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雷达技术相关知识汇总贴--欢迎补充,奖励由版主给加

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发表于 2009-2-19 19:39:53  | 显示全部楼层
雷达,将电磁能量以定向方式发设至空间之中,藉由接收空间内存在物体所反射之电波,可以计算出该物体之方向,高度及速度.并且可以探测物体的形状,以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。

雷达是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。雷达是英文radar的音译,意为无线电检测和测距。雷达概念形成于20世纪初。雷达的工作原理,是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。雷达分为连续波雷达和脉冲雷达两大类。脉冲雷达因容易实现精确测距,且接收回波是在发射脉冲休止期内,所以接收天线和发射天线可用同一副天线,因而在雷达发展中居主要地位。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。当雷达和目标之间有相对运动时,雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。其空间分辨力可达几米到几十米,且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。


1922年美国泰勒和杨建议在两艘军舰上装备高频发射机和接收机以搜索敌舰。1924年英国阿普利顿和巴尼特通过电离层反射无线电波测量赛层的高度。美国布莱尔和杜夫用脉冲波来测量亥维塞层。1931年美国海军研究实验室利用拍频原理研制雷达,开始让发射机发射连续波,三年后改用脉冲波1935年法国古顿研制出用磁控管产生16厘米波长的撜习窖捌鲾,可以在雾天或黑夜发现其他船只。这是雷达和平利用的开始。1936年1月英国W.瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站。英国空军又增设了五个,它们在第二次世界大战中发挥了重要作用。1937年美国第一个军舰雷达XAF试验成功。 1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。1943年美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器,可将运动中的飞机柏摄下来,他胶发明了可同时分辨几十个目标的微波预警雷达。1947年美国贝尔电话实验室研制出线性调频脉冲雷达。50年代中期美国装备了超距预警雷达系统,可以探寻超音速飞机。不久又研制出脉冲多普勒雷达。 1959年美国通用电器公司研制出弹道导弹预警雷达系统,可发跟踪3000英里外,600英里高的导弹,预警时间为20分钟。 1964年美国装置了第一个空间轨道监视雷达,用于监视人造地球卫星或空间飞行器。1971年加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。与此同时,数字雷达技术在美国出现。

雷达按照用途可以分为军用雷达和民用雷达,军用雷达包括警戒雷达,制导雷达,敌我识别等;而民用雷达包括导航雷达,气象雷达,测速雷达等。
天气雷达是探测大气中气象变化的千里眼、顺风耳。天气雷达通过间歇性地向空中发射电磁波(脉冲),然后接收被气象目标散射回来的电磁波(回波),探测400多千米半径范围内气象目标的空间位置和特性,在灾害性天气,尤其是突发性的中小尺度灾害性天气的监测预警中发挥着重要的作用。
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发表于 2009-2-19 19:40:45  | 显示全部楼层
雷达定位技术的概念:雷达的发明
在本世纪30年代,无线电技术出现了重大的突破,那就是雷达的发明。雷达又称作无线电测位。是利用无线电波的反射,来测量远处静止或移动目标的距离和方位,并辨认出被测目标的性质和形状。
早在1887年,赫兹进行验证电磁波存在的实验时就曾发现:发射的电磁波会被一大块金属片反射回来,正如光会被镜面反射一样。
1897年夏天,在波罗的海的海面上,俄国科学家波波夫在“非洲号”巡洋舰和“欧洲号”练习船上直接进行5千米的通信试验时,发现每当联络舰“伊林中尉号”在两舰之间通过时,通信就中断,波波夫在工作日记上记载了障碍物对电磁波传播的影响,并在试验记录中提出了利用电磁波进行导航的可能性。这可以说是雷达思想的萌芽。
1921年业余无线电爱好者发现了短波可以进行洲际通信后,科学家们发现了电离层。短波通信风行全球。
1934年,一批英国科学家在R.W.瓦特领导下对地球大气层进行研究。有一天,瓦特被一个偶然观察到的现象吸引住了。它发现荧光屏上出现了一连串明亮的光点,但从亮度和距离分析,这些光点完全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。经过反复实验,他终于弄清,这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射的无线电回波信号。瓦特马上想到,在荧光屏上既然可以清楚地显示出被建筑物反射的无线电信号,那么活动的目标例如空中的飞机,不是也可以在荧光屏上得到反映吗?
根据上述的设想,瓦特和一批英国电机工程师终于在1935年研制成功第一部能用来探测飞机的雷达。后来,探测的目标又迅速扩展到船舶、海岸、岛屿、山峰、礁石、冰山,以及一切能够反射电磁波的物体。
当时研制雷达纯粹是为了军事需要,因此是在保密状态下进行的。实际上,几乎在同一时期,各国的科学家们都在保密的条件下独立地开展这方面的工作,都有杰出的代表人物。R.W瓦特只能说是在这方面已为大家知晓的代表人物而已。
到1939年为止,一些国家秘密发展起来的雷达技术已达到了完全实用的地步。就在这一年,爆发了第二次世界大战,这项新发明在二战中显示出了它的巨大威力。 雷达概念形成于20世纪初。雷达是英文radar的音译,意为无线电检测和测距,是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。
组成
各种雷达的具体用途和结构不尽相同,但基本形式是一致的,包括五个基本组成部分:发射机、发射天线、接收机、接收天线以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。
工作原理
雷达所起的作用和眼睛相似,当然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。 事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,传播的速度都是光速C,差别在于它们各自占据的波段不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。
测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。
测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。
测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。
应用
雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。其空间分辨力可达几米到几十米,且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。
种类
雷达种类很多,可按多种方法分类:
(1)按定位方法可分为:有源雷达、半有源雷达和无源雷达。
(2)按装设地点可分为;地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。
(3)按辐射种类可分为:脉冲雷达和连续波雷达。
(4)按工作被长波段可分:米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。
(5)按用途可分为:目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。它不但具有传统雷达的功能,而且具有其它射频功能。有源电扫阵列的最重要的特点是能直接向空中辐射和接收射频能量。它与机械扫描天线系统相比,有许多显著的优点。
雷达的历史
1842年多普勒(Christian Andreas Doppler)率先提出利用多普勒效应的多普勒式雷达。
1864年马克斯威尔(James Clerk Maxwell)推导出可计算电磁波特性的公式。
1886年赫兹(Heinerich Hertz)展开研究无线电波的一系列实验。
1888年赫兹成功利用仪器产生无线电波。
1897年汤普森(JJ Thompson)展开对真空管内阴极射线的研究。
1904年侯斯美尔(Christian Hülsmeyer)发明电动镜(telemobiloscope),是利用无线电波回声探测的装置,可防止海上船舶相撞。
1906年德弗瑞斯特(De Forest Lee)发明真空三极管,是世界上第一种可放大信号的主动电子元件。
1916年马可尼( Marconi)和富兰克林(Franklin)开始研究短波信号反射。
1917年沃森瓦特(Robert Watson-Watt)成功设计雷暴定位装置。
1922年马可尼在美国电气及无线电工程师学会(American Institutes of Electrical and Radio Engineers)发表演说,题目是可防止船只相撞的平面角雷达。
1922年美国泰勒和杨建议在两艘军舰上装备高频发射机和接收机以搜索敌舰。
1924年英国阿普利顿和巴尼特通过电离层反射无线电波测量赛层(ionosphere)的高度。美国布莱尔和杜夫用脉冲波来测量亥维塞层。
1925年贝尔德(John L. Baird)发明机动式电视(现代电视的前身)。
1925年伯烈特(Gregory Breit)与杜武(Merle Antony Tuve)合作,第一次成功使用雷达,把从电离层反射回来的无线电短脉冲显示在阴极射线管上。
1931年美国海军研究实验室利用拍频原理研制雷达,开始让发射机发射连续波,三年后改用脉冲波。
1935年法国古顿研制出用磁控管产生16厘米波长的撜习窖捌鲾,可以在雾天或黑夜发现其他船只。这是雷达和平利用的开始。
1936年1月英国W.瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站。英国空军又增设了五个,它们在第二次世界大战中发挥了重要作用。
1937年马可尼公司替英国加建20个链向雷达站。
1937年美国第一个军舰雷达XAF试验成功。
1937年瓦里安兄弟(Russell and Sigurd Varian)研制成高功率微波振荡器,又称速调管(klystron)。
1939年布特(Henry Boot)与兰特尔(John T. Randall)发明电子管,又称共振穴磁控管(resonant-cavity magnetron )。
1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。
1943年美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器,可将运动中的飞机柏摄下来,他胶发明了可同时分辨几十个目标的微波预警雷达。
1944年马可尼公司成功设计、开发并生产「布袋式」(Bagful)系统,以及「地毡式」(Carpet)雷达干扰系统。前者用来截取德国的无线电通讯,而后者则用来装备英国皇家空军(RAF)的轰炸机队。
1945年二次大战结束后,全凭装有特别设计的真空管——磁控管的雷达,盟军得以打败德国。
1947年美国贝尔电话实验室研制出线性调频脉冲雷达。
50年代中期美国装备了超距预警雷达系统,可以探寻超音速飞机。不久又研制出脉冲多普勒雷达。
1959年美国通用电器公司研制出弹道导弹预警雷达系统,可发跟踪3000英里外,600英里高的导弹,预警时间为20分钟。
1964年美国装置了第一个空间轨道监视雷达,用于监视人造地球卫星或空间飞行器。
1971年加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。与此同时,数字雷达技术在美国出现。
影响雷达定位精度的因素有:1`雷达波的水平宽度
2·扫描中心和方位标尺中心不一致
3·扫描线和天线不同步
4·视差
5·倾斜误差
6·固定刻度盘的零度与被测尾线不一致
7·陀螺罗经差中的误差
8·荧光屏曲率引起的误差
9·天气原因
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发表于 2009-2-19 19:41:32  | 显示全部楼层
迄今为止对雷达波段的定义有两种截然不同的方式。较老的一种源于二战期间,它基于波长对雷达波段进行划分。它的定义规则如下:

