CN104901018A - 一种具有反雷达侦测功能的面板 - Google Patents

Abstract

一种具有反雷达侦测功能的面板，根据国际分类表IPC划分，这种具有反雷达侦测功能的面板属于物理类G01S 13/02利用无线电波反射的系统。当前反雷达探测的隐身技术大多局限于应用吸波材料、电磁干扰手段或是使装备具有棱角与平面的外形结构，使对方探测的雷达波向其照射路径以外的方向反射的方法。上述方法存在生产、使用及维护成本高，隐身效果不理想的不足。针对上述情况，发明了这种具有反雷达侦测功能的面板。利用电磁波的反射遵循“入射角等于反射角”的原理，通过众多组成面板的每一个中空的几何体内壁、几何体内部的锥体以及几何体内壁上规则叶片之间的相互配合，使几何体敞口一侧射入的雷达波不能向几何体外部反射，从而具备反雷达侦测的功能。

Description

一种具有反雷达侦测功能的面板

技术领域

根据国际分类表IPC划分这种反雷达侦测功能的面板属于G01S13/02利用无线电波反射的系统。

背景技术

当前反雷达探测的隐身技术大多局限于应用吸波材料、电磁干扰技术或是通过使装备具有特殊棱角与平面的外形结构，使对方探测的雷达波向雷达照射路径以外的方向反射的方法。上述方法，就吸波材料而言，不仅造价及维护费用高，而且还存在环保方面的隐患。对于应用“具有隐身功能的气动外形”的方法，既使探测雷达波向其入射路径以外的其他方向反射的方法，仍避免不了在某一角度下会被对方雷达探测设备发现反射的雷达回波。而对于电磁干扰技术来说，不仅需要高功率的设备，仅就电磁干扰技术的实施本身也是一种即将开展某项军事行动的“宣示”。对此，设计了这种“收纳式”的反雷达侦测面板，它可以使对方照射的雷达波不能向雷达接收器反射，从而达到雷达探测隐身的目的。

发明内容

一种具有反雷达侦测功能的面板，其功能是这样实现的，利用电磁波的反射遵循“入射角等于反射角”的原理，通过特殊的结构设计，使对方照射到该面板的雷达波不能向雷达照射路径反射，从而达到雷达探测隐身的目的。

该面板由众多中空的正六边形几何体，既六棱柱体组成，使之相互之间能够镶嵌融合。也可以由众多的正方形柱体、正三角形柱体以及具有一个内角为60度的菱形柱体这三种具备各条边及侧面能够全等、镶嵌融合条件的中空的多边形几何体组成。考虑到面板结构的强度需求，优先应用六棱柱体结构举例。以下均以六棱柱体结构进行说明，若应用中空的正方形柱体、正三角形柱体以及菱形柱体等多边形几何体结构组成这种反雷达面板，其应用原理相同。

每个六棱柱体的底部为封闭的结构，既面板的一侧为封闭的结构；每个六棱柱体的顶部为敞口结构，既面板的另一侧为敞口结构。

每个六棱柱体内部均设有一个六棱锥体2(或圆锥体、三棱锥体)，六棱锥体顶端的高度位置应在六棱柱体高度的四分之三上下处，并且还可以根据实际需要进行调整。六棱椎体可由中空的轻质金属材料构成，也可由吸波材料、非导体材料或是由以上材料组合构成，如在椎体顶端应用非导体材料等。六棱锥体的表面应尽量光滑，其锥度可以根据实践确定最佳角度，对于六棱柱体内部的锥体而言，无论是钝角还是锐角，对于雷达波的反射路径都不会存在不利影响。六棱锥体的底部并不与中空的六棱柱体的底部直接相连，而是由一个倒立的六棱锥体或是倒立的圆锥体4连接。这种起连接作用的椎体的表面应与六棱柱体内壁1上凸起的规则叶片3呈平行的状态，其材料构成与六棱锥体相同，表面同样需要制作成光滑的效果。

六棱锥体2的底部边缘与中空的六棱柱体的内壁1之间，距离相近却并不相连，要留有一定的空隙。这样的设计既可以避免形成折角，造成折角处的雷达波的反射，又可以使射入的雷达波由此空隙通过，并在六棱柱体内壁1上高度位置低于六棱锥体2底部边缘的规则叶片3的作用下改变雷达波的飞行路径。

在六棱柱体内部的六棱锥体2底部边缘以下的高度位置，中空的六棱柱体的六个内壁1之上均设有规则凸起的叶片3结构。叶片与六棱柱体内壁的连接处应是圆滑自然的过渡，叶片的伸展幅度应大于六棱锥体2底部边缘与六棱柱体内壁1之间的缝隙。叶片的表面应尽量光滑，并与六棱柱体内部起固定连接作用的倒置的锥体4的表面平行。其作用是改变射入六棱柱体内部的雷达波的传播路径，并使其不能向六棱柱体外部反射。在每个中空的六棱柱体中，每个相邻的内壁1与叶片3的连接处具有一定的高度差，每个内壁1与叶片3的连接处的高度又与相隔的内壁上的叶片连接处的高度相同。这样的设计可以避免使六棱柱体内部相邻内壁上的叶片相互影响伸展的姿态，并且避免构成折角，从而形成折角处的雷达反射波。

