等离子体隐身技术

等离子体隐身技术（精选8篇）

等离子体隐身技术 第1篇

等离子体隐身技术

讨论了等离子体的生成方法和存在方式,详细分析了等离子体隐身技术实现的可行性,得出了一般性结论,即等离子隐身技术在理论上完美无缺,但其实际可行性有待于探讨.

作 者：朱保魁 郝青 李书成 作者单位：桂林空军学院刊 名：飞航导弹 PKU英文刊名：AERODYNAMIC MISSILE JOURNAL年，卷(期)：“”(1)分类号：V2关键词：等离子体 隐身技术 可行性分析

等离子体隐身技术 第2篇

对不均匀非磁化等离子体密度与目标隐身的`关系进行了研究.给出了等离子体电子密度线性分布和指数分布时,雷达电磁波的频率、电子碰撞频率、等离子体密度对电磁波衰减的影响.研究发现,等离子体的自由电子密度越高,电磁波的能量衰减越快.

作 者：刘少斌 莫锦军 袁乃昌 作者单位：刘少斌(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073;南昌大学基础部,江西,南昌,330029)

莫锦军,袁乃昌(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073)

等离子体隐身技术及其应用现状 第3篇

现代无线电技术和雷达探测系统的迅猛发展, 极大地推动了战争防御系统的搜索、跟踪目标的能力, 传统的作战武器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、电磁五位一体的立体化现代战争中最重最有效的突防战术技术手段, 并受到世界各军事大国的高度重视。1999年5月, 俄罗斯科学家称, 他们已将一种等离子体发生器安装在“米格”战斗机上, 向世人展示了一种不同于外形隐身和材料隐身的新概念隐身术——等离子体隐身技术, 此后, 等离子隐身技术在电子对抗领域发挥着越来越重要的作用, 并正在逐渐从实验室走向实用化。

2 等离子体隐身技术及其机理

众所周知, 等离子体是继固、液、气三态后的第四种物质存在形态, 是一种处于电离状态的物质高能聚集态。通常在这种凝聚态中电子所带负电荷与离子所带正电荷的总数相等, 宏观上呈现中性, 因此当电磁波与等离子体相互作用时, 体现出不同于一般导体或介质的特性。等离子体隐身技术是指产生并利用在飞机、舰船等武器装备表面形成的等离子云来实现规避电磁波探测的一种隐身技术。它可以在武器装备几乎不作任何结构和性能上改变的情况下, 通过控制武器装备表面的等离子云的特征参数, 如能量、电离度、振荡频率等, 来满足各种特定要求, 从而使敌方雷达难以探测, 甚至还能改变雷达反射信号的频率, 使敌方雷达探测到虚假信号, 以实现信息欺骗从而达到隐身目的。俄罗斯在报道隐身技术时, 指出其秘诀在于, 如果目标周围环绕着等离子体云, 那么在敌人搜索仪器 (雷达) 的电磁波同等离子体云共同作用下, 会发生几种现象。首先电磁波的能量被吸收, 因为电磁波在穿越等离子体时, 电磁波会与等离子体的电磁波相互作用, 把部分能量传递给带电粒子, 自身能量逐渐衰减。其次, 受一系列物理作用的影响, 电磁波急于绕过等离子体。这两种现象会使反射信号大大减弱。由此可知, 等离子体对电磁波的传播有很大影响。在一定条件下等离子体能够反射电磁波;在另一条件下, 又能够吸收电磁波。当存在磁场时, 等离子体中沿磁场方向传播的电磁波极化方向产生所谓法拉第旋转, 从而使雷达接收的回波极化方向与发射时不一致, 造成极化失真。即使对地磁场这样的弱磁场, 极化失真也不容忽视。等离子体的这三个性质, 都已经被用于对雷达进行无源干扰[1,2]。

3 等离子体隐身的优点和存在的问题

现行的隐身技术, 由于为了追求飞行器的隐身性能, 在成本、维修、综合作战效能等方面带来了不同程度的损失。而等离子体隐身技术与已经应用的外形、材料等隐身技术相比, 具有其独特的优点:

1) 试验表明, 等离子体不仅可吸收微波, 还能吸收红外辐射, 因此等离子体隐身具有吸波频带宽, 吸收率高, 隐身性能好等优点[3]。

2) 为了减少雷达散射截面, 主要采用外形技术和吸波材料, 这样在很大程度上以牺牲了飞行器本身气动特性为代价, 而等离子体隐身技术则无需改变飞行器的气动外形, 不影响飞行器的飞行性能, 既解决了隐身与气动性能的矛盾, 又可以大大降低飞行阻力。因此运用等离子体技术可以对飞行器的气动、隐身、低阻和外形设计进行综合优化, 极大地提高飞行器的突防和攻击能力。

3) 采用等离子体隐身技术只需在飞行器上安置一等离子体发生器或在其表面涂一层放射性同位素, 而对飞行器的外形没有特殊的要求[4]。

虽然等离子体隐身技术在理论和试验等方面取得了一定的成果, 但就目前来看, 等离子隐身技术还在不断的发展中, 仍然还不十分成熟, 利用等离子体隐身在技术和实用方面还存在一定的难度和问题:

1) 如何解决安装在飞行器上的等离子体发生器部位隐身和等离子体发光的问题;

2) 如何降低等离子体发生器的电源功率和减少设备体积;

3) 目前的等离子体隐身技术主要集中在减少飞行器的RCS上, 对于如何进行声隐身、视频隐身, 实现多种隐身相融合的研究的还比较少。

4) 如何设计一种能够适应各种武器系统平台、并且易于控制的等离子体发生器。

5) 难以在装备表面形成均匀持续的等离子层。

6) 等离子层在欺骗对方雷达的同时也会对自己屏蔽, 从而使己方不能及时获得信息, 做出判断。

上述问题的解决不仅依赖于等离子体隐身机理的研究, 而且与电磁理论、雷达理论、空气动力学、机械与电器工程等学科理论有着紧密的联系。

4 国内外等离子体隐身技术的现状

4.1 我国等离子体隐身技术的现状

利用等离子体实现隐身的技术是在前苏联解体以后, 从一些材料中透露出来的前苏联专家的一种设想, 这一领域随即成为军事、材料科学研究的热点。鉴于隐身技术在军事上的重要作用, 中国在等离子体隐身方面的研究也有了七八年。据报道:核工业西南物理研究院作为全国两家主要研究等离子的单位, 在对等离子雷达隐身方面已经取得了原理验证上的成功。但真正的实用还需要很长时间。大约10年后, 或者更长的时间, 飞行器有望实现等离子隐身。