最早用于搜索雷达的电磁波波长为23cm,这一波段被定义为L波段(英语Long的字头),后来这一波段的中心波长变为22cm。

当波长为10cm的电磁波被使用后,其波段被定义为S波段(英语Short的字头,意为比原有波长短的电磁波)。

在主要使用3cm电磁波的火控雷达出现后,3cm波长的电磁波被称为X波段,因为X代表座标上的某点。

为了结合X波段和S波段的优点,逐渐出现了使用中心波长为5cm的雷达,该波段被称为C波段(C即Compromise,英语“结合”一词的字头)。

在英国人之后,德国人也开始独立开发自己的雷达,他们选择1.5cm作为自己雷达的中心波长。这一波长的电磁波就被称为K波段(K = Kurtz,德语中“短”的字头)。

“不幸”的是,德国人以其日尔曼民族特有的“精确性”选择的波长可以被水蒸气强烈吸收。结果这一波段的雷达不能在雨中和有雾的天气使用。战后设计的雷达为了避免这一吸收峰,通常使用比K波段波长略长(Ka,即英语K-above的缩写,意为在K波段之上)和略短(Ku,即英语K-under的缩写,意为在K波段之下)的波段。

最后,由于最早的雷达使用的是米波,这一波段被称为P波段(P为Previous的缩写,即英语“以往”的字头)。

该系统十分繁琐、而且使用不便。终于被一个以实际波长划分的波分波段系统取代,这两个系统的换算如下。

原 P波段 = 现 A/B 波段
原 L波段 = 现 C/D 波段
原 S波段 = 现 E/F 波段
原 C波段 = 现 G/H 波段
原 X波段 = 现 I/J 波段
原 K波段 = 现 K 波段
我国现用微波分波段代号
(摘自《微波技术基础》,西电,廖承恩著)
波段代号 标称波长(cm) 频率波长(cm) 波长范围(cm)
L 22 1-2 30-15
S 10 2-4 15-7.5
C 5 4-8 7.5-3.75
X 3 8-12 3.75-2.5
Ku 2 12-18 2.5-1.67
K 1.25 18-27 1.67-1.11
Ka 0.8 27-40 1.11-0.75
U 0.6 40-60 0.75-0.5
V 0.4 60-80 0.5-0.375
W 0.3 80-100 0.375-0.3
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发表于 2009-2-19 19:42:14  | 显示全部楼层
从科索沃战争可以看到精确制导技术的发展已呈现出以下几个明显的特点:a. 中、近程导弹的制导和远程导弹的末制导主要采用红外成像制导、微波和毫米波雷达制导以及多色或多模复合制导;b. 微波和毫米波雷达成像制导受到重视,合成孔径雷达成像技术发展很快;c. 把惯性制导系统和全球定位系统结合起来作为中制导,是空对面防区外发射导弹、弹药和空射巡航导弹广泛采用的技术。
1 红外导引头
目前,红外导引头越来越多地采用凝视成像技术,它所探测到的目标是一个图像而不是一个点。这样就大大提高了识别真假目标的能力;它所使用的探测器是红外焦平面阵列而不是单个器件,这样就大大提高了导引头的灵敏度和探测距离;导弹可以从任何角度接收目标的红外辐射而不必只是跟踪目标发动机尾焰,这样就提高了导弹截获目标的可靠性、分辨力和全向攻击能力;由于红外焦平面阵列是靠探测目标和背景间的微小温差而形成热分布图来识别目标的,即使在夜间也能照常工作,这样就提高了导引头的全天候工作能力;如果将红外焦平面阵列与有执行、判断和决策功能的微处理机等做成一体,这样就可以使制导系统有一定思维能力,在复杂背景和强干扰情况下准确地辨别目标。总之,利用红外焦平面阵列进行成像制导,使导引头灵敏度更高,探测距离更远,瞬时视场和跟踪场更大,对目标的识别能力和抗干扰能力更高。如果再配置弹载计算机和智能神经网络,就可以使制导系统具有软件编程的灵活性,能选择目标上的要害部位进行攻击。
红外凝视成像制导技术所包括的关键技术有:
1.1 侧面窗口和窗口致冷技术
由于导弹的高速运动导弹头罩上将产生严重的气动加热效应,必须采用侧面窗口并进行致冷。窗口材料要求尺寸大、透过率高、强度高。致冷方式基本上已经从外部致冷转向内部致冷。内部致冷在材料选取和加工技术方面有很高的要求。
1.2 红外焦平面阵列
目前由硅化铂、碲镉汞、锑化铟等材料制造红外焦平面阵列的技术已经成熟,但是由这几种材料制造的红外焦平面阵列的性能还不太理想。人们继续寻找更好的材料。目前注意力集中在研制非致冷红外焦平面阵列、多量子阱红外焦平面阵列和高温超导红外焦平面阵列。为了减小背景噪声和提高高精确定位所需要的空间分辨力,红外焦平面阵列的像元将越做越小,同时不断使占空因子越来越接近1,探测器的调制传递函数也越来越接近1。
1.3 导引头光学系统新技术
随着红外焦平面阵列、二元光学和微光学的发展,新一代大视场、轻结构的红外凝视成像系统已经形成,其光学特点为:a. 利用超分辨技术和二元光学简化系统结构和进行像质修正,在保证高成像质量情况下获得大视场;b. 采用微镜技术,缩小探测器受光面积,可以增加填充因子,提高探测率,改善均匀性,降低噪声,增强抗核辐射能力;c. 利用微扫描技术,实现导引头的光学自适应,有利于克服气动光学效应和气动加热效应。另外,多孔径光学可以形成双色或多色导引头,对于缩小、减轻导引头,改善导引头性能以及多色导引是有益的。
