2024年12月26日,社交媒体上流传的照片和视频显示,中国当天成功试飞了一款“令人震惊”的高性能有人驾驶第六代隐形战斗机,并由歼-20战斗机伴飞。报道称,这次出现的新型战机采用无尾翼设计,主要是为显著降低飞机在不同波段和各角度的雷达信号。那么战斗机隐身技术需要关注哪些方面呢?
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战斗机隐身与RCS
雷达是一种电子设备,它通过撞击和反射电磁能来识别物体的存在。通常,反向散射称为与入射光线相反方向的反射。目标的大小可以用一个术语“雷达散射截面”来表示,它是目标的反向散射密度和截获功率密度的比率。
要测量 RCS,需要知道 RCS 值对机载、海上、陆地车辆构成威胁的原因,即,RCS 的两个最重要的参数,雷达收发器的频率和纵横角。
低雷达散射截面 (RCS) 和智能控制的低RCS的“隐形”飞机是未来的主要研究方向。据传,6代机可能采用了“智能皮肤”技术,能通过调整表面纹理来对抗不同类型的雷达波,甚至规避热成像探测。
雷达横截面
雷达散射截面的测量在隐身目标的研究中非常重要。各向同性散射是研究物理散射强度的主要概念。
基于信号的传输和接收来分类的,有三种基本的雷达技术——单站、双站和多站。在双稳雷达中,发射机和接收机以一定角度分开,称为双稳角。通常用于确定几何形状下的后向散射信号。
对于3D对象,RCS方程可以定义为:
RCS主要依赖于以下参数:
1)目标结构;
2)频率;
3)场极化和接收天线;
4)入射角。
已有许多方法可用于高频RCS仿真分析,如物理光学(PO)和几何光学(GO)方法。这里介绍利用Stratton-Chu方法研究频率和纵横角的函数。PO方法主要用于Stratton-Chu方程。远场方程如下
其中k和r分别是入射方向和观测方向的单位向量,k0是微源波阻抗,Js(r′)是电流矢量,Ms(r′)是表面S上的磁电流矢量。所考虑的后向散射电场表示为,
[1] R. Ashraf, S. T. Tabassum, and M. Hossam-E-Haider, “Analytical Study of Bi-Static Radar Cross Section with a Comparison at S Band and X Band of F-117 Nighthawk Stealth Aircraft,” in 2018 4th International Conference on Electrical Engineering and Information & Communication Technology (iCEEiCT), Sep. 2018, pp. 406–410. doi: 10.1109/CEEICT.2018.8628055.
R. Ashraf, S. T. Tabassum, R. Tahmid and M. Hossam-E-Haider, "Study and Analysis of Bi-Static Radar Cross Section of a Stealth Aircraft," 2018 3rd International Conference for Convergence in Technology (I2CT), Pune, India, 2018, pp. 1-5, doi: 10.1109/I2CT.2018.8529563.