总第284期 根船电子工程 Vol.38 No.2 2018年第2期 5 水面舰艇雷达隐身技术发展与设想 冯洋:朱炜:黄丽云 (1.上海交通大学上海20030)(2.中国舰船研究设计中心(上海)上海201108) 摘要论文简要介绍了国内外雷达波隐身技术发展概况,通过对国内外典型驱护鞭雷达波隐身技术发展情祝进行分 析和梳理,总结出日前水面舰艇雷达波隐身相关的关键技术,并结合面达波隐身前沿技术以及现代海军海上作战模式,分析 提出了未来水面舰艇雷达波隐身技术发展设想。 关键词水面舰短:隐身技术:发展与设想 中图分类号TN958D01:10.3969.isn.1672-9730.2018.02.002 Development and Assumption on Radar Stealth Technology of Surface Combat Ships FENG Yang'ZHU Wer HUANG Liyun' (1.Shanghai Jiao Tone University,Shanghai 200030) (2.China Ship Development Design Center.Shanghai 201108) the devel topical d and abmoad the kev urface combat shim izlComlhinedwihlealing-egeofarlh ship Key Words Class Number TN958 1引言 功率;S为接收机可辨识的最小功率:G为天线增 益:入为雷达工作被长:G为雷达散射截面。由公 水面舰船隐身主要句括雷达波隐身、声隐身 式可知,雷达的探测距离R的四次方与目的散 红外隐身以及其他物理场隐身。对于现代舰船,其 射截面积成正比,接收机可辨识的最小功率S与 海上探训手段主要依党雷达流上作虚主要的攻主 目的散射截面积。成正比。 武器中如舰炮、反舰导弹等武 器也要依靠需达 对现代化水面舰艇来说,雷达波隐身技术在降 来完成对目标的指示和制导。因此,雷达技术对于 低自身宙达波散射截面积的同时带来了四个方面 水面舰艇而言是一把双刃剑,各国既要努力提高自 的战术意义,一是降低了被敌方雷达截获的概率。 身的雷达探测距离和精度,又要想方设法的减小舰 获得充分的战斗准备时间,隐蔽接敌,获取战场主 挺被他国雷达探测到的概率。 动:二是减弱了敌方对我方的目标辨识能力,造成 雷达最大作用距离方程 敌指挥员对我方目标的误判,进而贻误战机:三是 Rin=P 缩短了敌雷达制导武器的攻击距离,降低了敌方舰 (4' 艇的作战效能:四是增强了我舰无源质心干扰的 其中:R为雷达的最大作用距离:P,为发射 果,提升了应对敌反视导弹的能力。 。收璃日期:2017年8月6日.修回日期:2017年9月29日 作者简介:冯洋.男,高级工程师,研究方向:舰船总体设计。朱炜,男,硕士研究生,高级工程师,研究方向:舰船总休 设计。黄丽云,女,顶士研究生,工程师,研究方向:船前电气设计。 1994-2018 China Academic Joural Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enkinet
2018 年第 2 期 舰 船 电 子 工 程 收稿日期:2017年8月6日,修回日期:2017年9月29日 作者简介:冯洋,男,高级工程师,研究方向:舰船总体设计。朱炜,男,硕士研究生,高级工程师,研究方向:舰船总体 设计。黄丽云,女,硕士研究生,工程师,研究方向:船舶电气设计。 ∗ 1 引言 水面舰船隐身主要包括雷达波隐身、声隐身、 红外隐身以及其他物理场隐身。对于现代舰船,其 海上探测手段主要依靠雷达,海上作战主要的攻击 武器中如舰炮、反舰导弹等武器也要依靠雷达系统 来完成对目标的指示和制导。因此,雷达技术对于 水面舰艇而言是一把双刃剑,各国既要努力提高自 身的雷达探测距离和精度,又要想方设法的减小舰 艇被他国雷达探测到的概率。 