1.4 图像和信号的高速处理技术
首先,要求帧成像积分时间、帧图像传输时间和帧图像处理时间在帧周期之内完成;其次,采用侧面窗口探测,要进行快速坐标变换。对于红外焦平面阵列接收到的图像信息要快速读出,快速处理。目前,在发展把红外焦平面阵列读出电路和信号处理结合在一起的智能化系统称为"灵巧"红外焦平面阵列。此外,要发展先进的弹上计算机,从两方面着手:一是发展高密度、高速度的大规模集成电路;二是在系统结构上采用并行处理技术,提高计算机系统的整体处理能力。
1.5 目标识别技术
要在自然和人为干扰的复杂背景中准确识别目标,现在正在发展的识别先进技术有:光谱鉴别技术、单色多波段鉴别技术、多色传感器技术和空间滤波技术等。
2 毫米波导引头
目前,毫米波主动雷达导引头技术日益成熟,应用范围越来越广泛。毫米波波长处于红外与微波之间,具有它们两者的优点,并且在某些方面超过它们。与红外相比,毫米波更能适应复杂的战场环境和恶劣的气象条件;与微波相比,毫米波探测目标精度更高。毫米波在每一个窗口都具有宽频带特性,并且容易采取频率捷变、频率分集或扩展频谱、宽带调频等有效的抗有源干扰的措施。毫米波雷达天线增益越大,有效辐射功率越高,越能提高雷达的功率对抗能力。毫米波雷达可以获得窄天线波束、低旁瓣电平和高定向性,改善了跟踪精度和命中率,提高了抗无源干扰的能力和对多目标的分辨能力,以及低空和超低空作战能力。目前尚没有可以实用的毫米波吸收材料,毫米波雷达导引头能够有效地捕捉和跟踪隐身目标。毫米波雷达具有低截获概率和宽带特性,因此,也具有抗反辐射导弹的能力。由于器件特性的限制和毫米波传输特性的影响,毫米波雷达导引头的弱点是作用距离较近,在浓雾和大雨情况下衰减增大。补救的办法是采用复合制导技术。例如采用微波/毫米波双模复合制导,用微波系统作远距离搜索和目标截获,在近距离用毫米波系统进行精密跟踪。
毫米波主动雷达制导技术所包括的关键技术有:
2.1 天线罩技术
要选用耐高温、高强度的材料制造天线罩,并且要有符合需要的电磁波透射率、瞄准线角误差和瞄准线角误差斜率。特别是瞄准线角误差斜率会影响导弹的脱靶量,和高空飞行时的稳定性。
2.2 天线技术
天线直接影响导引头的基本性能,如作用距离、抗干扰、低空下视、测角精度、角分辨率和对目标的角度截获能力等。应该使天线的主要性能满足要求,如和波束增益、旁瓣电平、差波束零值深度、驻波系数、和差各路间的隔离度等。
2.3 发射/接收技术
发射机的关键部件是射频源和末级功放。射频源可以采用间接式相干频综器或高频稳度振荡源。末级功放可采用行波管或速调管。接收机的关键问题是动态范围和各通道的幅相一致性。
2.4 信号处理技术
信号处理器是导引头中的核心部件,它要完成许多重要的工作,例如:控制发射机的工作射频和脉冲重复频率,多普勒频率跟踪,目标识别和抗干扰,末制导指令计算,导弹自检和导引头工作逻辑控制等。要采用视频积累、恒虚警接收、现代谱分析等先进技术。
2.5 器件与毫米波集成电路
毫米波导引头的关键技术之一是采用固体功率发生器,它轻而小、成本低、可靠性高、开机反应时间短、电源电压低,虽然其功率小,一般用多个器件进行功率组合。毫米波固体功率发生器常用的器件是碰撞雪崩渡越时间二极管。组合方式有谐振腔组合方式和准光学功率合成方式。此外,发射/接收系统还使用各种毫米波单片集成电路,大大减小了导引头的重量和体积,并且大幅度提高了导引头的工作的可靠性。
3 多模导引头
由于光电干扰技术、隐身技术和反辐射导弹技术的发展,现代战争的作战环境异常复杂,单一模式的制导武器已经很难完成攻击使命。提高精确制导武器的命中概率的重要途径,是发展多模复合寻的制导技术。任何一种寻的模式都有其缺陷和使用局限性,如果把两种或多种模式的寻的导引头复合起来,就可以实现性能互补,发挥寻的系统的综合优势,使精确制导武器的制导系统适应战场环境和目标特性的不断变化,提高精确制导武器的突防能力和对目标的捕获、跟踪和识别能力。
模导引头可以由不同机理的传感器组合而成,例如光学传感器(红外、紫外、可见光、激光等)与雷达(微波、毫米波等)或惯性制导系统与全球定位系统等;也可以由不同频谱(如红外与紫外)或不同制导体制(如主动雷达、半主动雷达、被动雷达之间)的传感器组合而成。多模导引头除了要解决组合中的每种导引头的关键技术问题之外,还要考虑几种导引头组合在一起所需要解决的关键技术问题例如复合模式优化选择、头罩技术、工作模式和控制逻辑电路、数据融合技术等。
4 人在回路中参与控制
人在回路中参与控制方式,可以使操作手通过数据链传送回来的弹上传感器获取的战场景象,正确识别目标,在导弹自动跟踪目标过程中,一旦目标丢失,通过人工参与重新搜索、截获目标,直至命中目标。采用人在回路中参与控制方式,可以获取战场实时景象,并根据导弹发送的最后一帧视频图像判断导弹命中精度,评估杀伤效果,引导尚处于飞行中的导弹击中目标。因此,人在回路中参与控制技术已成为解决精确制导武器探测、识别目标和提高命中精度的重要手段。目前已普遍应用于防区外发射的空地导弹中,如美国的"AGM-130"、"AGM-142"、"AGM-154C"及动力型"JSOW"等,美国的SLAM空对地导弹和新一代巡航导弹就是典型的人在回路中参与控制制导武器,SLAM-ER虽然在弹上安装了简单的自动识别系统,但仍然采用了人在回路中参与控制方式。

