探讨下一代战斗机雷达隐身技术的研究和发展.doc

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1、探讨下一代战斗机雷达隐身技术的研究和发展　　雷达隐身作为“全频谱隐身”的重要内容，随着军事强国对下一代战斗机研发的开展受到越来越多的重视。文中总结了当前雷达隐身技术，在分析下一代战斗机对雷达隐身需求的基础上，展望了正在发展的可能应用于下一代战斗机的雷达隐身技术，对开展我国下一代战斗机雷达隐身技术的研究和发展具有一定的指导意义。　　引言　　雷达作为获取战场态势信息的主要装备，具有作用距离远、发射功率大、雷达反射截面积（RCS）大等特点，因此，雷达隐身成为射频隐身的主要内容，若不能有效控制机载雷达系统的RCS和电磁辐射特征信号，则通过外形、结构和材料隐身而实现的整机隐身

2、会受到严重破坏。相反，良好的雷达隐身不仅可以迫使敌方启动主动辐射探测装置而非被动探测装置，从而使己方通过被动装置感知威胁，对其定位识别，获得利用反辐射武器和电子攻击的机会，还可降低敌方探测系统的可信度，迫使敌方增加探测系统、火控系统和导弹等装备的复杂度和成本。　　1、当前雷达隐身技术　　按照特征信号的类型，雷达隐身可通过主动和被动特征信号控制和缩减两种途径实现。主动特征信号缩减的方法通常被称作低截获概率(LPI)技术，包括辐射功率控制、辐射时间控制、宽频带、LPI波形设计等。被动特征信号的缩减通常被称为低可观测性(LO)技术，即通称的隐身技术，如雷达罩低RCS外形设

3、计、频率选择表面(FSS)技术、雷达罩非工作时间全反射设计、天线阵面倾斜设计、雷达舱采用吸波材料技术等。当前雷达隐身技术主要有低旁瓣天线技术、辐射峰值功率控制技术、隐身波形设计技术和孔径综合技术等。　　1.1低旁瓣天线技术　　战斗机雷达的功率频段多选择在较高的X频段，具有较窄的主瓣波束宽度，照射截获接收机的概率很低，被截获接收机截获的通常是副瓣辐射能量。理论上，通过天线孔径上幅度加权函数能够实现任意想要的天线副瓣，实现缩减天线副瓣的目的。当前有源相控阵发射副瓣缩减的加权方式有发射组件线性放大、天线孔径多阶加权、辐射单元特殊排布方式等。发射组件线性放大能够随意控制辐射

4、功率，其代价是发射功率降低。天线孔径多阶加权是均匀加权与理想加权之间的折中，具有较好的工作稳定性。辐射单元特殊排布通过天线口径在特定方向上的投影模拟出在要求方向上的理想口径来实现特定方向上的辐射低副瓣。　　1.2辐射峰值功率控制技术　　高增益、低副瓣状态下获得LPI的重要途径是降低天线的峰值辐射功率，为了不损失距离分辨率和探测距离，这通常通过对发射信号进行调制，发射高带宽时宽积信号来实现。对于多机协同，可采用连续波、准连续波体制的收发分置方式，一部雷达发射，其他接收。而对于单机作战，主要工作于收发共用的脉冲方式，此时采用高占空系数和多脉冲重复频率来解决低峰值功率、高

5、平均功率、距离遮挡和测量模糊问题。　　1.3隐身波形设计电子支援系统　　随着ESM快速测频技术的发展和广泛应用，ESM测频速度越来越快，工作于脉冲多普勒模式的传统雷达由于必须发射相参脉冲串以进行相参积累检测，在帧间不能改变发射频率，雷达工作频率很容易被ESM系统测量。特殊的波形设计是机载雷达躲避ESM系统侦察的主要手段，通过辐射复杂调制信号，可降低截获接收机对信号的检测、分选、识别概率，并提高匹配滤波得益。当前广泛使用的隐身信号有宽带线性调频信号、离散相位编码信号等，宽带线性调频信号已在机载雷达中广泛应用，雷声公司16位的弗兰克码也在雷达中得到应用。　　1.4孔径综

6、合技术　　孔径综合是将雷达、通信、导航、敌我识别、电子对抗等功能的天线集成设计，减少战斗机上众多的天线数量和RCS，实现天线的低可观测性。这种设计以第五代战斗机F/A-22和F-35最为典型。F/A-22使用的APG-77有源相控阵雷达除了具有雷达功能外，还集成了情报侦察、电子干扰和通信等功能，支持无源定位能力。　　　　图1F-22战斗机及其雷达系统　　2下一代战斗机对雷达隐身的需求　　随着F-22、F-35、J-20的服役以及Su-57的成功试飞，军事强国纷纷开始探索下一代战机。美军为继续保持空中优势，作了大量预研工作，其下一代战斗机有可能在2034年～2035年

7、服役;苏霍伊公司于2016年向国防部提交了发展下一代战斗机的初步报告，宣称要在2025年前后首飞;日本提出i3战斗机构想，将于2030年前后服役。　　2.1下一代战斗机的概念　　美俄对战斗机的划代采用不同的方法，为避免混淆，本文将F-22、F-35、Su-57、J-20之后的新一代战斗机定义为下一代战斗机。　　2.2下一代战斗机的能力特点　　美军对下一代战斗机的主要使命任务定位为遂行进攻性和防御性的对空作战，作战样式包括空中遮断、近距空中支援、敌方防空压制等，要求具有更快的速度、更远的航程、更好的机动、更强的隐身、更全向的态势感知、更突出的武器打击和防御能力，同