再有，在众多中空的六棱柱体之间相邻的三个边的结合处，应该留有缝隙，缝隙的深度可以达到六棱柱体高度的四分之三上下的位置。这样的设计可以避免当面板在倾斜一定角度时，每个六棱柱体上部相邻的边所构成的折角造成折角处的雷达回波。若此项设计并不具有实际意义，也可以不应用。

每个六棱柱体的正六形的边长以及六棱柱体的高度可以根据实际需要而定。每块面板的边缘部分，没有构成六棱柱体的区域可以由吸波材料填充，也可以与另一块面板对接从而使边缘部分构成新的六棱柱体群。如图1中的黑色边缘区域。

这种面板的敞口一侧需要覆盖具有透波性质的光滑的玻璃钢平板，或是应用“玻璃纤维增强塑料”等重量轻强度高且透波性能好的材料代替。其作用是封闭这种反雷达侦测面板的敞口一侧，既众多中空的六棱柱体的“雷达波入射口”，这样的设计不仅可以避免异物进入面板内部，而且又可以减少空气阻力，使该面板适合应用于高速运行的飞行器。光滑的玻璃钢面板表面还可以使部分倾斜角度照射的雷达波，向入射路径以外的其他方向反射。就如同玻璃虽然具有很好的透光性质，但是若用手电一类的光束以倾斜角度照射玻璃表面，除大部分光束会透过玻璃发生折射外，还将有一部分光束被玻璃表面反射出去的道理一样。玻璃钢材料制成的面板不仅表面光滑度好硬度较高，而且由于是电的非导体性质，因此其表面不会产生电流现象，即不会发生二次辐射。六棱柱体上部边缘可以镶嵌进玻璃钢平板内，若顾虑玻璃钢平板与六棱柱体构成的面板发生脱离的问题，可以在面板边缘进行加固。

这种面板由于是由六棱柱体组成，不仅强度高，还因为是“大体”中空的结构，所以重量也会很轻。它的重量不仅取决于应用的材料，还在于六棱柱体内径和高度的大小。六棱柱体及内部的叶片可以由轻薄的铝制金属材料或其他更加适合的轻质金属材料制成。之所以应用金属材料，是因为表面光滑的金属材料除了可以利用波的反射定律“改变”雷达波的传播路线外，还可以遮挡射入六棱柱体内部的雷达波，使其不能向面板外部反射。

应该强调一点，构成该面板的各个组成部分，如六棱柱体的内壁、六棱柱体内部锥体的表面以及与六棱柱体内壁连接的叶片的表面，都应尽量制作成光滑的效果，以减少散射效应。如果重量因素允许，还可以考虑在六棱柱体及其内部六棱锥体和凸起的规则叶片的表面覆镀非导体性质的材料。

附图说明

图1，这种反雷达侦测面板敞口一侧的平面图。

图2，单一的一个六棱柱体内部结构的侧视平面剖图。

具体实施方式

该面板是利用波的反射原理，通过组成该面板的每个中空的几何体(如正六边形柱体或正三角形柱体，正方形柱体以及一个内角为60度的菱形柱体)的内壁、几何体内部的锥体以及几何体内壁上规则凸起的叶片之间的相互配合，使几何体敞口一侧射入的雷达波不能向几何体外部反射，从而具备反雷达侦测的功能。制作这种反雷达侦测面板的材料构成，除覆盖面板敞口一侧的平板为透波材料外，其他部位均可以由表面光滑的轻质金属材料构成，或者由轻质的金属材料与吸波材料、非导体材料组合构成。通过制作成相应形状的面板与设备外形相融合，或是通过覆盖、悬挂的方式来遮挡隐蔽设备设施，避开对方的雷达侦测。在应用时，只需使面板敞口一侧朝向外侧，既对方雷达可能照射而来的方向即可。

这种反雷达侦测面板若是研制成功那么它的用途将相当广泛。

如担负向敌方实施突防任务的巡航导弹和反舰导弹的弹体就可以应用此面板，达到“雷达隐身”突袭的目的。我们可以将巡航导弹、反舰导弹的主体外形制作成六棱柱体的形状，弹体的六个平面均由该面板组成，而面板与面板之间的结合部所形成的折角处，可以应用吸波材料覆盖，加之本身的棱角形状，所以同样具有很好的雷达隐身效果。弹翼既可以应用此面板也可以应用透波材料制成。具备这种雷达隐身性能的巡航导弹或是反舰导弹无疑将大大增加对方的雷达侦测难度，增加己方的突袭成功率。

再有，今后的所谓隐身战斗机，也不必再拘泥于对隐身涂料、隐身气动外形等技术的探究(不包含红外隐身技术)。应用本发明所述的“反雷达侦测面板”则可以使以上“复杂的问题”变得“简单”。