(摘自http://www.csuav.com/missile/missile.htm 李元奎 王君学))
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发表于 2009-2-19 19:42:50  | 显示全部楼层
利用波长约1毫米至1米的微波进行遥感,可不受天气的制约而进行全天候观测,这是因为利用了可见光及红外遥感的优点。

微波遥感有两种成象方式,一种是主动成象方式,即利用传感器向地面发射微波,然后接受其散射波的成象方式,如合成孔径雷达、微波散射计、雷达高度计等。另一种是被动成象方式,即观测地表目标的辐射方式,如微波辐射计等。

接收微波雷达形成的后向散射波,从还原的图象特征中测定目标的性质是微波遥感的主要目的。典型的目标物包括起伏的陆地地形、表层地质、海面波浪等。了解目标物的性质及其对微波特性后向散射的影响,对于解译雷达图象的特征非常重要。

微波特性包括频率(波长)特性和极化特性。在雷达遥感中,广泛应用L波段、C波段、X波段,有时也用P波段。对波长而言,表面光滑时,反射多,后向散射少,图象较暗;表面粗糙时,后向散射成分较大,图象较亮。故据波长的不同可测量表面的粗糙度。

微波散射计是对有起伏的物体表面发射电波,并测量从其表面散射回来的接收功率的仪器。微波散射计发射的电波是连续波。

构成地球表面的物质通过热辐射会辐射出电波。测量电波中的地球热辐射的绝对量,观测地表或大气的遥感器是微波辐射计。微波辐射计也用于其它遥感器的大气修正。
参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/9601638.html?si=4
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发表于 2009-2-19 19:43:29  | 显示全部楼层
微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波,微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波,即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。

短波的基本传播途径有两个:一个是地波,一个是天波。

如前所述,地波沿地球表面传播,其传播距离取决于地表介质特性。海面介质的电导特性对于电波传播最为有利,短波地波信号可以沿海面传播1000公里左右;陆地表面介质电导特性差,对电波衰耗大,而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样(潮湿土壤地面衰耗小,干燥沙石地面衰耗大)。短波信号沿地面最多只能传播几十公里。地波传播不需要经常改变工作频率,但要考虑障碍物的阻挡,这与天波传播是不同的。

短波的主要传播途径是天波。短波信号由天线发出后,经电离层反射回地面,又由地面反射回电离层,可以反射多次,因而传播距离很远(几百至上万公里),而且不受地面障碍物阻挡。但天波是很不稳定的。在天波传播过程中,路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素,都会造成信号的弱化和畸变,影响短波通信的效果。

短波收音机简介

1. 传统指针调谐短波收音机

收音机的种类如果按所接收的波段来划分:

单波段中波收音机: MW 525 -- 1600 KHz

调频调幅收音机 MW 525 -- 1600 KHz,FM 87.5 -- 108 MHz

调频 /中/短波收音机** MW 525 -- 1600 KHz,FM 87.5 -- 108 MHz

只有一个短波段时 SW: 3.9 --12.00 MHz(75 -- 25 米)

(或6.00 -- 18.00 MHz, 49 -- 16 米)

(或9.00 -- 16.00 MHz, 31 --19 米)

二个短波段时 SW1: 2.2--7.50 MHz,SW2: 7.50 -- 23.00 MHz

或SW1:5.9--9.50 MHz, SW2: 9.50 -- 18.00 MHz

按米波段来划分 SW1,SW2,SW3,SW4,SW5,SW6,SW7………

多波段短波收音机 (每个短波段覆盖一个国际短波米波段)

传统收音机和收录机一般只有一个或二个短波段,但每个波段都覆盖了很宽的频率(好几个米波段)范围,优点是电路简单,但很难保证所覆盖频率范围内每点频率的灵敏度和选择性都很均匀,所以,往往是有些米波段收听很好,有些却很差,另外,由于覆盖很宽的频率,使各个电台之间显得很拥挤,收台不方便,所以有些收音机要附加上短波微调旋钮来加以改善。

也有些短波电路设计得很好的传统收音机,收音机也有足够高的灵敏度和选择性,而且生产调试又很精确,使用起来也很方便,别有趣味,起码省去老换波段的麻烦。另外,传统收音机大多采用3-4节电池和比较大口径的扬声器,收听起来声音很好,难怪有很多老短波迷仍然喜欢传统收音机。

2.按米波段来划分的多波段短波收音机

现代的短波收音机,往往分为6-10个短波段,每个短波只覆盖一个米波段(请参考下文国际广播米波段表),对于设计良好的此类短波收音机,灵敏度和选择性比较容易得到保证,而且按米波段来划分短波,电台之间的间隔好象被展阔了,收短波象收听中波一样方便,尤其是对于电台最密集的16,19,25,31米波段,优点更突出。

按米波段来划分的短波收音机,如果说不足的话,就是由于短波段太多,对于喜欢不同电台和节目的人来说,经常要切换短波段,又显得麻烦了一点。

另外,按米波段划分来设计短波收音机,如果要覆盖全部短波频率范围,光短波段就需要13个波段,而且每个波段都要设计合理,所用的电子元件材料很多,使电路显得太复杂而且成本太高了。笔者所见过的进口名牌短波收音机,调频/中波/长波/短波所有波段加在一起,最多有15个波段,价格近1000元。

值得一提的是,在国内市场上,也有些短波收音机,号称18波段,24波段,而且价格还挺便宜,君不知道设计者是自欺还是欺人!此外,还有很多号称[消费者推荐产品]的8,9波段的短波收音机,因市场恶性竞争所致,短波电路,除了波段开关以外,就几乎没有其它元件了。与其买此类收音机,笔者建议:还不如买台传统的3,4波段的短波收音机。

3.短波收音机中的二次变频技术(SW DUAL CONVERSION)

短波收音机最初是使用直接放大线路的,50年代开始,应用了一次变频线路,也就是平时所说的超外差式收音机。为了进一步提高无线电接收机的灵敏度、选择性和抗干扰能力,科学家们又研制了多次变频技术,当然首先是应用在无线电通讯领域,后来被移植到高级收音机中,从而大大地改善了短波收音机的性能指标。

便携式高灵敏度短波收音机一般采用二次变频,而更高级的专业短波通讯接收机,甚至采用3次或4次变频技术。

4.采用锁相环数字调谐式技术的收音机(PLL)

锁相环数字调谐式技术的收音机,是采用当代微电子应用技术的高新科技产品,集先进性、实用性、新颖性的特点于一体。

1. 采用单片微处理机芯片作为数字调谐系统的核心,并含有锁相环路频率合成、频率预选、多功能数字时钟控制及液晶数字显示等多种先进功能。

2. 以高精度高稳定的石英晶体为频率基准,锁定接收电台的频率,绝无漂移现象。

3. 具有频率存储记忆功能。

一般说来,数字调谐式收音机的存储电台数目越多越好,高级数字调谐式收音机应具备直接输入频率数字和模拟调谐旋钮,电子线路上也常采用二次变频技术来提高性能指标。

数字调谐式技术的收音机的缺点是电路复杂,设计难度大,对元件的要求很严格,成本高,生产调试很复杂;由于采用的元件多,静态耗电比普通收音机要大,普及型的数字调谐收音机的灵敏度和选择性不见得比好的指针式模拟收音机高很多。

4.采用数字显示频率技术的收音机

这类收音机采用传统模拟接收电路,成本不高,也容易做到高性能指标。不同的是利用数码显示屏取代了传统收音机的指针来指示频率,并加入了电子钟控功能;比数字调谐式收音机要省电,体积上能设计的更小巧方便,是价格性能比比较高,很实用的收音机品种。

这种机型的缺点是没有记忆电台功能,由于采用的是传统模拟接收技术,频率的精确性和稳定性也没有数字调谐式收音机高。

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如何收听短波广播?