4.2 国外等离子体隐身技术现状及应用

自上个世纪八十年代起, 美国、前苏联等军事强国投巨资, 对等离子体性能, 特别是隐身方面进行研究, 并于九十年代开始实用。近年来, 等离子体隐身技术在俄罗斯取得了突破性进展, 其研究领先于美国。在1999年早些时候, 俄罗斯克尔德什研究中心开发出第一代和第二代等离子体发生器, 并在飞机上进行了试验, 获得了成功, 这表明等离子体隐身技术正向着实用化方向发展。第一代产品是等离子体发生片, 将该发生片贴于飞行器的强散射部位, 电离空气便可在飞机周围形成人工生成等离子体云层以减弱反射信号。第二代产品是等离子体发生器, 在等离子体发生器中加入易电离的气体, 经过“脉冲电晕”, 气体由高温转为低温, 即可产生等离子体。采用这一新型隐身技术不仅能减弱反射信号, 改变信号的长度, 还可向敌方发出一些假信号对敌方雷达进行有效的干扰。第二代产品已经全面进行了地面和飞行试验。目前, 克尔德什研究中心正在应用新的物理理论研制更为有效的第三代隐身装置。据透露, 该装置可利用飞行器周围的静电能量来减少飞行器的雷达截面积。据称, 可与美国F——2 2战斗机相抗衡的俄制“米格1.44” (亦称MF——1) 战斗机采用了该新型隐身装置。

20世纪90年代初, 美国休斯实验室也进行了等离子体隐身技术的试验。试验表明, 应用等离子体技术可以使雷达获取回波的信号强度减小到原来的1%。1997年, 美国海军委托田纳西大学等单位研制等离子隐身天线。该天线是将等离子体放电管作为天线元件, 当放电管通电时就成为导体, 能发射和接收无线电信号;当断电时便成为绝缘体, 基本不反射敌探测信号。初步的演示已显示了这种天线的发射接收功能和隐身特性。1998年, 美国海军研制成一种采用U形放电管的等离子体天线, 最新实验结果表明, 该天线在100MHz一1GHz频率范围内, 与同一配置的金属天线效果大致相同, 两者发射和接收的噪声电平相当。美国海军最近还透露其正在研制一种可装在潜望镜上、并能快速装拆的小型等离子体天线, 可将其用于接收1—45GHz频率范围内的无线电信号。美国约翰逊航天中心正在研制先进的等离子体火箭技术, 利用该项技术将使飞抵火星的时间节省一大半, 使宇航员少受太空辐射, 减少骨骼和肌肉的损伤以及循环系统所受的影响。等离子体火箭技术的关键在于它能调节、控制并改变等离子体流, 以保持最佳的推进效率。在飞向火星的过程中, 火箭利用常规的化学燃料需飞行7—8个月, 而采用等离子体火箭技术则3个月便可飞抵火星。

除美、俄等军事强国外, 其它一些国家也投巨资加入了对等离子体隐身技术的研究。

澳大利亚国立大学最近研制成一种等离子体无线电隐身天线, 它在战场等特殊作战环境下具有不易被敌方雷达探测到的优点。该天线在外观上看有点像一个长形日光灯, 外壳用抗冲击的玻璃制造, 里面密封有惰性气体, 基部带有一个金属电极。该天线最大的特点是当不用或需要隐蔽时, 只要将天线基部的金属电极关闭, 被电离的惰性气体就会立刻恢复正常状态, 使敌方的雷达难以发现。

天线是雷达系统中必不可少的重要组成部分, 其隐身是一个长期困扰着工程技术人员的问题, 等离子体雷达天线的问世较好地解决了这一问题。法国航空航天研究院研制成全隐身的等离子体雷达天线, 它较常规雷达天线在性能及分辨率上有较大的提高。该雷达天线用等离子体平面天线替代传统的平板式和抛物线天线。此种等离子体平面天线率先应用于反导弹防御系统的警戒与跟踪雷达。法国海军则将其用于对远程超音速反舰导弹的防御。从目前展示的等离子体隐身天线来看, 其结构已相当紧凑, 下一步的工作将对等离子体平面发射器在方位角和俯仰角扫描上用电子装置替代现用的磁线圈, 届时天线的结构将更为紧凑, 不仅可将其用于远程探测及监视飞机上, 而且还可用于小型军用飞机上。

5 结束语

等离子体技术是随着等离子体物理学的发展而迅速发展起来的, 虽说只有短短几十年的历史, 却发挥着越来越广泛的作用。随着科学技术的飞速发展, 等离子体隐身技术的应用为武器装备的隐身带来了突破性的革命, 它不仅可以应用于各种武器平台的雷达隐身, 还可以应用于光电对抗等方面。当然等离子体隐身是一项十分复杂的系统工程, 在实用方面还存在一定的难度和问题。一旦关键技术被突破, 等离子体很有可能替代现有的靠外形和材料隐身的技术, 为隐身兵器开创一片新天地。

摘要：等离子体属于一种新颖隐身技术, 它是实现雷达隐身的一种新途径, 是雷达隐身技术的最新发展。该文介绍了等离子体的概念, 讨论了等离子体隐身的机理, 分析了等离子体隐身实现的技术可行性及其优、缺点;对国内外等离子体隐身技术现状作了分析, 并对其发展前景作了展望。

关键词：等离子体,隐身,现状

参考文献

[1]petrin A B.Transmission of microwaves throughm agnetoactivep lasma[J].IEEE Transactions on Plasma Science, 2001, 29 (6) :471-478

[2]Dang D l, Sun A P, Qiu S M, et al.interaction of electromagnetic-wave with a magnetized nonuniform plasmas slab[J].IEEE Transactions on Plasma Science, 2003, 31 (3) :405-410