雷达最大作用距离方程[1] : R4 max = Pt G2 λ 2 (4π) 3 S σ 其中:Rmax 为雷达的最大作用距离;Pt 为发射 功率;S 为接收机可辨识的最小功率;G 为天线增 益;λ 为雷达工作波长;σ 为雷达散射截面。由公 式可知,雷达的探测距离 Rmax 的四次方与目的散 射截面积 σ 成正比,接收机可辨识的最小功率 S 与 目的散射截面积 σ 成正比。 对现代化水面舰艇来说,雷达波隐身技术在降 低自身雷达波散射截面积的同时带来了四个方面 的战术意义,一是降低了被敌方雷达截获的概率, 获得充分的战斗准备时间,隐蔽接敌,获取战场主 动;二是减弱了敌方对我方的目标辨识能力,造成 敌指挥员对我方目标的误判,进而贻误战机;三是 缩短了敌雷达制导武器的攻击距离,降低了敌方舰 艇的作战效能;四是增强了我舰无源质心干扰的效 果,提升了应对敌反舰导弹的能力。 水面舰艇雷达隐身技术发展与设想∗ 冯 洋1,2 朱 炜2 黄丽云2 (1. 上海交通大学 上海 200030)(2. 中国舰船研究设计中心(上海) 上海 201108) 摘 要 论文简要介绍了国内外雷达波隐身技术发展概况,通过对国内外典型驱护舰雷达波隐身技术发展情况进行分 析和梳理,总结出目前水面舰艇雷达波隐身相关的关键技术,并结合雷达波隐身前沿技术以及现代海军海上作战模式,分析 提出了未来水面舰艇雷达波隐身技术发展设想。 关键词 水面舰艇;隐身技术;发展与设想 中图分类号 TN958 DOI:10. 3969/j. issn. 1672-9730. 2018. 02. 002 Development and Assumption on Radar Stealth Technology of Surface Combat Ships FENG Yang1,2 ZHU Wei2 HUANG Liyun2 (1. Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200030) (2. China Ship Development & Design Center,Shanghai 201108) Abstract This article introduces the development of radar stealth technology of surface combat ship. Through the analysis of the development on radar stealth technology about topical destroyer and frigate in domestic and abroad,the key technologies of pres⁃ ent radar stealth on surface combat ships are summarized. Combined with leading-edge of radar stealth technology and feature of modern naval battle ,the development assumption on radar stealth technology for surface ship is put forward. Key Words surface combat ship,stealth technology,development assumption Class Number TN958 总第 284 期 2018 年第 2 期 舰 船 电 子 工 程 Ship Electronic Engineering Vol. 38 No. 2 5
