雷达散射截面应用
对RCS的应用是军事目标隐身以及伪装技术的重要应用途径，具有较高的应用价值。在此方面具有代表性的国家为美国，其主要代表有：DDG-1000军舰、B2隐身战略轰炸机以及F117隐身战斗机，F-35B战斗机等。
图1为美国空军F-117夜鹰隐身战斗机三维视图。此款战斗机不仅应用了大量电性能涂刷材料，其独具匠心的几何外形也是隐身技术得到应用的重要手段。当雷达波束照射在F-117战斗机表面时，通过良好的绕射以及镜面反射将雷达波束反射率有效降低，从而达到了隐身的目的。为了达到隐形的目的，F-117牺牲了30%的引擎效率，并采用了一对高展弦比的机翼，然而，由于需要向两侧折射雷达波，夜鹰还采用了很高的后掠角的双翼。同时几何外观设计也使得人在肉眼条件下无法有效识别，目标伪装效果良好。
图1 美国空军F-117夜鹰隐身战斗机三维视图
F-35是美国最新研制的单座单发战斗机，1999年首飞。其中F-35B战斗机是世界上第一架超音速垂直起降战斗机，作为一款多功能隐身机，他几乎承载了西方新一代战机的所有希望。
总结：综上所述，雷达散射特性在目标伪装中发挥了重要的促进作用，在实际应用中具有较高的应用价值，本次研究围绕雷达散射在军事目标伪装中的技术特点进行研究，揭示其所具有的应用价值，通过实例分析来具体论述实际应用，希望本文研究能够为相关研究工作在此方面提供些许借鉴参考。
参考文献：
[1]张新征，黄培康.基于GB-SAR的地面军事目标伪装性能检测及评估方法[J].包装工程，2011，12（23）：141-145.
[2]麻永平，张炜，刘东旭.高光谱侦察技术特点及其对地面军事目标威胁分析[J].上海航天，2012，12（01）：37-40+59.
作者简介：卢学燕（1991.5～），女，甘肃省临夏回族自治州，西北师范大学，2011级本科生，研究方向：电子信息工程
关键词：雷达散射特性；军事目标；伪装；技术特点；有生力量
前言：战场条件下军事目标伪装以及隐身程度越高，所能够发挥的作用及取得的成果也就越瞩目。因此世界各国纷纷展开了相关领域的研究工作，取得了比较显著的研究成果，在很大程度上推动了世界军事技术发展与变革，提高了国防建设以及抗打击能力。
1 雷达散射特性概述
1.1雷达散射截面
雷达散射截面（Radar Cross section，RCS）是现代军事科技中雷达隐身技术最关键及核心概念之一，体现了军事目标在雷达波照射情况下产生的回波强度，是一种物理变量。具体定义为军事目标在单位立体角内向雷达发射及接收机处散射功率密度与入射波在军事目标上功率密度比值大小的4π倍。
1.2雷达散射特性关联性因素
1.2.1目标材料的电性能
由于军事目标伪装过程中不可避免会受到雷达波束的照射，因此为了能够有效降低雷达反射波面积及强度，采取性能良好的电性能涂刷材料。此种涂料不仅能够减少雷达波束反射强度，还能在很大程度上吸收雷达照射波，隐身伪装能力较强。但其价格较为昂贵，实际应用中经济压力较为沉重。
1.2.2军事目标几何外形
良好的几何外形设计能够将照射己方目标的雷达波束进行散射，降低伪装目标暴露程度。
1.2.3目标被雷达波照射的方位
一般来说，目标的RCS随方位角剧烈变化，同一目标，由于照射方位不同，其RCS可以相差几个数量级。
1.2.4入射波的波长
波长对目标RCS的影响很大，根据波长与目标的特征尺寸的比例，入射波波长对RCS的影响可划分为低频区（Rayleigh region），谐振区（Mie or resource region），高频区（Option region）。当波长比目标特征尺寸大的多时，整个目标长度上的入射场无论是振幅还是相位都没有什么变化，此时通常目标处在低频区。当它们是同一数量级时，入射场的相位在整个目标长度上的变化很显著，目标的每一部分都会影响另外部分的场强，目标上每点的电磁场都是入射场和该目标上引起的散射场的叠加，此时通常目标处在谐振区。对于高频区，目标上某一点对该目标其它点的散射场贡献与入射场相比是很小的，可以将这个目标的散射场看作由各独立的散射中心的散射场组成的。绝大多数飞机都处于高频区，对于高频区目标的散射机理和RCS的研究，具有重要的实用意义。
