低频反隐身技术系统技术：雷达和隐身如何工作

关于雷达，隐身有两个组成部分——吸收和偏转。通过物体的形状，可以将雷达波偏转远离光源。使用特殊材料（通常是铁氧体），可以吸收大部分雷达。对于红外线，当然是另一种可能的检测模式。隐形飞机通常还通过将外部空气与其排气流混合来采用红外抑制。它们还（大部分）亚音速飞行以保持较低的皮肤温度。无论如何，红外线也不利于远程探测——你真正需要担心的只是击败肩射导弹。
复杂目标对电磁波的作用包含镜面反射、边缘绕射、尖顶绕射、爬行波绕射、行波绕射和非细长体因电磁突变引起的绕射等。对于无隐身措施的常规飞机，它的散射场包括反射和绕射场，主要是镜面反射和边缘绕射起作用。 对于隐身飞机，采取多种措施，使镜面反射和边缘绕射基本消失。典型的战斗机的雷达散射截面积(RCS)约1平米，而“隐身”飞机的RCS仅为0.01平米，甚至更小。
雷达和隐身如何工作>
虽然F-117的开发和制造始于1978年，但直到1990年才向公众公布。F-117制造中使用的不寻常的设计和材料使其对雷达防御系统不可见。机场空中交通管制每天要处理超过上千次起降，这一切都归功于雷达（无线电探测和测距）。
雷达本质上是回波检测。当你对着峡谷大喊大叫时，声音会扩散开来，从坚硬的岩石表面弹跳和散落。其中一些分散的声音会反弹到你身上，你会听到回声。

雷达不是声波，而是使用无线电波。
雷达天线发出无线电波脉冲，然后“侦听”其中一些信号（称为“雷达特征”）反弹。尽管反射只是无线电发射的一小部分，但放大器可以增强它。一个足够大的信号在雷达操作员的屏幕上变成了一个昙花一现，甚至在数百公里之外。

行波/表面波散射(Traveling /Surface Waves)：照射到飞机机身上的入射雷达波可以在其表面产生行进电流，该行进电流沿着路径传播到表面边界，例如前缘，表面不连续处等。这样的表面边界可以导致后向行波或者向多个方向散射。这种反射可以通过雷达吸收材料，雷达吸收结构，减少表面间隙或边缘对齐来减少。
由于多普勒效应，可以计算飞机或轮船的速度和方向。如果物体向探测器移动，无线电波会轻微挤压。同样，如果移开，波浪也会被拉伸。（同样的技术今天也用于其他应用，如汽车自动制动、导弹防御系统和天气观测。当然，雷达可以被击败。隐形技术偏转无线电波的方式使得很少或根本没有反射到源的方向上。虽然听起来很简单，但实际上将其付诸实践证明非常困难。飞机通常具有圆形机身或机身，机翼和尾翼上有大平面。虽然这种形状具有空气动力学优势，但它也非常适合反射无线电信号。

随着雷达波长的增加(频率的降低)，镜面反射的强度减小，且波瓣宽度变宽。同样的现象也发生在雷达上，如果孔径大小保持不变，频率的降低将增加波束宽度。由于镜面反射波瓣变宽，使雷达波偏离将更加困难，并且反射的能量将分布在更广的范围。

在1970年代后期，洛克希德公司在美国的秘密臭鼬工厂部门生产了一架雷达跳动飞机，看起来像是直接从科幻小说中飞来的  F-117夜鹰。它从尖端到尾巴长20米，翼展13米，但反弹回了一只鸟的雷达信号。
许多小的平面将无线电信号从其源头散射出去。这架飞机还拥有雷达吸收材料，这些材料今天仍然是绝密的。
它的现代对应物F-22猛禽具有比弹珠还小的雷达信号。