[3]夏新仁, 邓发升.等离子体隐身技术的特点及应用.雷达与对抗.2002.117

[4]于仁光, 乔小晶, 张同来, 张建国.等离子体技术及其在隐身领域的应用.航天电子对抗.2004 (1) 55

等离子隐身技术 第4篇

Keldysh的等离子隐身系统

从粗浅定义上来说，等离子是指混有中性粒子与等量阴阳离子且成分间碰撞可忽略的混合物。等离子隐身简言之便是在机体周围包覆等离子，改变该处空气的电磁性质而影响电磁波。1999年俄通社一塔斯社（ITAR-TASS）首次报道了用于战机的等离子隐身系统的发展状况。此系统由俄罗斯科学院所属的Keldysh研制，系统负责人卡拉提叶夫（Koroteyev）院士表示：“其将飞机周围的空气电离成等离子，当雷达波照射过来时，部分能量被等离子吸收，而后在特殊的物理机制下雷达波会趋向于贴着机身表面行进，两种效应使得飞机的RCS约降至原来的1/100”。该系统重量仅100余千克，耗电5000～50000瓦。当时研制中的新一代等离子隐身系统（第二或第三代）除了保有上述隐身机制外，据称还进一步增加了主动干扰功能。2002年6月，简氏电子战期刊提到该系统所遭遇的问题，如耗电量大因此需要额外电源或只在发现被雷达照射时才开启，以及有可能屏蔽自身的雷达或无线电通信，因此必须设法安排“电磁窗口”排除此缺失等。

2005年10月19日，莫斯科新闻网引述等离子隐身系统负责人卡拉提叶夫院士的话，表示“俄罗斯航空工业界将即刻生产使用等离子隐形技术的隐身战机”。该访谈提供了更多明确的信息：

1）在隐身机制方面：与美国F-117、8-2等藉由反射雷达波达成隐身的方法不同，等离子隐身依靠“吸收”及“打散”雷达波来实现： 【注6】【注6】：似乎是用更文雅的语句重述1999年所言之“电磁波被部分吸收，然后在特殊物理机制下绕着等离子云行进”。

2）等离子隐身系统可用于空中及陆上系统，但以空中效果较佳，故特别适用于飞机：

3）在等离子产生机制上：等离子发生器系藉由打出高能电子束而将空气等离子化：

4）在等离子副作用的解决上：过去等离子系统妨害其他航电系统的运作以及屏蔽与地面站台之间无线通信的问题目前都已得到解决：

5）等离子隐身系统已通过国家级试验，并将即刻用于俄制战机。 【注7】【注7】：“通过国家级试验”的层级已在“定型”或“量产”之上。有的系统甚至是在量产服役后数个月甚至数年才通过国家级试验并正式得到成军命令，如苏-32战斗轰炸机在2006年交机时尚未通过国家级试验，而已经交付俄军的苏35S预计在今年内通过国家级试验。能通过国家级试验表示该系统已具有相当高的成熟度。

Keldysh的前身是NIl-l，主要研究方向为火箭发动机等，二次大战著名的“卡秋沙”火箭便是其产品。同时，其也进行等离子技术的研究，并已研制出多种等离子制造机，例如“Minor”用以制造能主动影响大气电离层性质的等离子，可见该研究院可能是基于火箭的通信问题而研究等离子，并因此而掌握了等离子隐身技术。等离子通信研究与等离子隐身可说是同一个领域，差别在于一个是要让信号通过，另一个则是要隔绝或吸收信号。由“Minor”这种可以改变电离层性质的等离子机可以推测，Keldysh可能已经掌握某些等离子与电磁波交互作用的机制或控制方法。此外，其还研制出数款可在大气压力下制造等离子的高能电子束发射器，如其中的M-13，可发射lOOKeV的电子束，功率4万瓦。用电子束制造等离子的优点之一是较不受外界压力影响，反之若以电极放电法制造等离子，则电极的间距还会与周遭压力有关。据说早期开发的等离子隐身系统仅能用于1万米以上的高空，因此开发了电子束等离子，使得即使在地面（1个大气压下）也能产生等离子【注8】。此外许多等离子气动力学研究也表明，以电子束制备等离子是能量效率最高的一种方法。【注8】：这是可以理解的，不论是用高能微波还是电极放电法制造等离子，在高压时已经游离的电子往往尚未得到足够的能量去解离其他中性分子便已与中性分子相撞而损失能量，这种情况下产生等离子会相当困难。就产生等离子而言，200～300托已算是高压，而1万米高空的压力约为100托。因此放电法在1万米以下会有运作困难是可以理解的。而采用电子束法，则由于电子束是在等离子机内先加速好再释出，且“电子束电子 束缚态电子”间能量交换效率很高（因为质量相同），因此即使在地面的大气压力下也可产生等离子。

2004年6月，俄罗斯官方的联邦科学与创新工作入口网公布了一种专用于飞行器隐身的等离子设备，名称是“BEGP”（机上电源即非平衡等离子制造机）。根据网页的简述，BEGP专门设计用于降低飞行器的RCS。其主体是一种小尺寸的电子加速器，能产生20～25万伏特的加速电场，并在0.15～20微秒期间释放1焦能量（换算相当于50千瓦—6兆瓦的峰值功率），总重不超过135千克。根据压力室的试验，该设备在0.02～0.03兆帕压力下（换算约150～230托，即约1万～1.3万米高度）对10厘米波长的吸收率约20dB。

等离子隐身技术的缘起与复杂性

等离子隐身的灵感起源于宇宙飞船重返大气层期间的无线电通信失联现象。经研究这是宇宙飞船周围气体在高速磨擦生热下形成的等离子所引起。在这之后许多科学家对此进行了大量的研究。当然这些研究一开始并不是为了隐身，而纯粹是为了解决太空载具重返大气层时的通信问题，毕竟这牵涉到太空飞行的安全。

科学家提出种种物理模型，例如最简单的模型是电磁波扰动了等离子内的带电粒子，这些带电粒子与中性粒子碰撞后损失能量而导致电磁波被消耗在等离子内，也有模型认为电磁波在等离子层表面部分反射部分透射，其中透射的部分最后又被宇宙飞船表面反射，只要等离子层厚度适当，则以上两道反射波便可能发生破坏性干涉而大幅减弱信号（此原理与部分吸波涂料类似）；有趣的是，各种模型往往都能合理地解释特定场合，但换了情况误差又大幅增加，例如前述第一种模型较适合解释正向入射（电磁波垂直于表面入射）的场合，而第二种模型适用于物体表面曲率半径远大于波长时的情况。后来发现，同时考虑每一种模型则能良好地解释电磁屏蔽现象，换言之，电磁屏蔽现象来自许多不同效应的共同结果，不同效应的贡献又依具体情况而有所不同。由此便可知等离子隐身原理的复杂性。

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本文并不试图找出等离子隐身的详细机制，但可通过等离子的几个基本原理掌握等离子隐身所可能具有的基本特性。