6 冯洋等:水面舰艇雷达隐身技术发展与设想 总第284期 因此,雷达波隐身技术对于水面战斗舰艇的战 要求,各类天线的隐身整形和综合集成的技术难度 术价值巨大。 相当大,涉及材料学结构力学、电磁学等多种学科 2国内外水面舰艇雷达波隐身技术 的交叉,目前该类舰船现役的只有三型,即瑞典的 发展情况 “维斯比”轻护舰,美国的PD-17型两柄舰利 DDG10O0驱遂舰 其中LPD-17型两柄舰采用 雷达波隐身理论于20世纪60年代被苏联科学 综合集成桅杆其结构由先进的复合材料构成,表面 家彼得,乌菲莫切夫首先提出,最先被运用于空军 采用了在复合层板内嵌入且有洗瓶透波功能的浦 领域,到了20世纪70年代,美国科学家根据该理 波材料,允许发射和接受预定的频率,同时滤除敌 论,发明了飞机“隐身“的概念并将其运用在了 方雷达信号,有效减少面达波散射截面积, F-17战斗机上。直到20世纪80年代.各国才逐 DDG1000驱逐舰不仅采用了隐身内倾船型,同 步开展舰艇雷达波隐身技术的研究和应用。经过 为减少天线数量而采用了天线孔径共用技术,而且 近儿十年的发展,目前水面舰船雷达波隐身技术措 率先采用一体化上层建筑,使全舰的雷达波隐身性 施主要包括隐身外形隐身和吸波材料技术两大类 能发挥到极致。 纵观目前各国现役和在研的水面战斗舰艇 雷达隐身技术方面的运用和突破,可大致将各国 艇由低到高划分为三级,即“次隐身舰”、“准隐身 舰”和“隐身舰”。 “次隐身舰”最大的技术标志是开始注重隐身 外形隐身技术的运用,将以往水面舰艇上层建筑的 外侧壁由垂直面做成内倾面,并关注对平台部分散 射源的控制,消除角反射结构。代表舰有美国海 军“阿利·伯克”级驱逐舰,见图1。 图1“阿利伯克”级逐舰 图2K-123与“拉菲特"护卫舰 “准隐身舰”切在对平台采用外形隐身的同 与国外相出我国水面卿艇雷大被览身技术封 重点针对舰面设备开展了精细化的雷达波隐身设 步较晚,20世纪80年代及以前的水面舰艇基本」 计,包括将以往的露天甲板机械进行“隐藏”式设 未采取或较少采取雷达波隐身措施,90年代以后 计,将部分甲板设备进行整形以降低对全舰RCS的 雷达波隐身技术开始得到应用,并在第二代水面郎 贡献程度,部分舰艇还运用了雷达波隐身材料。代 艇上采取了部分隐身措施:而在第三代水面舰艇的 表舰有德国F-123型护卫舰和法国“拉菲特”护卫 设计建造中宙状波喷身技术得到了垃广污的应 舰等(见图2) 其中“拉菲特 舰采用的吸波材 用,取得了 较好的效果,体现出 定的 看达波隐度 料为木材和玻璃纤维复合材料,硬度与钢材相当, 水平。 但质轻耐火。 3水面舰船雷达波隐身关键技术 “隐身舰”和“准隐身舰”的最根木的区别在于 是否运用了时成技术因为大量的仿直计算利 从水面舰艇由“次隐身舰”向“隐身舰”发展的 测试结果表明 ,常规水面舰艇上的各类天线等构 历程来看,目前 工程 用的雷达波隐身技术 对全视CS的贡猷程度占比近40候,而由于功能性 措施其关键技术包括如下几个方面: 10042018hi al Electronic Publishing House All right hup www.cnki.ne
总第284期 因此,雷达波隐身技术对于水面战斗舰艇的战 术价值巨大。 2 国内外水面舰艇雷达波隐身技术 发展情况 雷达波隐身理论于20世纪60年代被苏联科学 家彼得·乌菲莫切夫首先提出,最先被运用于空军 领域,到了 20 世纪 70 年代,美国科学家根据该理 论,发明了飞机“隐身”的概念并将其运用在了 F-117 战斗机上。直到 20 世纪 80 年代,各国才逐 步开展舰艇雷达波隐身技术的研究和应用。经过 近几十年的发展,目前水面舰船雷达波隐身技术措 施主要包括隐身外形隐身和吸波材料技术两大类。 纵观目前各国现役和在研的水面战斗舰艇在 雷达隐身技术方面的运用和突破,可大致将各国舰 艇由低到高划分为三级,即“次隐身舰”、“准隐身 舰”和“隐身舰”。 “次隐身舰”最大的技术标志是开始注重隐身 外形隐身技术的运用,将以往水面舰艇上层建筑的 外侧壁由垂直面做成内倾面,并关注对平台部分散 射源的控制,消除角反射结构[2] 。