一般人会对短波感到兴趣,就在于短波能收听远距离广播,可以直接听取得世界各地的广播讯息,可是也有不少人因为收听短波的方法不对,被弄得一头雾水,最后只好放弃。对于如何开始收听短波广播,下面几点建议可供你参考。

◎ 收听短波和收听日常接触的MW、FM有何不同?

日常收听MW或FM广播很少会碰到找不到电台的问题,因为这些电台的广播频率是固定不变的,而且不少是24小时播出。对于短波而言可就不同了,除了因为电台很多之外,一年有2次季节性的广播频率和广播时间的变更、每天接收讯号好坏的差别很大等因素,使得收听短波比起MW、FM来,的确是复杂了许多,但是只要掌握要领,一样可自由自在地享受短波节目的。

◎ 收听短波---选电台、选频率也选时间

对于短波听众而言,最大的问题在于短波广播通常集中在某一段时间?播放,造成有点类似于上下班时间的交通状况,显得异常拥挤。但是你可以使自己不会是拥挤中的人,因为通常电台会在不同时段使用不同频率播出相同的节目,例如短波15-18MHZ在每天中午至傍晚可以收听到很多电台节目,晚间10点以后只能收到极少电台节目,甚至连收音机的背景噪音都变小了;短波7MHZ以下在白天很难清楚地收听广播,但到了深夜,却能很好地收听节目,短波9-12MHZ全天都能收到广播,但早晨和晚上收听效果最好,电台多,声音又清楚。还有,如果您经常收听广播,就会发现,很多电台每小时都有规律地改变播出频率,因此为了方便收听短波节目,有必要制作一份属于自己的收听时间频率表(Schedule),当然,也可以从收集各电台的广播时间频率表开始着手进行。

事实上,一般短波广播电台会使用多个频率同时播出,但通常并不是每一个频率都可以收听得很好,监听的目的就是从几个广播频率中挑选出声音信号最好的频率并记录下来,制作成一张广播频率时间表,此后再收听该电台的节目就方便多了。

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如何改善收听效果?

有许多刚开始收听短波的人,都被收音机所传出的杂音弄得兴趣大减,甚至放弃了收听短波,实为一件憾事。的确,短波的音质不可能与FM高传真广播的音质相比,但与中波(MW)音质相比,基本上是很接近的。可是由于收听短波受到诸多的因素影响,所以往往显得比中波差。实际上,如果在一切因素都有利的条件下,短波的音质可以媲美中波广播的音质。下面分?来讨论收听短波时,有哪些重要因素必须考虑:

◎ 电离层的因素

中波广播(即俗称的AM),从电台的发射天线到收音机的接收,其距离一般都在直径几百公里以内,而且中波波长比较长,不容易受到建筑物等障碍的影响。而短波就不一样了,电台的发射天线除了有一定的方向及仰角,一般情况下接收机的距离往往远达数千公里,甚至上万公里,电台发射的电波必须借着在地球表面上空近百公里高度的电离层折射,才能够在远处被接收到,而地球上空的电离层就像一面变化多端的镜子,它对短波的反射能力、它存在的高度、随时在变化,因此短波广播的传输就变得比较不那么可靠了。虽然如此,电离层还是有一些变化规律可以归纳出来的,因为电离层形成的主要因素是来自太阳的紫外线及带有能量的微小粒子;因此电离层的变化会受到下面几项因素的影响:

太阳活动的强弱:即所谓的大约每11年一个周期的变化。

太阳与地球的距离:即一年四季的变化。

太阳能量在传达到地球时所穿过的大气层厚度不同:白天到夜晚,即一天当中从早晨到黄昏到夜晚都在变化,因此,白天和夜晚,太阳能量对电离层的影响是不同的。

此外,由于电离层经常发生快速的变化,使得收听短波经常出现类似海浪般忽大忽小的声音,这是收听短波的一种普遍现象,即使在电子线路利用了自动增益(AGC)来消除这种现象,但是在严重的情况下,您仍会感觉出声音忽大忽小,若您能习惯,这也是收听短波的一种特殊感觉啊!

◎短波收听效果室内、室外不同

因短波波长比中波短了许多,因此建筑物对短波而言,是一种比较大的障碍,也就是在室内的讯号强度会比室外微弱很多,因此最理想的收听短波方式应该是:在室外以收音机的拉杆天线来收听,在室内时就得引用一条室外天线来收听。根据经验,除了不可抗拒的大自然环境因素之外,架好一条理想的室外天线是改善短波收听效果的首善之务。

干扰收听短波的各种原因:

夏天的雷电干扰;

室内的电子日光灯、可控硅调光台灯、电脑、电视机,微波炉,电话线等;

邻近工厂使用大马力电机并通过高压电力线传输的辐射干扰;

马路上有轨电车电力线和各种机动车辆的马达火花放电辐射干扰;

收听地点附近有大功率的高频无线电波辐射干扰:如寻呼机发射台(BB机);出租车27MHZ无线电对讲机;专业短波通讯电台,无线手机电话,收听地点邻近有大发射功率的调频和广播电视发射台等……

◎ 架设短波室外天线

谈到外接天线,这是最让短波入门者感到困惑的问题,的确,若要架设一条真正标准的短波外接天线,是需要专业知识才能完成的。为了大家方便起见,在此,我们只介绍一种简单又很实用的外接天线,供您参考:准备一条5-15米长的普通电线,在室外找适当的地点,一端将它拉为水平状;另一端拉到室内缠绕在收音机的拉杆天线上(大约7-10圈),就大功告成了。

所谓适当的地点是指:高处比低处好、周围越空旷越好,如远离墙壁比紧贴墙壁要好。至于电线的长度,若空间允许时,原则上越长越好(5--15米长)。此条电线从头至尾不用剥去外皮,不论是粗的、细的都可以。若没有适当的空间供以拉成水平状,那么就把电线从窗口丢出,让它自然下垂也行,不过最好在尾端系一重物,以避免刮风时,将电线吹起碰到高压线或它物造成危险。

