1  绪论

1。1  研究背景

雷达散射截面(RCS)作为电磁波中包含的一项关键的特性指标，被用来表示发射天线发射的电磁波照射到物体后，物体往空间中各个方向散射的电磁波到达接收天线的比例。接收天线接收到散射回来的特征指标如雷达截面后，首先会进行信号放大，然后进行分析，以此来探测和识别物体。计算电磁学相关的学者一直将雷达截面的预估作为一项关键技术来攻坚，但是计算电大尺寸以及涂覆吸波材料目标的雷达散射一直是个复杂的课题。随着现在各个国家对隐身技术重视程度的不断提升，精确解决涂覆物体的雷达截面已经成为当务之急。最早可以追溯到二战的时候，学者已经开始寻找能够降低军事目标RCS的途径。论文网

隐身技术是一种通过降低军事目标的一些特性参数，让军事目标不容易被探测、辨认、追踪及打击的方式与途径。特性参数包括但不仅限于雷达信息、红外信息、声频信息、光信息、电磁信息等等。隐身技术可以大幅度提升军事目标在战场的存活性能及防御攻击性能，所以很多国家都很看重这种技术。有两种方法可以实现武器装备的隐身。第一是通过外型隐身技术。经常使用的外形隐身设计方法有将机翼和中间的机体结合、将客舱和中间的机体结合、将机翼进行大幅度后掠、将弹仓等强反射体放置在机身内部等。调整军事目标的外形、外貌、边缘、乃至只是飞机上面的一个铆钉等方法，都能减小军事目标在雷达的主瓣方向上的RCS。第二是涂覆雷达吸波材料。雷达吸波材料通过大量吸收照射到目标表面的电磁波，从而减少目标反射的电磁波，实现方法很简单，因此比第一种方法先应用在实际工程中。吸波材料主要包含涂层材料和结构型复合材料两种，现在获得广泛应用的是表面涂覆型铁氧体吸波材料，最大能够将反射波衰减三十分贝。但是这种材料的吸收频带较窄，因此现在多利用分层式或渐进式等改进的结构来对它的吸收频带进行扩展。

提到军事大国，美国是当之无愧的绝对第一，它不仅在隐身飞行器的设计部分位居顶尖行列，而且在目标电磁特性的分析部分也位居前列。美国不仅已经完美攻克了对于强散射源的控制难题，而且具备了减小RCS的大体技术。简单来说，美国的隐身技术大概已经发展了四代：第一代，首次将隐身性能作为设计时的一个技术指标，为后来几代技术的发展奠定了基础，SR71是其中的典型；第二代，利用棱角散射这种机制，同时在表面涂覆吸波材料，并开始将弹仓放置在机身内部， F117 是其中的典型；第三代，将机身设计成光滑的流线型，同时在表面加上涂层，弹仓继续放置在机身内部， B-52是其中的典型；第四代，结合了飞机的气动需求和隐身需求，同时在表面加上涂层，弹仓依然放置在机身内部， F-22是其中的典型。获取物体的电磁散射特性，总体来讲有两种方法。一是实地测量：虽然实测结果具有更高的准确度，但是其容易受到的影响同样也更多。比如各种气象条件的影响：雨雪天气下探测结果有很大的偏差，因此只能在晴朗的天气下进行探测；比如飞机高昂的保养费用；在我们对飞机进行实地测量的时候，敌方也可以对其进行测量，这就暴露了我们的技术；而且实测只能得到目标的部分特性，无法像仿真那样得到全面的数据。二是计算机仿真。计算机仿真先将待测目标在计算机上进行几何建模，并最大程度地还原飞机上的各种参数，然后在仿真软件中进行条件设置后仿真。但是因为仿真软件中仿真方法所需的内存及仿真时间普遍较长，同时计算机本身的资源有限，因此仿真电大尺寸复杂涂覆目标时存在许多困难，仿真时间少则几个小时，多则几天，效率并不高。近年来学者们一直在努力提高分析复杂目标电磁特性时的效率，即在尽量短的时间内，使用尽量少的计算机资源，得到与实测结果尽量吻合的仿真结果。文献综述