代表舰有美国海 军“阿利·伯克”级驱逐舰,见图1。 “准隐身舰”[3] 在对平台采用外形隐身的同时 重点针对舰面设备开展了精细化的雷达波隐身设 计,包括将以往的露天甲板机械进行“隐藏”式设 计,将部分甲板设备进行整形以降低对全舰RCS的 贡献程度,部分舰艇还运用了雷达波隐身材料。代 表舰有德国 F-123 型护卫舰和法国“拉菲特”护卫 舰等(见图 2),其中“拉菲特”护卫舰采用的吸波材 料为木材和玻璃纤维复合材料,硬度与钢材相当, 但质轻、耐火。 “隐身舰”和“准隐身舰”的最根本的区别在于 是否运用了射频集成技术,因为大量的仿真计算和 测试结果表明,常规水面舰艇上的各类天线等构件 对全舰RCS的贡献程度占比近40%,而由于功能性 要求,各类天线的隐身整形和综合集成的技术难度 相当大,涉及材料学、结构力学、电磁学等多种学科 的交叉,目前该类舰船现役的只有三型,即瑞典的 “ 维 斯 比 ”轻 护 舰 、美 国 的 LPD-17 型 两 栖 舰 和 DDG1000驱逐舰[4] 。其中LPD-17型两栖舰采用的 综合集成桅杆其结构由先进的复合材料构成,表面 采用了在复合层板内嵌入具有选频透波功能的滤 波材料,允许发射和接受预定的频率,同时滤除敌 方雷达信号,有效减少雷达波散射截面积,而 DDG1000 驱逐舰不仅采用了隐身内倾船型,同时 为减少天线数量而采用了天线孔径共用技术,而且 率先采用一体化上层建筑,使全舰的雷达波隐身性 能发挥到极致。 与国外相比,我国水面舰艇雷达波隐身技术起 步较晚,20 世纪 80 年代及以前的水面舰艇基本上 未采取或较少采取雷达波隐身措施,90年代以后, 雷达波隐身技术开始得到应用,并在第二代水面舰 艇上采取了部分隐身措施;而在第三代水面舰艇的 设计建造中,雷达波隐身技术得到了较广泛的应 用,取得了较好的效果,体现出一定的雷达波隐身 水平。 3 水面舰船雷达波隐身关键技术 从水面舰艇由“次隐身舰”向“隐身舰”发展的 历程来看,目前已得到工程运用的雷达波隐身技术 措施其关键技术包括如下几个方面: 图 1 “阿利·伯克”级驱逐舰 图2 K-123与“拉菲特”护卫舰 6 冯 洋等:水面舰艇雷达隐身技术发展与设想
2018年第2期 舰船电子工程 7 1)隐身船型技术 是对外形隐身措施的补充,雷达波隐身材料其本质 在确保水面舰艇的航行性能如快速性、耐波性 是对需达波信马的洗择通过和吸收。先讲隐身材 以及慢纵性笔前提下尽可能地隆低主船体带来的 料除了应且有尽可能窗的吸收频带外对干涂覆西 RCS贡献值, 如D 1000采用的穿浪单体内倾船 吸波材料关键技术在于吸收剂成份和颗粒形态的 型(见图3),舰艏为“冲角”造型能够“切穿”海浪 改进控制:对于结构型吸波材料关键技术包括材 不仅航行阻力低于传统圆批船型,而且由于侧壁内 料强度提升,吸波材料与船体结构的连接、防火性 倾,雷达波隐身性较好。 能等方面,同时由于复合制导武器广泛使用,隐身 材料还要兼顾红外等特征信号的隐身。 图3DDG1000穿浪单体内倾船型 2)设各与平台确合设计技术 图5DDG1000上层建筑分段 据统计,舱面电气设备、电子武备以及装设 5)一体化集成上层建筑技术 备对全舰RCS的贡献值约占40%,舱面设备除自身 运用复合材料将桅杆、机舱进排气系统、信号 的散射贡献外,其与主船体、上层建筑舰间的桐合 收发设备舰桥以及上层律筑舱室等功能性要求讲 也会产生较大影响。将舱面设备与平台进行雷达 行综合集成,形成一个互相融合的完美整体。涉及 被陆合设计(可图4)在降低设各自身敬射值的同 体化上层建箭功能区趣划天线板阵化设计,上 时,设备与设备、设备与平台间的合也降到 主船体协调设计、轻型化复合材料综合运用等方 低程度。 面。 一体化集成上层建筑技术是综合集成桅杆里 术的拓展,将以往全舰中部区域上层建筑、收发天 线、照明灯具、进排气管等散射源进行了综合集成 极大地控制了该区域的散射效应。 