从等离子的特性看其达成隐身的可能性

选频

等离子依各种参数的不同而有自己特有的静电振荡频率，例如在无外加磁场的情况下，等离子具有的特征频率是由离子浓度所决定的“等离子频率”（Plasma Frequency，ωp），在有外加磁场的情况下还会出现由磁场决定的“回旋频率”（Cyclotron Frequency，ωc，又分电子回旋频率ωce与离子回旋频率ωCI），以及由“等离子频率”与“电子回旋频率”共同决定的“上混合频率”（Upper Hybrid Frequency）.“下混合频率”（Lower Hybrid Frequency）.“左截止频率”、“右截止频率”等。这些特征频率区分了等离子与电磁波的不同交互作用区间。当电磁波入射时，这些特征频率彷佛法官一般决定电磁波要被反射、允许穿透、还是共振吸收等。

例如，在不考虑外加磁场时，“等离子频率”便是唯一的特征频率，频率大于等离子频率的电磁波允许穿透，小于者则被隔绝。有外加磁场的情况复杂性瞬间飙升：除了允许穿透与隔绝的区间不只一个外，还有机会发生共振吸收等复杂效应，此外这时还要考虑磁场方向以及电磁波行进方向、极化方向等。在等离子隐身的场合，地磁便是外加磁场，会导致与等离子频率差距在至多数百KHz级的各种特征频率，几百KHz的频率相对于微波而言极小，因此这个“特征频率带”大致上就是在等离子频率附近。

通常频率远高于等离子频率的电磁波便可无视等离子的存在。例如毫米波、红外线便可自由进出刚好屏蔽X波段的等离子。X波段可以自由进出刚好可以屏蔽L波段的等离子等。正因为等离子具有选频特性，因此许多媒体所说的“等离子会屏蔽所有波段”是不正确的。宇宙飞船在返回阶段会屏蔽几乎所有频率的电磁波，其中一个原因是其磨擦高温使得空气电离度高到等离子频率超过所有通信波段之故，而不是说等离子一定会屏蔽所有波段，人为产生的等离子可以借由离子浓度等的控制来改变所要屏蔽的波段。

不等向性

等离子的另一个重要特性是“方向性”（或者说“不等向性”）。等离子的各种性质（波的传递、带电粒子扩散与漂移等）几乎都与种种特殊“方向”有关：外加磁场与其梯度方向、外加电场与其梯度方向、各成分（阴阳离子、中性粒子）的浓度梯度方向、粒子在各方向的动能（各方向的温度），甚至在某些情况下（低频运动时）还与重力方向有关。而对进入等离子的电磁波而言，其行进方向、极化方向（电磁波的电场振荡方向）等与上述各特殊方向的相对关系都与其接着会发生的效应有关。因此等离子的许多性质都具有方向性：从一个方向观察到的某个效应在另一个方向可能就不存在。因此等离子其实是个很挑剔的物质，它与电磁波的交互作用除了“选频”还要“选向”。

共振与非共振吸收

等离子吸收电磁波的机制可概分为“共振吸收”与“非共振吸收”。前者又分为“电磁振荡共振吸收”与“能阶吸收”。电磁振荡共振发生于电磁波频率与等离子的某些共振频率吻合时。例如有外加磁场时，当电磁波频率与“上混合共振频率”相同时，其垂直于外加磁场行进的分量的“无序波”分量会引发极大的电磁振荡而被吸收。

能阶吸收发生于等离子内电子的能量与气体原子或分子内的某些能阶差（如电子能阶、多原子分子的振荡能阶等）相当时。由于电子能阶至少在数个电子福特级，因此除非是电子平均动能很高的等离子（如电弧），否则多数电子其实无法引发能阶跃迁，倒是较容易引发分子振动。如空气中的主要成分——氮便是双原子分子，会吸收电子能量而振动。

非共振吸收发生在一些无可避免的碰撞情况下，特别是与中性分子的碰撞。当电子与等离子内的中性分子碰撞而未引发能阶共振吸收时，这种碰撞便是简单的弹性碰撞，此时电子会将自己动能的约1/2000传给中性粒子。这种吸收与共振吸收相比微不足道，但由于碰撞概率比后者高很多，所以也是很重要的吸收机制。在真实的低温等离子中，电子与分子的碰撞是非弹性碰撞，其吸收主要包括弹性碰撞吸收与分子振动能阶吸收。一般来说，除了每碰撞一次电子会将约1/2000能量传给分子外，每撞几次也会引发一次振荡能阶的跃迁。另外，其实在不考虑碰撞效应的情况下，有一种被称为“蓝道衰减”（Landau Damping）的机制，在没有碰撞的情况下也会吸收波的能量。

部分反射

事实上，即使等离子频率高到足以隔绝电磁波，也需要足够的厚度去执行这项隔绝任务，而且所需厚度通常随波长的增大而增加，换言之实际上仍有部分电磁波能穿透至一定的深度，倘若等离子厚度不足，便可能出现“一部分电磁波仍然可以抵达物体表面然后反射”的现象，这时甚至可能发生“在等离子表面反射的波与经由物体表面反射的波发生破坏性干涉而减弱回波信号”的现象。

另一方面，真实的探测雷达波不可能只有单一频率（并不是简单谐波），而是多个频率的混合，因此如果等离子的某些截止频率刚好穿插在雷达信号的频率范围内，便可能发生其中一部分可以穿透等离子而一部分被隔绝的现象。

等离子虽然是一种“介质”，但与一般介质有一个极大的差异就是电磁波在等离子内部的“相速度”会大于光速，因此等离子相对于空气属于“快介质”，使得电磁波从空气入射等离子时会类似从水中入射到空气中的情况，即使电磁波频率大于等离子频率，也可能在入射角超过临界值时发生全反射现象。换言之，倘若等离子的“外形”是不规则的（例如包覆物体表面的等离子），那么一道频率大于等离子频率的入射的平行波将被拆分成好几部分：有的在表面就被反射（入射角太大）：有的进入等离子后打到物体表面才被反射（入射角很小）：有的进入等离子但尚未碰到物体表面便被反射（穿透外层低电离密度部分，但被内部高密度部分反射）。与因为等离子厚度与电磁波波长关系而引起的部分透射以及因成分频率的差异而引起的部分透射不同，这里提到的部分透射性质是依位置而异的。

等离子体隐身技术 第5篇

应信息与通信学院、广西信息科学实验中心和认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室邀请，电子科技大学聂在平教授来我校进行学术报告，报告的内容为：基于目标特性的隐身与反隐身技术研究。聂在平教授个人简介：

