隱身技術是現代戰爭致勝的關鍵之一，使用吸波隱形材料可以在幾乎不影響飛行器氣動和強度性能的情況下減縮其雷達散射面積，特別適用於一些無法或難以採取外形措施的部件，如彈翼、機翼前緣部位等。
鐵氧體、金屬微粉、欽酸鋇、碳化矽、石墨、導電纖維等均為傳統吸波材料，它們通常都存在吸收頻帶窄、密度大等缺點。新型吸波材料包括納米材料、金屬纖維材料、“手征”材料、導電高聚物及電路模擬吸波材料等，它們具有不同於傳統吸波材料新型的吸波機制。
基本介紹
- 中文名：吸波隱形材料
- 外文名：absorbing stealth material
- 作用：減縮雷達散射面積
- 套用：飛行器隱身
- 吸波材料分類：阻抗匹配型和諧振型
- 吸波劑：鐵氧體、導電高聚物、手征材料等
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簡介
雷達隱身技術是現代戰爭中必不可少的電子對抗技術。海灣戰爭、北約襲擊南聯盟等表明，隱身技術己成為現代戰爭致勝的關鍵之一。飛行器(飛機、飛彈)隱身的技術途徑主要有兩條：一是通過外形設計降低飛行器的雷達散射截面積RCS(Radar CrossSection)；二是飛行器套用吸收雷達波的材料，即雷達吸波材料RAM (Radar Absorption Material)，它是利用吸收劑與電磁能的相互作用而達到損耗電磁能的目的。外形隱身技術可以在不增加飛行器重量的情況下減小其RCS，而且在很寬的頻帶內有效，但隨之出現的問題是氣動性能的變化〔一般是變壞)和強度的降低。而使用RAM可以在幾乎不影響飛行器氣動和強度性能的情況下減縮其RCS，特別適用於一些無法或難以採取外形措施的部件，如彈翼、機翼前緣部位等，所以研究和開發高性能的雷達吸波材料成為各國軍事技術領域中的一個重大課題。
發展歷史
電磁波吸收的研究始於20世紀30年代，荷蘭人研發出第一種吸波材料。這種吸波材料以高損耗的炭黑和高介電常數的二氧化鈦作為介質，使得吸波材料有較小的厚度。
二戰期間(1935-1945年)，德國研發出用於潛艇隱身的"Wesch”材料，它由約0.3英寸的橡膠基羧基鐵複合板構成。由於表面具有格紋結構，因此這種材料能夠吸收較寬頻段的電磁波。此外，德國人還發明了由多層電阻片和介電材料層交替疊置構成的Jaumann層吸波材料。該材料能夠在雷達波段實現-20 dB的反射率。隨後，美國人Salisbury W. W.發明了λ/4諧振吸收屏，其在共振頻率處能夠增寬25%的吸收頻寬，該結構被命名為Salisbury屏。
20世紀50年代，Sponge公司商業化生產了“Spongex"雷達吸波材料，當把這種材料製成2英寸厚時，在2.4~10GHz的反射率能達到-20 dB此外，Severin和Meyer開始研究電路模擬吸波材料，通過實驗研究了電路環、薄片、偶極子等載入的吸波材料。這也是頻率選擇表面(FSS)吸波材料研究的起源。
20世紀80年代至今，隨著計算機技術的發展，吸波材料進入了精密最佳化設計階段。根據材料的電磁參數，可以通過計算機輔助設計技術計算出在給定厚度、頻率下的吸波性能，同時對吸波材料進行最佳化。例如，用遺傳算法、有限元法、FDTD等技術來最佳化Jaumann層結構。導電聚合物基複合材料和手性材料也逐漸用於吸波材料領域，並用有效介質理論來計算這些新材料的復介電常數和復磁導率。
結構類型及設計
按照雷達吸波材料的吸收機理，可以將其分為阻抗匹配型和諧振型兩類吸波材料。
阻抗匹配型吸波材料
錐體形吸波材料