4雷达波隐身前沿技术 目前世界军事强国正在开展雷达波隐身前沿 技术开发工作,目前具备一定运用前景的前沿技术 包括等离子体隐身技术和雷达波有源对消技术 1)限船等离 体隐身技术 图4融合设计舰炮 离子体隐身技术是指产生并利用在飞机、舰形 3)射桶径集成技术 等武器装备表面形成的等离子云来实现规避电磁 常趣舰部外成的天线对全舰CS贡献占比大 波深测的一种隐身技术,其特点为:吸被频带宽,明 射频孔径集成技术能够在满足雷达 电子战,敌我 收率高 身果 。美国休斯实验室进行的一项 识别和通信导航等任务的前提下,尽量以共用天 实验表明,采用等离子体技术,可使一个长13cm的 的方式减少外部天线数量。如DDG1000驱茎舰 微波反射器的雷达截面积在4GHz~14GHz颜率礼 其上层建筑开口有70个天线孔径位置,采用射频 围内平均降低20B,即雷达获取回波的信号强度 孔径集成技术,一部天线就完成多种功能,日后 减弱至原有的1 续新增功能不必再新增天线,见图5。 2)雷达波有源对消技术 4)先进隐身材料技术 通过有源方式产生与目标散射回波相干的 隐身材料是实现雷达被隐身的第二重要途径 列被,利用互相干涉效用,改变目标的散射分布,达 1994-2018 China Academic Joumal Electronic Publishing All rights reserved. http //www.enki.net
2018 年第 2 期 舰 船 电 子 工 程 1)隐身船型技术[5] 在确保水面舰艇的航行性能如快速性、耐波性 以及操纵性等前提下,尽可能地降低主船体带来的 RCS 贡献值,如 DDG1000 采用的穿浪单体内倾船 型(见图 3),舰艏为“冲角”造型能够“切穿”海浪, 不仅航行阻力低于传统圆舭船型,而且由于侧壁内 倾,雷达波隐身性较好。 2)设备与平台融合设计技术 据统计,舱面电气设备、电子武备以及舾装设 备对全舰RCS的贡献值约占40%,舱面设备除自身 的散射贡献外,其与主船体、上层建筑舰间的耦合 也会产生较大影响。将舱面设备与平台进行雷达 波融合设计(见图 4),在降低设备自身散射值的同 时,设备与设备、设备与平台间的耦合也降到了最 低程度。 3)射频孔径集成技术 常规舰艇外露的天线对全舰RCS贡献占比大, 射频孔径集成技术能够在满足雷达、电子战、敌我 识别和通信导航等任务的前提下,尽量以共用天线 的方式减少外部天线数量[6] 。如DDG1000驱逐舰, 其上层建筑开口有 70 个天线孔径位置,采用射频 孔径集成技术,一部天线就可完成多种功能,且后 续新增功能不必再新增天线,见图5。 4)先进隐身材料技术 隐身材料是实现雷达波隐身的第二重要途径, 是对外形隐身措施的补充,雷达波隐身材料其本质 是对雷达波信号的选择通过和吸收。先进隐身材 料除了应具有尽可能宽的吸收频带外,对于涂覆型 吸波材料关键技术在于吸收剂成份和颗粒形态的 改进控制[7] ;对于结构型吸波材料关键技术包括材 料强度提升、吸波材料与船体结构的连接、防火性 能等方面,同时由于复合制导武器广泛使用,隐身 材料还要兼顾红外等特征信号的隐身。 5)一体化集成上层建筑技术[8] 运用复合材料将桅杆、机舱进排气系统、信号 收发设备、舰桥以及上层建筑舱室等功能性要求进 行综合集成,形成一个互相融合的完美整体。涉及 一体化上层建筑功能区规划、天线板阵化设计、与 主船体协调设计、轻型化复合材料综合运用等方 面。一体化集成上层建筑技术是综合集成桅杆技 术的拓展,将以往全舰中部区域上层建筑、收发天 线、照明灯具、进排气管等散射源进行了综合集成, 极大地控制了该区域的散射效应。 4 雷达波隐身前沿技术 目前世界军事强国正在开展雷达波隐身前沿 技术开发工作,目前具备一定运用前景的前沿技术 包括等离子体隐身技术和雷达波有源对消技术。 1)舰船等离子体隐身技术 离子体隐身技术是指产生并利用在飞机、舰船 等武器装备表面形成的等离子云来实现规避电磁 波探测的一种隐身技术,其特点为:吸波频带宽,吸 收率高,隐身效果好。美国休斯实验室进行的一项 实验表明,采用等离子体技术,可使一个长13cm的 微波反射器的雷达截面积在 4GHz~14GHz频率范 围内平均降低 20dB,即雷达获取回波的信号强度 减弱至原有的1%。 2)雷达波有源对消技术 通过有源方式产生与目标散射回波相干的一 列波,利用互相干涉效用,改变目标的散射分布,达 图3 DDG1000穿浪单体内倾船型 图4 融合设计舰炮 图5 DDG1000上层建筑分段 7