聂在平，1946年10月生于西安市；原电子科技大学副校长；电子科技大学教授、博导；IEEE fellow；中国电子学会会士、常务理事、天线分会及电波分会副主任委员，电子学报、Chinese Journal of Electronics和电子信息学报编委、电波科学学报副主编，现兼任国家自然科学基金委员会杰出青年基金评委、咨询委员会委员，教育部电子信息工程专业指导委员会副主任委员，教育部电子信息与电气学科指导委员会委员，教育部学科发展与专业设置委员会委员等职。他长期从事电磁辐射、散射、计算电磁学、目标电磁特性、通信与雷达系统中天线新理论和新技术、复杂非均匀介质中的场与波等研究；先后承担包括国家重点科技攻关项目、国家863通信主题重大项目、国家自然科学基金重点项目和面上项目、国防973和军口863项目、军事电子预研项目、教育部科技重点项目等在内的多项科研课题；相继获国家科技进步二等奖一项（2002），省、部科技进步奖一、二、三等奖十项（其中一等奖两项，1998、2005；二等奖四项，1986、1994、2004、2009；三等奖四项，1993、1995，2007，2008）；国家发明专利10项；在国内外学术期刊发表论文300多篇，其中SCI和EI收录逾200篇；完成学术著作15万字，译著60余万字，其中与他人合著专著《复杂系统中的电磁波》获第三届国家图书奖和97年全国科技图书一等奖；作为副主编，他筹划、组织并参加编写了我国第一部“天线工程手册”（2002年电子工业出版社出版，260余万字）；作为主编，他参与规划、组织并参加编写了专著“目标与环境电磁散射建模——理论、方法与实现”（包括基础篇和应用篇两册，2009年3月国防工业出版社出版）。、本次讲座主要涉及了基于目标特征的隐身与反隐身技术。主要分析了雷达的隐身和反隐身技术。

隐身技术

实现雷达隐身的主要技术途径有: 1材料隐身，采用雷达吸波材料和透波材料达到隐身的效果； 雷达吸波材料按其用途可将其分为涂层和结构型吸波材料。其中雷达吸波涂层是涂敷在武器表面的一类吸波材料，它由胶粘剂中加入具有特定介质参数的吸收剂制成，吸收剂的特性决定吸波涂层的吸收雷达波的性能；结构型吸收雷达波材料是以非金属为基体(如环氧树脂、热塑料等)填充吸波材料(铁氧体、石墨等)、由低介电性能的特殊纤维(如石英纤维、玻璃纤维等)增强的复合材料，它既能减弱电磁波散射又能承受一定的载荷。

2电子措施隐身，利用各种电子手段达到隐身的效果； 这一方面的隐身措施主要有：电子干扰和欺骗，根据侦测的有威胁频段发射脉冲产生假象，或者不断发射干扰信号进行干扰；有源对消，采用相干手段使目标散射场和人为引入的辐射场在敌方雷达探测方向相干对消，从而减弱雷达接收到的目标真实回波；采用无源探测，无源设备本身不发射射频能量，所以不能被截获，从而可以避免反辐射导弹的攻击；采用低截获率雷达或者连续波雷达。

3等离子隐身技术，利用等离子体对电磁波传播的影响达到隐身的效果。

据报道，俄罗斯最新的T-50战机将采用等离子隐身技术。该技术是利用等离子体发生器、发生片，或者放射性同位素在武器表面形成一层等离子云，通过设计等离子体的特征参数，使照射到等离子云上的一部分雷达波被吸收，一部分改变传播方向，从而返回到雷达接收机的能量很少，达到隐身的目的。

反隐身技术

这方面目前采取的主要措施为： 1提高雷达的探测距离。

采用大时宽脉冲压缩技术、频率合成技术、增大雷达发射功率等措施，可以提高雷达的作用距离，使之具有一定的反隐身能力。采用传统技术改进常规雷达可以取得明显的反隐身效果，例如:美国研制的FPS-108高功率大型相控阵雷达，其峰值功率达15.4 MW，平均功率1MW，探测半径3600 km可探测到1500 km范围内的雷达RCS只有0.1平方米的隐身目标，可有效地对付B-2隐身轰炸机。扩展雷达的工作波段范围。

目前的隐身目标一般是针对厘米波雷达设计的，若将雷达的工作波段向米波段和毫米波段甚至红外波段、激光波段扩展，都将具有一定的反隐身能力。

3扩展雷达的探测视角。

预警机是扩展雷达探测视角的一个重要手段。一架预警机相当于30多部地面雷达的探测能力，可以使机上的雷达随飞机同步运动，大大减少了地面雷达可能出现的盲区和死角。还玩战争期间，美国的E-3A预警机就多次发现本国的F-117A隐形战斗机。而且，预警机一旦发现目标，就可以通过高效的内部数据链，将信息第一时间与各个攻击与指挥单元共享，做到最快的处理速度。随着现代技术的发展，高空长航时无人机将在很大程度上为指挥中心提供全天候的预警，且本身就据有一定的隐身性，将会给未来战争提供一个更为可靠的探测手段。

4新体制的雷达

目前国际上比较先进的新体制雷达主要有： 相控阵雷达。利用电磁波相干原理，通过计算机控制输往天线面上许多个阵元电流相位的变化来改变波束的方向，从而完成天线在天空的扫描。相控阵雷达将多个发射单元的功率在空间合成，形成高能脉冲，提高了本身的发射功率，因而具有探测隐身目标的能力。一般相控阵雷达部署在路基或者海基，可以为区域防空提供较好的保障，比如美国海军的“宙斯盾”系统，部署于“阿利伯克”级驱逐舰和“提康德罗加”级巡洋舰，现已经成为美国导弹防御系统中的重要一环。

合成孔径雷达。利用雷达与目标间的相对运动将雷达在每个不同位置上接收到的目标回波信号进行相干处理，这样小孔径天线就能获得大孔径天线的探测效果，具有很高的目标方位分辨率，再加上应用脉冲压缩技术又能获得很高的距离分辨率使得雷达的分辨率大大提高，因而能探测到隐身目标。该雷达由于尺寸和原理上的优势，目前多配备先进空优战斗机，安置在机头部，可以大幅度提高战斗机的探测能力，为制空权的争夺提供先机。

飞机隐身技术及其雷达对抗措施 第6篇

现代战争表明,隐身飞机已成为雷达防空系统的.主要威胁之一,给雷达的生存和探测能力提出了巨大挑战.文章通过分析隐身飞机的发展情况、雷达隐身机理和作战特点,阐述了它对作战样式和防御系统产生的重大影响.分析讨论对隐身飞机进行雷达对抗存在的困难和可能性,并从研发新式反隐身雷达、利用新技术改进现有雷达和运用战略战术三个方面对如何提高雷达反隐身能力进行重点论述.