此面板还可以应用于无人飞机或是设计一种全新外形的飞机。机身表面与机翼均应用这种面板构成，飞机的外观整体呈现棱角与平面结合的元素。除了具备雷达隐身的性能外，这样做还具有如下好处，既可以不必再去探究飞机复杂的隐身气动外形，就可以达到理想的雷达隐身效果，同时还可以大幅减少吸波材料的应用，不仅生产成本及维护费用降低，而且还具有环保的优点。因为隐身飞机的吸波涂层是需要时常维护的，且材料本身还对人体有害。若高空无人飞机应用这种“反雷达侦测面板”作为机体材料，那么在执行侦察等任务时，就会大大增加无人机的隐蔽性，从而增加其生存概率和任务成功率。

若这种“反雷达侦测面板”研制成功并应用于军用舰只，那么在无遮无拦的大海上，对于体型庞大的军舰来说，无疑会使军舰具备极佳的雷达隐身效果，增加战时的生存系数。当进入作战状态时，将这种“反雷达侦测面板”悬挂或敷设于军舰的外舷以及军舰表面不影响舰载武器和其他装备使用的部位，来达到雷达隐身的效果，增加军舰的隐身生存能力，保障军事任务的顺利完成。

若是潜水艇的升降桅杆的表面也应用这种面板进行伪装的话，同样会大大增加敌方的侦测难度。

另外，一些需要反雷达侦测的兵器装备，如隐蔽的坦克、火炮、车辆等装备，均可以通过在顶部或侧面覆盖、悬挂此种面板而达到敌方雷达无法侦测的效果。(结合视觉伪装)

关于该设计可行性的分析

一、这一发明能否成功的关键在于，被雷达波照射的物体表面产生的“二次辐射的电磁波的方向性是否同样遵循波的反射规律。”在网络上的资料显示，雷达波(既无线电波)照射物体后，会在物体表面生成表面电流，进而发生二次辐射而后才将雷达波“辐射出去”。但是经过分析，这种“二次辐射”同样应该具有波的反射规律性的，既入射角等于反射角。比如应用于救生的装备“雷达角反射器”，他就是利用三个互为直角的平面，构成一个可以使各个角度入射的雷达波按照与入射路线平行的路径反射回去，从而被雷达接收器捕捉。再有，如当今的隐身飞机除了应用吸波材料外，特殊的外形设计，也是为了将对方的雷达波尽可能的向雷达照射路径以外的方向反射，来达到“隐身的效果”的。如美国的F117隐身轰炸机就是在涂有吸波材料的基础上，通过飞机的棱角、平面设计，尽可能的使敌方的雷达波向入射路径意外的方向反射，来增强雷达隐身效果的。若雷达波不是遵循“波的反射定律”的话，那么隐身飞机棱角鲜明的外形设计也就不具有意义了。

还有，隐身飞机的窗口边缘和尾部均设置有锯齿形状，也是通过使雷达波进行数次的反射来达到削减雷达波的反射能量的目的的。由此也可以推论出雷达波的回波是遵循反射定律的，而不是在“表面电流”的作用下，无规则的“二次辐射”。由此，本发明所述方法应该可行，如果再配合吸波材料的应用，其隐身效果将更加突出。

二、构成该面板的众多中空的六棱柱体的口部边缘，是否会成为对方雷达波的反射条件。应对措施，一是，六棱柱体上部边缘可以加工成“薄如刀刃”的状态，加之覆盖有非导体的玻璃钢面板，可以大大降低六棱柱体顶部边缘的雷达反射性能。二是，可以适当调整构成该面板的六棱柱体的内径，从而减小六棱柱体的密度。三是，通过制作材料的应用来加以改善。如结合非导体材料、吸波材料等。

三、该面板在使用过程中是否会在“大量收纳”雷达波后产生升温效应。应对措施，若以上假设成立，一是在面板底部(背部)可以安装散热装置；二是可以考虑利用这种热能使其转化为电能。

Claims (1)

1.一种具有反雷达侦测功能的面板，该面板是利用波的反射原理，通过每个中空的几何体内壁1、几何体内部的锥体2以及几何体内壁上的规则叶片3之间的相互配合，使众多构成面板的几何体敞口一侧射入的雷达波不能向几何体外部反射，从而具备反雷达侦测的功能；该面板可以由众多中空的正六边形几何体组成，既六棱柱体；也可以由众多的正方形柱体、正三角形柱体以及具有一个内角为60度的菱形柱体这三种具备各条边及侧面能够全等、镶嵌融合条件的中空的多边形几何体组成；每个单一的几何体内部均设置有锥体形状的结构2；每个单一的几何体内壁上均设置有规则的叶片3；每个多边形几何体的底部为封闭的结构，既面板的一侧为封闭的结构；每个多边形几何体的顶部为敞口结构，既面板的另一侧为敞口结构；面板敞口一侧由玻璃钢或玻璃纤维增强塑料这种具备透波功能的材料制成的表面光滑的平板覆盖；制作这种具有反雷达侦测功能的面板的材料构成，除覆盖面板敞口一侧的平板为透波材料外，其他部位均可由轻质的金属材料构成，或者由轻质的金属材料与吸波材料、非导体材料组合构成。