飞机的雷达截面（RCS）由两个主要因素决定：飞机的形状和飞机材料的电磁特性。隐形飞机涂有雷达吸收材料。我真的不知道这是如何工作的，但它大大降低了雷达反射的强度。飞机整形在很宽的雷达频率范围内有效，但雷达的纵横角范围有限。飞机的形状可以确保大多数雷达波被散射并且不会反射回发射器。机翼的前缘和后缘、控制面、进气门/间隙等都可以对齐，以确保任何被反射的雷达波在一个或两个精确的方向上反射。这意味着，如果飞机的方向与雷达的方向正好，雷达将很容易检测到它，但在所有其他方向上，雷达将无法检测到它。

有两种方法可用于限制RCS通过飞机的形状。第一个称为刻面。在这种情况下，飞机的外表面几乎完全由平坦的表面制成（例如F-117，最著名的隐形飞机）。刻面限制了返回雷达的法线反射次数。
在第二种方法中，飞机的外表面是光滑的，并且具有连续变化的曲率（例如B-2轰炸机）。这基本上实现了与刻面相同的影响，但需要更大的计算能力来预测正确的曲率。RCS的另一个主要贡献者是发动机的压缩机叶片。雷达波正面撞击压缩机叶片会产生非常强烈的反射。在隐形飞机中，发动机的前部通过使用略微 S 形的进气口隐藏在雷达的视野之外。 
针对隐形技术的策略并不多。更强大的雷达是一种选择，但功率的增加必须是巨大的。据信，采用多个高功率雷达的最新俄罗斯地对空导弹系统可以在近距离获得F-117的显着反射。毕竟，F-117 是 30+ 年前的技术。红外特征可以用特殊的发动机喷嘴来压制，这些喷嘴可以分散热量和不强烈辐射的材料。红外特征只能在相对较短的距离内检测到。隐形飞机的想法是，它将能够在不被发现的情况下从远距离摧毁任何威胁，从而远离红外探测范围。如果隐形飞机确实进入红外探测范围，它将受到巨大威胁。现代红外制导导弹仍然可以轻松锁定隐形飞机的喷射管。
所有真正的“隐形飞机”（F-117、B-2、F-22、F-35）在部署弹药时都会失去很多隐身性。所有这些飞机都在内部携带炸弹和导弹，武器舱门必须打开才能释放它们。当舱门打开时，飞机的隐身形状基本上被毁了;雷达从打开的舱门获得相对较大的反射。然而，这些飞机大多能够使用远距离武器（如巡航导弹）将其弹药部署到目标。武器舱门的雷达特征在 100+ 英里外非常小。当然，一旦武器部署，舱门就会关闭，飞机就会再次变得隐身。雷达信号仅在持续相当长的时间时才对目标捕获有用。
红外检测通常被夸大。IR在很大程度上依赖于大气条件。它的行为更像光，而不是雷达辐射。因此，范围是有限的，云和雾会严重降低它。由于这个问题，大多数红外制导导弹都是短程的。空对地红外导弹不会达到很高，如果防空战斗机接近隐形飞机，红外探测不是您的主要问题。雷达隐身也与频率有关。极低频雷达（巨型雷达）较少受到隐身的干扰，但它们还有其他几个问题。另一个技巧是寄生虫辐射。如果您知道某个区域的整体电磁辐射图，则可以在金属碎片破坏该模式时检测到它们的变化。工作原理与机场办理登机手续的安全端口几乎相同。但是，连续变化的电磁干扰应该照顾到这样的技巧。
隐形飞机使用隐形技术，通过利用高光混合来逃避识别，目标是飞机可以用雷达入侵，并进一步降低“射频（RF）范围”，声音和红外视觉的可欺骗性。在最近的几十年中，隐身技术已被证明是逃生雷达系统方面最好的方法之一。隐身旨在逃避识别或试图掩盖，对于飞机来说，避免雷达隐蔽。隐形创新中使用的想法并不难。它利用该指南来保留和镜像雷达波。飞机以不同的方式重定向雷达波，并限制返回雷达的雷达波。另一个奇迹是允许飞艇完全保持入射雷达波长，以各种方式居住在电磁重新纳入的能量中。用于制造飞艇的结构和材料选择通过飞艇完成的隐身程度。雷达无线电线释放无线电能量的想法，然后通过任何发生识别的项目返回。反射所需的时间由雷达无线电线测量，它可以判断物体离多远。