作 者：马井军 赵明波 张开锋 穆仕博 作者单位：马井军(93251部队,161001)

赵明波,张开锋(国防科技大学电子科学与工程学院,410073)

穆仕博(中国空空导弹研究院军事代表室,471009)

等离子体表面处理技术 第7篇

前言：随着高科技产业的讯速发展，各种工艺对使用产品的技术要求越来越高。等离子表面处理技术的出现，不仅改进了产品性能、提高了生产效率，更随着高科技产业的迅猛发展，各种工艺对使用产品的技术要求也越来越高。这种材料表面处理技术是目前材料科学的前沿领域，利用它在一些表面性能差和价格便宜的基材表面形成合金层，取代昂贵的整体合金，节约贵金属和战略材料，从而大幅度降低成本。正是这种广泛的应用领域和巨大的发展空间使等离子表面处理技术迅速在国外发达国家发展起来。

一、等离子体表面改性的原理

等离子，即物质的第四态，是由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气状物质。它的能量范围比气态、液态、固态物质都高，存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子，在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子，产生一系列物理和化学过程。其作用在物体表面可以实现物体的超洁净清洗、物体表面活化、蚀刻、精整以及等离子表面涂覆。

二、等离子体表面处理技术的应用

1、在工艺产业方面的应用 1）、在测量被处理材料的表面张力

表面张力测定是用来评估材料表面是否能够获得良好的油墨附着力或者粘接附着品质的重要手段。为了能够评估等离子处理是否有效的改善了表面状态，或者为了寻求最佳的等离子表面处理工艺参数，通常通过测量表面能的方式来测定表面，比如使用Plasmatreat 测试墨水。最主要的表面测定方式包括测试墨水，接触角测量以及动态测量 评价表面状态

低表面能, 低于 28 mN/m

良好的表面附着能力，高表面能

2）预处理 – Openair® 等离子技术，对表面进行清洗、活化和涂层处理的高技术表面处理工艺

常压等离子处理是最有效的对表面进行清洗、活化和涂层的处理工艺之一，可以用于处理各种材料，包括塑料、金属或者玻璃等等。

使用Openair® 等离子技术进行表面清洗，可以清除表面上的脱模剂和添加剂等，而其活化过程，则可以确保后续的粘接工艺和涂装工艺等的品质，对于涂层处理而言，则可以进一步改善复合物的表面特性。使用这种等离子技术，可以根据特定的工艺需求，高效地对材料进行表面预处理。

使用等离子技术 清洗玻璃

在后续加工过程前 活化聚丙烯材料

使用等离子聚合工艺 进行表面涂层处理

2、等离子表面改性技术在工业上的应用

1）等离子渗碳

该工艺是目前渗碳领域中较先进的工艺技术,是快速、优质、低能耗及无污染的新工艺。等离子渗碳具有高浓度渗碳、高渗层渗碳以及对于烧结件和不锈件钢等进行渗碳的能力。渗碳速度快,渗层碳浓度和深度容易控制,渗层致密性好。渗剂的渗碳效率高,渗碳件表面不产生脱碳层,无晶界氧化,表面清洁光亮,畸变小。处理后的工件耐磨性和疲劳强度均比常规渗碳高。2）等离子束气缸内壁硬化处理

利用高能量密度的等离子束对原来无法进行常规处理的内燃机气缸内壁进行超快速加热熔凝淬火,形成细密的白口及马氏体高硬度组织,大幅度提高气缸内壁的耐磨性。原机械部规定,未经处理的成品,优等品缸套台架试验寿命为5kh,而经过等离子内表面硬化的缸套寿命高达9kh。3）等离子渗金属

在低真空下,利用辉光放电即低温等离子轰击的方法,可使工件表面渗人金属元素。如渗 AI、Mo、W、Ti等,还可以进行多种元素的复合渗和表面合金化处理,可获得更好的表面性能。如10钢等离子渗后再渗W的3~4倍,耐蚀性是只渗的一倍碳素钢经等离子渗后再,表面硬度达1600HV左右。4）等离子多元渗硼

用高能等离子束在常压下快扫描涂敷多元渗硼膏剂的钢管内表面,可实现多元渗硼及自激冷淬火,获得多元渗硼 淬火复合硬化层。检测结果表明,硬化层具有较高的硬度及合理 的硬度梯度,耐磨性及 耐蚀性有显著提高。5）等离子渗氮

该工艺在模具上的应用已很普遍,如钢压铸模、钢压延模、钢冷挤压模、钢热锻模经离子渗氮处理后的寿命一般可提高2~4倍

3、在医用高分子领域的作用 1)增强抗菌性

随着生物医学的飞速发展，每年都有大量的人工器官或部件植入人体,但半数以上的植入物有感染,死亡率在50%～60%。特别是人工瓣膜心内膜炎，对于瓣膜置换的病人往往是一个灾难性的后果。以往预防生物材料感染为中心的研究集中于细菌污染、细菌的毒力、侵入途径、病人的抵抗力等方面。近来一些研究表明，引起这种感染的初始动因就是细菌粘附在材料表面。表皮葡萄球菌是最常见和最严重的人工心脏瓣膜感染致病菌。研究人员发现以氩等离子体对医用硅橡胶反复进行处理，可明显降低细菌的粘附和生长。西南交通大学黄楠等人在不同工作条件下，使用乙炔对人工心瓣膜用聚对苯二甲酸乙二醇酯进行等离子体浸没离子束沉积，提高材料表面的亲水性,对改性后的材料，做细菌的动态粘附实验,结果表明其抗细菌粘附能力有显著的提高。2)改善细胞亲和性

随着高分子科学的迅速发展，人们逐渐将高分子材料用来修复人体的器官或组织。三维可降解组织工程支架的研究是目前生物材料研究的热点之一,但是目前所使用的大多数组织工程医用高分子材料属于生物“惰性”材料，不能为种子细胞的附着和生长提供良好的生物界面。为了使材料具有良好的细胞亲和性, 需对材料进行表面改性。与其它表面改性方法相比，等离子体法既能较容易地在材料表面引入特定的官能团或其它高分子链,还可避免因加工而使支架材料表面改性效果降低或丧失的优点。国内外曾有多个课题组研究了不同气体等离子体对医用高分子材料表面细胞亲和性的影响。实验表明，各种含氮等离子体（气态酰胺,胺基化合物及氨气）处理后，能在材料表面引入氨基，促进了细胞的粘附和生长，同时材料表面氨基的数量和密度对于细胞的粘附有重要影响。但是简单的等离子体表面处理只能在短时间内赋予材料一定的细胞相容性，由于等离子体处理效果的时效性，在材料表面引入的功能基团会逐渐向表面内运动和翻转。为了获得持久的表面改性效果，大多采用等离子体聚合和等离子体接枝对医用高分子材料进行表面修饰。此外近来也有课题组采用等离子体化学气相沉积对医用高分子材料进行表面修饰以提高材料的细胞亲和性。3)提高抗凝血性能