1.2.5入射场极化形式和接收天线的极化形式
雷达在不断向军事目标发射雷达波束扫描时，入射场以及接收天线的极化形式对雷达散射截面具有重要的影响作用。实际运用中采用公式?=xE1sin（wt-βz）+yE2sin（wt-βz+δ）来计算电场的瞬时总矢量场来确定极化数值，以确定RCS，提高雷达探测能力。其中E1为沿x方向的线极化波幅度；E2为沿y方向的线极化波幅度；δ为Ey滞后于Ex的时间减去相位角[2]。
2 雷达散射应用重要性分析
2.1保存己方战斗力
现代军事战争已经摆脱了传统人海战术，改为更加先进的隐蔽攻击形式，通常将己方攻击力量隐藏在目标周围地区，通过有效的伪装以及隐身技术来保护已方有生力量不被发现，在攻击命令下达后达到突然发起攻击的战术目的。在1991年海湾战争中美军通过采取此种伪装方式对伊拉克军队实施突然打击，不仅达到了预期的战术目的，也在很大程度上缩短了军事战斗进程，降低了人员装备战损率，取得了比较瞩目的成果。
2.2隐身性攻击
在现代军事战争中，无论是哪个兵种都在尽量争取较好的隐身性能，有效降低雷达反射面积，以达到有效伪装的目的，因此通过缩小RCS，将军事目标伪装，继而达到隐身攻击已经成为主导战场走势的重要应用手段之一，在战场上发挥了不可替代的作用。隐身性攻击也成为了军事战斗的新宠儿，随着研究的不断深入，相信其所发挥的作用会与日俱增。
3 雷达散射技术特点
3.1镜面反射
镜面反射能够将雷达波束照射有效的化解，并通过设备技术进行发射，以降低己方军事目标暴露的危险，成为实际应用中比较常见的运用技术。此种技术运用过程中需要严格遵守光反射定律，对目标照射角度及目标自身反射技术要求较高，实际中具有很高的应用价值。
3.2绕射
绕射主要是通过几何外形将雷达照射波束进行绕射，产生的雷达回波较小，有效较低了被发现的几率，隐身性能良好，是目前世界上公认的隐身途径以及方法之一，实际运用中取得的成果较为显著[2]。
4 实例分析-以F117为例分析雷达散射截面应用
对RCS的应用是军事目标隐身以及伪装技术的重要应用途径，具有较高的应用价值。在此方面具有代表性的国家为美国，其主要代表有：DDG-1000军舰、B2隐身战略轰炸机以及F117隐身战斗机，F-35B战斗机等。
图1为美国空军F-117夜鹰隐身战斗机三维视图。此款战斗机不仅应用了大量电性能涂刷材料，其独具匠心的几何外形也是隐身技术得到应用的重要手段。当雷达波束照射在F-117战斗机表面时，通过良好的绕射以及镜面反射将雷达波束反射率有效降低，从而达到了隐身的目的。为了达到隐形的目的，F-117牺牲了30%的引擎效率，并采用了一对高展弦比的机翼，然而，由于需要向两侧折射雷达波，夜鹰还采用了很高的后掠角的双翼。同时几何外观设计也使得人在肉眼条件下无法有效识别，目标伪装效果良好。
图1 美国空军F-117夜鹰隐身战斗机三维视图
F-35是美国最新研制的单座单发战斗机，1999年首飞。其中F-35B战斗机是世界上第一架超音速垂直起降战斗机，作为一款多功能隐身机，他几乎承载了西方新一代战机的所有希望。
总结：综上所述，雷达散射特性在目标伪装中发挥了重要的促进作用，在实际应用中具有较高的应用价值，本次研究围绕雷达散射在军事目标伪装中的技术特点进行研究，揭示其所具有的应用价值，通过实例分析来具体论述实际应用，希望本文研究能够为相关研究工作在此方面提供些许借鉴参考。
参考文献：
[1]张新征，黄培康.基于GB-SAR的地面军事目标伪装性能检测及评估方法[J].包装工程，2011，12（23）：141-145.
[2]麻永平，张炜，刘东旭.高光谱侦察技术特点及其对地面军事目标威胁分析[J].上海航天，2012，12（01）：37-40+59.
作者简介：卢学燕（1991.5～），女，甘肃省临夏回族自治州，西北师范大学，2011级本科生，研究方向：电子信息工程