隐身作为一个想法对战斗来说并不新鲜。隐身作为一种事物使用意味着以秘密方式展示移动、主动或继续;隐身或隐身的品质或正常，以非凡的考虑和安静移动的示范或商标，特别是为了与识别保持战略距离或与通知保持战略距离。从军事意义上讲，隐身可以用来指避免对手注意到自己的主张权力的方法，目的是让这些回避敌人注意的权力可以以一种方式传达，即不了解权力的存在和区域的敌人在关键或战略层面上对他在战斗中的缺点感到惊讶。隐形创新的完整和彻底的定义如下：“隐形创新也命名为低可观测（LO）创新，涵盖了与劳动力，船舶，飞机，潜艇，卫星和火箭一起使用的程序范围，以使它们不那么引人注目（在一个无法察觉的完美世界中）雷达，声纳，红外和其他发现技术。它涉及电磁频谱这些部分的覆盖”。在后来的场合中，“隐形创新已经更多地与能够躲避雷达的军用飞行器和旨在区分和连接飞行器的不同传感器联系起来”。
真相定义隐身创新将隐形创新描述为“表示或暗示计划降低飞行器和火箭的雷达、热量和声学可识别性的创新”。对军用飞机使用隐身的倾向。这本专著计划着眼于隐身技术和隐身飞行器结构的进步，以及隐身创新对高架战斗的影响。现代红外系统对大气条件的依赖性要小得多。此外，现代红外导弹可以有相当好的射程（俄罗斯弓箭手导弹可以正面10英里）。红外传感器用于空对地导弹（例如D型特立独行），其精确目的是可以穿透雾霾和尘埃云。我想说的是，如果防空战斗机足够接近隐形飞机，红外探测是主要问题。雷达制导导弹可能无法锁定隐形飞机，而红外导弹则无法锁定。
隐形飞机是否会通过从飞机顶部（相对于地面）部署（射弹武器）来降低其探测脆弱性，从而降低武器门被检测到的可能性？此外，如果射弹武器发射，例如导弹，相对于地面 bsed 雷达天线“向上”，该武器的雷达剖面会更小吗？从理论上讲，雷达信号是否可以不被吸收，而是分散，飞机上的发射器向地面发送信号，该信号将被塑造/脉冲，使地面雷达看起来好像隐形飞机不存在？,正如Russ_Watters指出的那样，大多数当代隐形技术都依赖于对迎面而来的电磁辐射的吸收或偏转。曾经（出乎意料地）发现的对策是利用这一特性来检测隐形飞机。一个简单的例子：假设你有一个源 A 和一个接收器 B。如果隐形飞机在它们之间飞行，则B的接收将暂时切断。但它不应该是（如果考虑到所有干扰）。所以你得出结论，那里有一些东西，在战争时期（特别是如果你面对美国人），安全的赌注是它是一架隐形飞机。已经讨论了用于有限检测和/或跟踪的无源红外传感器。

另一种可能性是使用巡回探测器持续搜索隐形飞机。基本上，隐形飞机在各个方向上的隐身性并不相同。隐形飞机的飞行路径通常必须经过精心规划，以确保雷达到已知雷达站的横截面始终最小化。这种效果的一种选择是预警机型飞机。另一种是无人驾驶飞行器（UAV），它在具有随机飞行路径的区域上空徘徊并不断搜索目标。无人机已经常规用于侦察任务，尽管通常是不同类型的。另一种可能性是使用聚焦波束来探测隐形飞机，通过简单地增加雷达的焦点来有效地“提高”雷达的功率。基本上，您可以通过增加焦点来增加W/面积。一个穷人相当于一个强大的雷达。虽然它们明显的缺点是扫掠区域很小，但大多数隐形飞机都是缓慢且不可操纵的。快速扫过天空和/或脉冲光束可以解决这个缺点。