因为室外天线都是拉到室外,我们就必须注意到「闪电雷击」的问题,所以在雷雨天时,请一定将原来缠绕在收音机上的电线松开,置于一安全的位置(如室外),以避免危险。

◎ 改善收听短波的效果和音质

除了上述之短波有忽大忽小声现象及使用室外天线来改善收听效果外,您也要注意到自己周围收听环境的干扰,如:日光灯、电脑、电视机,微波炉,电动马达和马路上各种机动车的马达,火花放电等外来干扰因素,当然,这些干扰也同样会发生任何波段上,只是短波的电波信号较微弱,而显得更容易受到影响,应设法找到上述干扰来源并尽量避开。

当收听正常的短波广播时,总还觉得声音不够理想,这是因为一般小型短波收音机的音频输出功率都不大,一旦附近环境吵杂或因为其他因素,需要较大音量时,便把音量调大,则会出现很大的失真。而且由于短波收音机为了提高选择性,中频放大器的通频带宽做了窄化的处理,这样也限制了声音的品质,因此若能戴上耳机收听或者从耳机插孔外接一只小型的附有放大器的喇叭音箱,就可以改善音质问题。有时音质可甚至媲美本地的MW电台的效果

超声波
频率高于2×104赫的声波。研究超声波的产生、传播 、接收,以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生

超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、

以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。

超声效应 当超声波在介质中传播时,由于超声波与介质的相互作用,使介质发生物理的和化学的变化,从而产生

一系列力学的、热的、电磁的和化学的超声效应,包括以下4种效应:

①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝

胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时 ,

悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处,

在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材

料中传播时,由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和

感生磁化(见电介质物理学和磁致伸缩)。

②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡 。

一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低

使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡。

另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空

化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体,甚至可能

是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不

断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而

产生高温、高压,同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩

擦可形成电荷,并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体

中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。

③热效应。由于超声波频率高,能量大,被介质吸收时

能产生显著的热效应。

④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学

反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢;溶有氮

气的水经超声处理后产生亚硝酸;染料的水溶液经超声处理

后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超

声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声

波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他

有机物质的水溶液经超声处理后,特征吸收光谱带消失而呈

均匀的一般吸收,这表明空化作用使分子结构发生了改变 。

超声应用 超声效应已广泛用于实际,主要有如下几方

面:

①超声检验。超声波的波长比一般声波要短,具有较好

的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于

超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。

超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。

把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从

试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、

吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得

电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显

示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已

在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来

对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中

不同组分的区域和晶粒间界等。

声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物

的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,

只是记录手段不同而已(见全息术)。用同一超声信号源激

励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超

声波:一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考

波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光

束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射

效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。

②超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应

和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、

脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生

物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛

应用。

③基础研究。超声波作用于介质后,在介质中产生声弛

豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过

程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波)。通过物质

对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究

构成了分子声学这一声学分支。

普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下

固体可当作连续介质 。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,

波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是

具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ,

称为声子(见固体物理学)。特超声对固体的作用可归结为

特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对

固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液

体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——
量子声学。
参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/8190217.html?fr=qrl3
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发表于 2009-2-19 19:44:19  | 显示全部楼层
2 国外隐身技术研究现状分析

2.1雷达目标特征信号控制技术

雷达目标特征信号控制技术的核心是降低雷达散射截面(RCS)。其技术途径主要包括外形技术、雷达吸材料技术(RAM技术)和等离子体技术等,其中外形技术是通过目标的非常规外形设计降低其RCS;而RAM技术是指利用RAM吸收衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换为热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的技术;等离子体技术是一种近几年才开始发展的新兴隐身手段,它是通过一些技术途径在飞行器表面形成等离子体包层,利用等离子体对雷达波的吸收、耗损作用来达到减小突防武器系统RCS的目的。

2.1.1低RCS外形技术

外形技术是实现武器系统高性能隐身的最直接有效的手段。如导弹弹头低RCS设计时,相同投影面积的光卵形、拱形及球形弹头的前视后向RCS相差高达200dB以上,而在对飞行器侧面进行低RCS外形设计时,外形技术更是其它技术无法匹比的。外形技术的应用原则是,在保证导弹总体技术要求的前提下,将目标强散射中心转化为次散射中心,或将强散射中心移出受雷达威胁的主要方位区域。多棱面外形和融合外形技术是低RCS外形技术的两个重要方面。前者是将弹体设计成多棱面体,使得整个弹体沿弹身周向只呈现出几个有限的窄散射峰值,而在其它宽方位角内的RCS则很小。典型的应用实例如美国的F-117A隐身战斗机;事例外形技术作为外形技术的另一重要方面主要包括平面和空间的三维融合,如弹翼平面融合和翼身的三维融合。通过对弹身截面形状进行合理设计,使其侧向的镜面散射变为劈形边缘绕身,从而可以大大降低飞行器的侧向RCS。其典型应用如美国的B-2战略轰炸机,该机独特的飞翼式全融合结构使它的前向RCS得到大幅度的降低。

2.1.2 RAM技术

RAM的研制和应用极大地推动隐身事业的发展,RAM技术作为雷达隐身措施的重要技术之一,按其功能可分为涂覆型和结构型。结构型RAM通常是将吸收剂分散在特种纤维(如玻璃纤维、石英纤维等)增强的结构材料中所形成的结构复合材料,其典型特点是既能承载同时又可减小目标RCS;而涂覆型RAM是将吸收剂与粘结剂混合后涂覆于目标表面形成吸波涂层。涂覆型RAM以其涂覆方便灵活可调节、吸收性能好等优点而受到世界许多国家的重视,几乎所有隐身武器系统上都使用了涂覆型RAM。

随着未来战场的日趋恶劣和隐身技术研究的不断深化拓广。现在RAM需要从其吸波性能、带宽特性、重量、环境适应性等方面进行改进,新的RAM、新的吸波机理的研制与开发日益受到世界各国的高度重视,纳米材料、手征材料、智能材料、多频谱RAM等新型RAM的研究已在世界范围内得到展开,并已初见成效。

纳米材料

纳米材料是指材料组分的特征尺寸处于纳米量级(1~100nm)的材料,结构独特使其具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应,从而呈现出奇特的电磁、光热以及化学等特性,已受到美、德、日本等国的高度重视。目前被称作"超黑色"纳米材料的雷达吸收波率高达99%。法国最近研制成一种宽频微波吸收涂层,其厚度约为8nm,磁导率的实部与虚部在0.1~18GHz频率范围内均大于6,与粘接剂复合而成的RAM的电阻率大于5Ω*cm,在50MHz~50GHz频率范围内吸波性能较好。

手性材料

手性是指物体与其镜像不存在几何对称性,而且不能使用任何方法使物体与镜像相重合。目前的研究表明,手性材料能够减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波。与其它RAM相比,手性材料具有两个优势:一是调整手性参数比调节介电常数和磁导率更容易,绝大多数RAM的介电常数和磁导率很难满足宽频带的低反射要求;二是手性材料的频率敏感性比介电常数和磁导率小,易于拓宽频带。手性材料在实际应用中主要可分为本征手性材料和结构手性材料,前者自身的几何形状(如螺旋线等)就使其成为手性物体,后者是通过其各向异性的不同部分与其它部分形成一定角度关系而产生手性行为使其成为手性材料。由于手性材料的研究尚处于初始阶段,还有很多技术难点有待于突破,因此目前还不能用于实际中。

