等离子体与等离子体隐身技术

《等离子体与等离子体隐身技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、等离子体与等离子体隐身技术潘文俊，周明,童创明（空军工程大学导弹学院，陕西三原，713800）摘要：等离子体隐身技术是一种新型的隐身技术，是雷达隐身技术的最新发展。介绍了等离子体隐身的机理及实现方法，阐述了国内外等离子体隐身技术的研究进展，并对其发展前景做了展望。关键词：等离子体，隐身技术TheplasmaandTheplasmastealthtechniquePanWen-jun,ZhouMing,TongChuang-ming(MissileInstituteofAirForceEngineerin

2、gUniversity,ShanxiSanyuan,713800)Abstract:Plasmastealthisthelatesttypeofstealthtechnology.Inthispaper,itsmechanismofactionandimplementationmethod,theresearchprogressesaresummarized,andtheprospectiveviewsareanalyzed.Keywords:plasma,stealthtechnology1引言近二十

3、多年来，随着国际形势的不断变化，各种雷达探测技术及精确制导技术大量的应用于武器系统中，使得各种精确制导武器的命中率比以前提高了1~2个数量级，给传统的作战武器在战场上的生存能力构成了极大的威胁，要提高武器系统的突防能力和生存能力就必须采用隐身技术。等离子体隐身技术[1]作为一种全新的隐身概念，具有吸波频带宽、效率高、使用简便、价格便宜等优点，特别是应用于飞行器隐身时无须改变飞行器的外形，解决了隐身措施与气动性能的矛盾，日益受到国内外国防决策机构和军事专家的关注。2等离子体隐身等离子体被称为物质的第四态，

4、它是由大量自由电子、自由离子、和中性粒子混合而成的非束缚宏观体系。任何不带电的普通气体在受到外界高能作用后，部分电子吸收的能量超过原子电离能从而脱离原子核的束缚而成为自由电子，同时原子因为失去自由电子而成为带正电的离子。当然并非所有的自由电子、正电离子和部分中性原子组成的物质就是等离子体，只有具有足够高的电离度的电离气体才具有等离子体的性质，才能称为等离子体。粗略地说，等离子体是带电的，具有“电性”；而普通气体是不带电的，具有“中性”。当体系中的“电性”比“中性”更重要时，这一体系可以称为等离子体。2.

5、1等离子体隐身的机理等离子体隐身技术是指利用等离子体回避雷达探测系统的一种技术，其中等离子体频率是关键的参数。等离子体频率指等离子体的集体振荡频率，频率的大小代表等离子体对电中性破坏的快慢[2]。等离子体电子振荡角频率为：，式中为等离子体自由电子的密度；e、为电子的电量和质量；为真空的介电常数。同样，离子等离子体的频率可参照上式写成：，式中为离子的质量；由于离子的质量远远大于电子的质量，因此可以把等离子体频率近似等于等离子体的电子振荡频率。等离子体隐身的机理有很多，其中最常见的有两种：折射隐身和吸收隐身

6、[3]。不均匀非磁化等离子体的折射率可以近似的表示为。由于等离子体的折射率与等离子体的自由电子密度有关，适当设计等离子体的密度分布，使入射到等离子体内部的电磁波向外弯曲，使雷达回波偏离敌方雷达的接受方向，从而使目标难以被敌方雷达发现，从而实现对雷达波的折射隐身。同时等离子体也具有高通滤波器的性质，当雷达频率低于等离子体频率时，等离子体的折射率出现虚部，电磁波在传播方向上按指数衰减，沿传播方向的平均传输功率为零，即电磁波不能在等离子体中传播，电磁波将被等离子体完全反射，此时等离子体能以电磁波反射体的形式对

7、雷达进行电子干扰。当雷达频率大于等离子体频率时电磁波入射倒等离子体内部，此时等离子体中带电粒子在传播过程中必然会遇到各种形式的碰撞，等离子体通过碰撞吸收大部分入射波的能量。图1　等离子体隐身示意图2.2等离子体的产生方法等离子体的产生主要有加热致电离、气体放电、放射性同位素、强激光、高功率微波等方法[4]。目前，实现等离子体隐身的途径主要有三种：一是加热致电离产生等离子体，这是一种产生等离子体的最简单的方法，任何物质加热到足够的温度后都能产生电离，实验表明，只有在碱金属存在的条件下，加热致电离才能产生一

8、定密度的等离子体；二是利用微波产生等离子体，即在低温下，通过电源以高频和高压的形式提供的高能量产生间隙放电、沿面放电等形式将气体介质击穿形成等离子体。其击穿的条件是微波电场的均方根值大于击穿电场强度。其中击穿电场强度是微波自由空间波长、气体电离电位、电子平均自由程和特征扩散长度的函数。三是在飞行器的特定部位(如强散射区)涂一层放射性同位素涂料，利用所放出的高能射线使武器周围空间的气体介质电离，形成等离子层，所形成的等离子层具有足够的电子密度