对于应用于临床的生物医用材料来说，材料的抗凝血性能十分重要，而对于植入体内与血液相接触的医用材料来说，其抗凝血性能更是至关重要，很多医用材料就是因为抗凝血性的不足，而限制了其在临床及生物医学领域的应用。从第一代血液相容性生物医用材料问世，至今已逾40年，但目前仍没有能完全符合临床要求的抗凝血医用材料。近些年来国内外的一些研究小组开始尝试利用等离子体技术对医用高分子材料表面进行改性，期望在保持材料原有的优异的力学机械性能的基础上，赋予材料良好的抗凝血性能。如采用等离子体表面磺酸化技术在高分子材料表面引入了磺酸基，从而提高了材料的抗凝血性能；利用等离子体技术实现肝素在医用高分子材料表面高活性的固定；将等离子体技术与紫外接枝联用，在医用高分子材料表面固定具有抗凝血性能的生物大分子。4)等离子体灭菌

现代医疗卫生在为人类健康做出贡献的同时,也因致病微生物在公众场所的集中性、易传播性为人类带来了一定的隐患。在对抗病菌的战斗中,杀菌消毒方法始终是一个重要研究内容。低温等离子体杀菌消毒技术有一定的特点: 与高压蒸汽灭菌、干热灭菌相比,灭菌时间短；与化学灭菌相比, 操作温度低；能够广泛应用于多种材料和物品的灭菌；产生的各种活性粒子能够在数毫秒内消失,所以无需通风,不会对操作人员构成伤害,安全可靠。当然，等离子体方法所导致的材料表面化学性质的变化也使得该方法具有一定的复杂性。通过等离子体照射医用高分子材料, 往往可以将材料的前期处理和杀菌消毒一步实现, 为人工脏器移植、组织材料培养提供了新的方案。5)形成阻隔膜

大量实验表明聚合物中的增塑剂、填充剂、抗氧化剂、引发剂和残余单体会对人体造成危害。采用等离子体聚合或等离子体接枝可在医用高分子表面形成一层阻隔膜，从而降低有害物质的渗透性，阻止聚合物中低分子量添加剂的泄漏。国外一些研究者以此制备出抗渗漏型生物材料，通过等离子体聚合膜成功地降低了二辛酞酸酯(增塑剂)从聚氯乙烯中渗到血液中的量，采用四甲基二硅氧烷等离子体聚合物镀膜也可阻止聚氯乙烯管的浸出物。通过等离子体聚合在高分子微胶囊表面形成阻隔膜，以形成的聚合膜作为一道限速屏障，可以控制药物释放速度。相当于在微胶囊表面加上一件外衣，但不会影响材料本身的性能。

舰艇雷达波等离子体隐身 第8篇

关键词：舰艇,雷达波,等离子体,隐身

现代海战中, 雷达以其探测距离远, 受气候影响小, 对水面舰艇的威慑也最大。而成为远程探测和制导反舰武器最常用的手段, 现有雷达天线大都为金属结构, 由于雷达的散射面积 (RCS) 很大, 已成为整个作战系统隐身的瓶颈。因此, 雷达波隐身技术是水面舰艇隐身技术的重点。

1舰艇雷达波隐身技术的发展现状

目前的隐身技术主要包括雷达隐身、红外隐身、可见光隐身以及声音隐身。由于雷达是舰艇防空系统中最主要的探测装置和防空武器的制导设备, 所以舰艇的雷达隐身就显得尤为重要[1,2]。

早在20世纪80年代, 美国海军就开始了隐身舰的研究, 并于1993年公开了全新的概念隐身舰——“海影” (Sea Shadow) 号。“海影”号主要从舰的外形入手, 减小了舰艇表面对雷达波的垂直反射。比如, 舰首、尾部做成2个“V”字型的平面。为了追求雷达隐身的效果, 美军现役的“阿利·伯克”级驱逐舰明显降低了上层建筑的高度, 且舰体的舷侧及上层建筑的侧壁都倾斜一定的角度, 并对外露设施涂上吸波材料。美国正在着手研制的DD (X) 驱逐舰将多功能雷达隐藏在舰体本身内部, 以减小雷达的探测面积, 并使用有利于隐身的基本复合材料、雷达吸波材料, 以及无论是露在水面上, 还是在水面下舰体的优化设计。另外, 德国的“勃兰登堡”级护卫舰、俄罗斯的“基洛夫”级核动力巡洋舰、“无畏”级驱逐舰、以色列的“爱拉特”级舰、日本的“阿武隈”和“金刚”型军舰、英国的23型护卫舰都借助特殊的、能强烈吸收雷达波的材料来达到部分隐身的目的。

从以上的分析可以看出, 传统的舰艇隐身手段主要是通过改变舰艇自身的外形以及舰艇表面的材料属性来减小舰艇的雷达散射面积, 从而达到或者接近隐身的目的。外形技术是通过修整目标的表面和边缘, 使目标折射或反射的能量方向偏离雷达, 从而减小目标的雷达散射界面, 但这种途径不可能面面俱到, 往往顾此失彼。雷达吸波材料是通过采用吸收电磁波能量来减小反射能量的方法减小舰艇RCS值的。但是, 由于吸收材料受频带宽度、重量的限制, 以及对舰艇性能的影响, 能否适应战斗平台等, 使吸收材料的应用受到限制。这些手段往往代价很大, 甚至会降低舰艇的某些性能。因此, 世界各国都在积极探索新的舰艇隐身机理。