智能材料

智能RAM是一种同时具备感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料系统/结构。目前这种新兴的RAM已在隐身飞行器设计中得到越来越广泛的应用。同时,它根据外界环境变化调节自身结构和性能,并对环境做出最佳响应的特点,也为RAM的设计提供了一种全新的思路。它将使"智能"隐身目标的实现成为可能。

多频谱RAM

先进探测设备的相继问世(如俄罗斯的"高王"米波探测雷达,荷兰的"翁鸟"毫米波雷达以及先进红外探测雷达),对目前仅针对厘米波而研制的吸波涂料提出新的挑战。在不久的将来,RAM领域将是集吸收米波、厘米波、毫米波以及红外、激光等多波段电磁波于一体的多频谱RAM的天下,只具有单一固定吸波频段的雷达吸波材料将会失去用武之地。这也是吸波材料发展的总趋势。

涂覆型RAM和结构型RAM两者结合使用可望加大武器系统的隐身效果,拓宽吸波频带。如美国的F-22隐身战斗机和法国的阿帕奇隐身巡航导弹的弹体,通过将用来吸收高频波的涂覆型RAM涂于用来吸收低频波的结构型RAM的表面而使得吸波频带得以拓展。

2.1.3等离子体技术

等离子体技术作为一种目标雷达特征信号控制的新兴技术,其核心是等离子体的生成与适度应用。所谓等离子体就是气体在某种外在因素(如高超音速飞行器的激波;核爆炸、喷气式飞机的射流;放射性同位素的射线等)的激发下,电离生成数密度近似相等的自由电子、正离子和少量负离子而形成的第四态物质。理论研究和实验结果表明,等离子体对雷达波具有十分显著的吸收、耗散效果,受到隐身武器设计师们的极大关注。美、俄两国早在60年代就已开始注意到飞行器周围激波产生的等离子体所起的作用,并通过风洞试验做过一些探索性研究。研究发现,飞行器表面的等离子体包层的电子密度对飞行速度的大小十分敏感。当飞行速度在某一范围内时,RCS最小,而当速度进一步增大时,RCS则迅速增大。研究还发现,雷达波的能否进入包层、在何处发生反射及其吸收频段等都取决于包层内的电子分布与密度。最后得出的结论是,实现武器系统等离子体隐身的关键在于如何对飞行器等武器系统的等离子体包层的电子密度进行控制。

随着研究的不断深入以及大量实验数据的积累,目前已获得两种典型的能有效地产生等离子体包层的方法:一是应用等离子体发生器;二是在飞行器的特定部位涂适量的放射性同位素(如P210O、C242m等)。前一种方法的优点是武器结构不用改变,使用方便且隐身效果很好,缺点是等离子体发生器安装部位的隐身化很成问题,而且发生器的电源功率大小受到限制。后一种的技术难点是放射性同位素辐射剂量的难控制性。剂量过小,则由它所产生的α射线不能产生密度和厚度足量的电子;剂量过大,则会由于雷达波未到达飞行器表面时就在包层中具有临界电子密度的位置反射回去。

等离子体技术作为一种全新的隐身技术,在其初始研究发展阶段尽管存在着各种困难与难点,但由于它的不涉及飞行器本身的空气动力特性、可隐身性以及实际应用方面的价廉性,尤其是对于现役武器系统的易隐身改造化等一系列优点,使得它得到世界很多国家的高度重视。据报道,俄罗斯在等离子体雷达隐身技术方面领先于美国,他们已经研制出两代等离子体设备,目前正在研制第三代。他们还准备对前两代进行对外开放出口化。其它国家也逐渐开始涉足这方面的研究和应用工作。

2.2红外特征信号控制技术

红外隐身技术是隐身技术的重要内容之一。随着红外探测技术,尤其是红外成像技术的飞速发展,使得各种具有高探测精度、高分辨率的红外探测和遥感设备不断涌现出来,常规的红外对抗措施越来越不能满足现代战争的需要,寻求发展新的先进有效的红外隐身技术已成为提高作战武器系统生存和突防能力的当务之急。

武器系统的红外特性信号主要由发动机尾喷管、武器系统表面及其相关设备的红外辐射产生的。红外探测系统通过探测目标与其所处背景之间的温差而探测和跟踪目标,其中尤以探测、跟踪目标尾喷管的红外辐射为主,其次是武器系统表面由于气动加热、阳光辐射或地球辐射的反射作用引起的红外辐射。因此,红外隐身技术研究的重点是尾喷管的红外特征信号抑制。主要途径有非常规喷管外形技术、隔热与屏蔽技术、混合/冷却技术、改变燃烧效果等。例如,美国的F-22战斗机通过矢量可调管壁来降低其二元矢量喷管所产生的红外辐射;"战斧"巡航导弹采用涡轮风扇发动机使其红外辐射得到大幅度抑制;"科曼奇"RAH-66隐身直升机的一体化条带式外抑制器则采用波瓣混合并结合大宽高比二元喷管等技术研制而成。F-117隐身战斗机上采用固定式的二元大宽高比喷管,等等。此外,通过结合使用吸热、红外迷彩材料来控制第二类红外信号可使武器系统的红外特征信号得到很好的抑制。

2.3声特征信号控制技术

新一代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、涡流噪声等声源组成。用于抑制可探测噪声级的常用声响特征信号减缩方法有:降低噪声级和改变噪声特性。具体是指降低声响频率范围内的声功率;修改噪声的频谱特性(幅值和频率)以增加噪声通过大气、大气-水界面和海里时的噪声衰减;对噪声采取遮挡和吸收措施。

2.4视频特征信号控制技术

随着隐身技术研究的不断深化和现代战争对武器提出的全天候作战要求,以往不是很重要的视频隐身也已提到日程上来,并日益得到重视。采用雷达隐身技术的美国F-117战斗轰炸机黑夜隐身性能好,但在白天,用肉眼/光学仪器就能看到这种以天空为背景的黑色飞机,而勿需雷达就能瞄准。为此,美国等发达国家极其重视视频隐身技术的研究,目前正在大力开展特殊照明系统、适宜的涂色、奇异的蒙皮、电致变色材料和烟幕伪装等视频隐身技术的研究工作。
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发表于 2009-2-19 19:45:08  | 显示全部楼层
科学家和军事家们预测,未来战争将有10大尖端武器称雄战场。

1、 激光武器:激光武器是当前所谓新概念武器中理论最成熟、发展最迅速、最具实战价值的前
卫武器。它以无后座、无污染、直接命中等诸多优点成为发达国家研制中的未来重点武器。激光
武器将用于对付高速小型目标;同时还将广泛用于破坏敌方光学系统和摧毁红外指导系统;另外
利用卫星可以有选择地用激光束击中任何人和目标,如果使辐射的频率达到必要程度,可以致人
于死地。目前美国正在研制几种能用激光使敌方士兵眼睛失明的武器,有一种称之为激光对抗系
统,可将其安装在M━16步枪上,这种系统可以释放出一种激光束,在1公里内能把人的视网膜烧
坏;还有一种被称之为佩刀━203,它实际上是一种激光手榴弹,在爆炸后可以使人暂时失明。

2、芯片武器:芯片是构成计算机系统的最小器件单元,是计算机系统的核心部件。芯片武器是
在计算机中央处理器做手脚,使对手的指挥系统受制于人。其主要特点有:一是隐蔽性。芯片武
器犹如人体心脏、军队指挥中心、但在世界武器和高技术产品贸易中,要发现这些暗藏的“组件”
非常困难。战时,发现何时这些部件被启动更加困难。二是信息性。通过与芯片武器的信息沟通,
窃取情报,从“软杀伤”角度影响对手信息系统的安全和稳定,从而为实施“硬杀伤”奠定基础。
三是广泛性。在未来战争中,芯片武器攻击将不只是战略系统,对战役、战术系统的攻击程度也
会急剧增加。由于芯片武器可避免大规模的伤亡,为最后取得胜利创造有利条件,因而在未来战
场中将得到更为广泛的应用。

3、基因武器:军事领域的基因工程是一种种族灭绝的武器。因为人的任何形态都反映了他的基
因,因此用基因武器杀人,可以达到灭绝种族的目的。比如说,用基因武器可以只杀红褐色头发
的人,也可以只杀矮个子或高个子,蓝眼睛或黑眼睛的人。据透露,一些西方国家正准备制造
“种族变异病毒”,通过对具有群体遗传特点的人体细胞、组织器官和机体系统,施加目标明确
的化学或生物影响,使基因密码出现差错,从而达到杀人的目的。

4、“纳米”武器:随着纳米技术的不断成熟,在未来战场上将出现各式各样的袖珍侦察机、战
斗机等武器。作为21世纪一项关键技术,美国开发纳米技术的经费中有一半左右来自国防部系统;
欧洲有关纳米技术的一项军事研究计划已在法国一个实验室开始起步。预计21世纪利用纳米技术
开发的微型武器将充斥未来战场。未来,“纳米卫星”将布满天空。这种卫星比麻雀略大,重量
不足0.1千克,各种部件全部用纳米材料制造,采用最先进的微机电一体化集成技术整合,具有可
重组性和再生性,成本低,质量好,可靠性强;“蚊子导弹”将具有神奇的战斗效能。利用纳米
技术制造的形如蚊子的微型导弹,可以神不知鬼不觉地潜入目标内部,其威力足以炸毁敌方火炮、
坦克、飞机、指挥部和弹药库等;“袖珍飞机”将无所不在。这是一种如同苍蝇般大小的袖珍飞
行器,可携带各种探测设备,具有信息处理、导航和通信能力。其主要功能是秘密部署到敌方信
息系统和武器系统的内部或附近,监视敌方情况;“蚂蚁士兵”将大显神通。这是一种通过声波
控制的微型机器人。这些机器人比蚂蚁还要小,但具有惊人的破坏力。它们可以通过各种途径钻
进敌方武器装备中,长期潜伏下来。所有这些纳米武器组配起来,就建成了一支独具一格的“微
型军团”。

5、粒子束武器:所谓粒子束武器就是利用微观粒子构成的定向能量束来摧毁目标的武器。这主
要由高能电源、粒子产生装置、加速器和电磁透镜组成。它具有快速、高能、灵活、干净和全天
候的特点,可在极短时间内命中目标,适合于对付远距离调整飞行的洲际弹道导弹。但到目前为
止,粒子武器的研制不论是技术成熟程度,还是研制规模都不如激光武器,但到下世纪这种武器
很有可能研制成功,并成为理想的战略防御性武器。

6、隐形武器:隐形武器的出现是人们千百年来不懈追求的结果。正在秘密研制中的隐形武器有
隐形飞机、隐形导弹、隐形舰船、隐形水雷、隐形坦克等。未来隐形武器将朝着多兵种、全方位、
更隐蔽的方向发展。等离子体隐形技术是近年兴起的新技术,其优越性在于几乎不使武器装备作
任何结构和性能上的改变,可通过等离子体层对雷达波具有特殊的吸收和折射特性,使其反射回
雷达接收机的能量很少,因而使敌方的探测系统难以侦察和发现,从而达到武器装备的隐身目的。
实验表明,等离子体涂料可使飞行器表面的空气形成等离子层,用它包围诸如飞机、坦克、舰船、
卫星等武器装备的表面,可使反射回雷达接收机的雷达波下降到原来的1%。另外,这种等离子层
不仅可以吸收无线电波,还能吸收红外线辐射。与美国B-2A战斗轰炸机、F-117A战斗轰炸机、
F-22战斗机所广泛采用的外形和材料隐形技术相比,等离子体隐形术具有很多独特的优点:吸波
频带宽,吸收率高,隐形效果好,使用简便,使用时间长,价格便宜;无需改变飞机的气动外形;
由于没有吸波材料和吸波涂层,可极大地降低维护费用。

7、天灾武器:也称为气象武器,而所谓的气象武器就是通过人工影响天气和气候在军事上的应
用,利用人工影响天气的方法,使敌对国家遭受水灾、飓风、雹灾、旱灾和地震,给对方造成极
其严重的损失。在越南战争期间,美国曾在越南进行过数次人工降雨试验,造成局部地区洪水泛
滥,使越南的“胡志明小道”泥泞难行,以阻止越南北方部队的和武器装备的运输,其效果要比
动用轰炸机轰炸明显得多。

8、 微波炸弹:微波炸弹是利用强波束能量杀伤目标的一种新型武器。它由高功率发射机、大型
发射天线和辅助设备组成。当超高功率微波聚集成一束很窄的电磁波时,它就像一把尖刀“刺”
向目标,达到毁伤目标之目的。

9、信息武器:高技术局部战争是整体力量的对抗。

要打赢这样一场战争,不仅需要夺取制空权、制海权,而且还要争取到信息优势,将各军兵
种的各类武器装备的软件硬件有机地结合起来,发挥整体优势。C4I(指挥、控制、通信、计算机、
情报、监视、侦察)系统就是“融合”作用的武器系统,它能将所有信息数据库和数据汇集起来,
达到信息共享、共用、共调,大大提高指挥时效性和准确性。

10、太阳武器:所谓的太阳武器就是利用太阳光来消灭敌方的武器。实际上利用太阳光作为武器,
早在公元300年就使用过。传说,当时罗马舰队占领了叙拉克市,为了打败罗马军队的进攻,当
时著名的科学家阿基米德发动市内所有妇女都带上一面小镜子来到码头,并用镜子把太阳光反射
到距离最近的一艘军舰上,当时军舰立刻起火。1994年俄罗斯卫星曾在轨道上安放了一面镜片,
镜片的反射光在夜间擦过地球,这说明目前的技术已经能够在4万米高空集中镜面反射光。据计
算,聚焦的热源中心温度可达数千度,可以毁灭地球上的一切,这种武器也很有可能出现在下一
世纪的战争中。
参考资料:http://chengro.blog.hexun.com/3676997_d.html
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发表于 2009-2-19 22:34:15  | 显示全部楼层
最近太忙了,每天只上很短时间的网,对不住各位了。先占个位子,过几天再慢慢看,谢谢啦。
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发表于 2009-2-23 18:58:10  | 显示全部楼层
这个只是可以优先使用
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