2等离子体隐身机理

等离子体是继固、液、汽三态后的第4种物质存在形态, 是一种处于电离状态的物质高能聚集态。通常在这种凝聚态中电子所带的负电荷与离子所带的正电荷总数相等, 宏观上呈电中性, 因而称为等离子体。但电磁波与等离子体相互作用时, 会体现出不同于一般导体或介质的特性。在雷达发出的电磁波与等离子体共同作用下, 会发生几种现象。首先, 电磁波的能量被吸收, 因为电磁波在穿越等离子体时, 电磁波会与等离子体的带电粒子相互作用, 把部分能量传给带电粒子, 电磁波的能量转化为热能, 电磁波的能量逐渐衰减;其次, 通过非均匀等离子体对入射电磁波的折射, 使电磁波传播轨迹发生弯曲, 雷达回波偏离敌方雷达的接收方向, 从而使目标雷达回波信号减小。等离子体的这两种作用将使反射信号大大减弱。当存在磁场时, 等离子体中沿磁场方向传播的电磁波极化方向将产生法拉第旋转, 从而使探测雷达接收到的电磁波极化方向与发射时不一致, 造成极化失真, 即使对地磁场这样的弱磁场, 极化失真也不容忽视。等离子体的这3个性质都已经被用于对雷达进行无源干扰。图1所示的是等离子体隐身的简明示意图[3,4]。

等离子体频率ωp (又称朗缪尔频率) 是等离子体的重要参数之一, 表征了等离子体的一种电子集体振荡频率, 即等离子体的截止频率, 它的大小取决于等离子体内的自由电子数密度ne。

式中:e为电子的电荷量;ε0为真空介电常数;me为电子质量。作为一种色散介质, 等离子体对电磁波的折射率np为:

式中:ω0为入射电磁波的角频率。考察目标被非均匀等离子体球覆盖的情况, 当等离子体为球面分层不均匀时, np=np (r) 。可得广义菲涅尔定律[5]:

式中:φ为波轨迹上任意点切线与失径r的夹角;K为常数。取等离子体密度沿径向线性变化, 即分布函数为:

式中:ne0为r=0处电子密度;r0为等离子体球半径;ωmax为入射电磁波的最大角频率。则可得等离子体的折射率为:

把式 (6) 代入式 (3) , 并假设电磁波的初始入射角为φ0, 得:

设目标是半径为rt的圆球, 则电磁波到达目标的最短距离为:

这表示存在等离子体包围层时, 打到目标上的电磁波能量与无等离子体时打到目标上的电磁波能量之比为 (rt/r0) 3/2。也就是说等离子体折射所造成的能量衰减为:

电磁波在等离子体中传播时除了被等离子体折射而改变方向外, 同时要被等离子体吸收而逐渐衰减。等离子体对电磁波的吸收分为正常吸收和反常吸收。正常吸收指碰撞吸收, 即电磁波的电场对电子做功, 电子获得动能, 再通过碰撞将所吸收的能量传给离子或中性分子。反常吸收指电磁波与等离子体集体相互作用, 在等离子体中形成等离子体波动, 从而导致电磁波的能量减少。理论分析证明, 碰撞吸收是主要的, 是等离子体隐身研究的主要方面。

对通常研究的弱电离等离子体而言, 碰撞主要发生在电子与中性分子之间[6], 运用统计理论可以推算电子与中性分子的碰撞频率ve。一般来说, ve是电子密度和温度的函数, 实际应用时可取经验值。碰撞吸收的大小与碰撞频率的关系通过等离子体的复介电常数体现, 当存在碰撞时, 可推导非磁化等离子体的介电常数如下:

电磁波在有碰撞等离子体中的波数为一个复数值, 表示为:

式中:k0=ω0/c是自由空间的波数;kr, ki分别表示等离子体中波数的实部和虚部。带入式 (11) 得:

由电磁插值理论可知, 类似波在一般有损耗媒质中传播的情况, 即波数k的实部kr体现波在等离子体中的空间相位延迟, 虚部ki体现随着波在等离子体中的传输其幅度不断衰减。根据式 (12) 可知, 只要存在碰撞 (ve≠0) , kr和ki都不可能等于零, 因此电磁波必然要被等离子体吸收而衰减。

3模拟分析

由式 (2) 可知, 当ω0<ωp时, 折射率n为虚数, 这意味着角频率低于等离子体频率的电磁波不可能在等离子体中传播, 或者所在分界面处电磁波被全反射。这种情况是等离子体隐身应该避免的。当ω0>ωp时, n为实数, 在一般情况下, 等离子体不具有锐边界, 它的自由电子密度在边界处较小, 越深入等离子体, 电子密度越大。在这种情况下, 电磁波可在等离子体中无衰减地传播。但由于等离子体内电子密度不均匀造成折射率不连续, 电磁波要产生折射, 从而改变电磁波的传播方向。其结果是:因等离子体包围层的折射作用, 电磁波传播路径发生改变, 根本打不到目标上, 即使打到目标上并产生反射, 但经过两次折射, 回波方向已经偏离入射方向, 达到隐身的目的。等离子体对电磁波的折射是等离子体隐身机理的重要组成部分。

由图2可以看出, 由折射引起的衰减是可观的。等离子体对电磁波的吸收衰减极为明显, 显然, 即使目标上只有十多厘米厚的等离子体包层, 只要正确控制入射波频率与等离子体频率的比值, 其双程衰减也可达20 dB以上, 可达到隐身目的。由图3可以看出, 在现有雷达的主要频率范围内, 当等离子体的碰撞频率接近入射电磁波的频率时, 等离子体对电磁波的吸收达到最大值。另外, 磁场对电磁波衰减率的影响主要表现在衰减率峰值的移动上。磁场变大, 衰减率的峰值向高的碰撞频率方向移动, 因而可以通过改变磁场的大小来控制吸收峰值, 使磁等离子体对电磁波的吸收最有效[7,8]。

随着武器装备的迅速发展, 旧的战争形式正在被新的战争形式逐渐代替。有权威人士称, 军事领域的下一个高技术制高点是等离子体技术。目前, 世界各国海军对浩瀚海洋的争夺与控制正愈演愈烈, 舰艇的发展与舰艇隐身正是各国海军研究的热点。与已取得广泛应用的外形隐身技术和材料隐身技术相比, 等离子体隐身技术有很多优点[9,10,11]:

(1) 吸收雷达波频带宽和吸收率高, 使用简便, 使用时间长, 性价比高;

(2) 使用过程中特征参数可变;

(3) 无需改变舰艇的外形设计, 不影响舰艇的性能, 减低了舰艇的维护费用。

4结语

等离子体隐身技术的发展, 将对将来高技术战争、舰艇隐身、等离子体隐身天线、导弹突防技术和导弹、飞机等武器系统的发展和作战模式产生巨大而深远的影响。通过以上的分析可以看出, 等离子体对电磁波的折射和衰减, 在舰艇表面或主要部位产生一层等离子体层可以达到或相当于传统隐身技术中外形隐身和吸波材料隐身的效果。

参考文献

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