8 冯洋等:水面舰艇雷达隐身技术发展与设想 总第284期 到缩减RCS的目的。其工作时与电子战系统配合 -即通过外形和材料技术降低自身的RCS值,设 使用,其技术难点在于若敌探测雷达信号出现跳 想未来的雷达波隐身将依靠某种特定技术,进一步 频.我方产生的相干回波桶率也要相应的改变,这 释放总体资源,实现被动方式向主动方式转变,使 一过程的时间差会降低对消的效果。相关资料显 舰船达到“隐”、“现”可控。 示,美国DARPA近年来研制出一套认知通信电子 战系统,融合了通信电 子战认知 无线电等技 6 结语 基木实现了实时跟踪敌方跳变信号的目标,这样就 各国海军在水面舰艇雷达波隐身技术上投入 解决有源对消技术的前端问题。 巨大,特别是美国法国,瑞典为代表的国家在此方 5技术发展设想 面已取得了瞩目的成就。雷达波隐身是一项系统 工程,我国如何在目前技术水平基础上取得更大突 随着武器攻击模式由单 一向多样化方式发展 破,进人“隐身舰”"行列,这一切有赖于在材料、电 以及海上交战兵力投入由单舰向规模化转变,未 磁天线系统、丁业设计等多个基学科上逐北提 战场背景下的水面舰船雷达波隐身技术可能朝以 升技术实力同时注重计雷波隐身总休设计人才 下几个方面发展: 的培养,合理统筹总体资源 ,更好地从顶层把握利 1)威助方向由水平入射向大角度入射扩展 牵引雷达被隐身技术的发展和运用。 以往雷达波隐身性主要考虑来至水平方向入 射的雷达波隐身,这也是由目前各国海军广泛列 参考文献 的反舰导弹飞行模式决定的。目前装备的反舰导 弹一般采用掠海方式飞行,导弹末端的飞行高度可 [1]朱英富,张国良.舰船隐身技术[M.哈尔旅:哈尔滨工 降到距水面2m~8m,在此背景下,雷达波隐身性主 程大学出社2003 题考虑来自水平方向的威胁 [2]杨德庆,常少游.艇外形雷达隐身设计方法[].船海 T.2006.4:11-14 弹道导弹作为反舰导弹进入战场,使得大入 [3]林忆宁,21世纪水面战假设计的新攻略 射余角下的雷达波隐身性有了现实的战术需求,其 战斗力兼优].船舶工程 一隐身性利 004(26):1-7. 技术原理虽与水平方向相同,但对水而舰船的总体 [4侯建军,张航从对 用涂 000战十大 设计技术水平提出了更高的要求。 2)隐身对象由单舰隐身向编队晚身覆盖 根据体系作战需求未来流上强国在战场上的 00 兵力投人将更加巨大,特别是以航母为核心的海」 [6 水面舰艇雷达隐身技术及其发展动态 编队建成使得以往“ 一的较量变为“多对多 的对抗,这也为雷达波隐身技术带来了新的问题, []张文航 国防制造技术 如何解决编队的雷达波隐身,编队的雷达波隐身 20131: 性与单舰的隐身性是何关系?体系作战条件下总 [8]汪惠林.舰船集成上层建筑技术介绍[U].船单,2006 体资源如何分配?这些都是需要研究解决的问题 4)2 3)隐身方式由 动方式向主动方式转变 [9)]蔡亚梅,张字,陈利玲.认知电子战探析].航空电子 对.20143):22-2 各国海军从20世纪70年代开始发展自身的雷 达波隐身技术,到目前为止排水量在万吨级的水 [10]颜仲新,刘臣,胡海.反舰导弹飞行弹道探讨[U].飞 航导弹,2002(2):33-30 面舰船RCS已由原来的数十万平方米量级降至上 [11]高嘉.舰艇编队对隐身日标的电子防御措施[].舰 百平方米隐身技术水平旱现出指数提升,未来 化t考.2004(2):25-28 RCS值降低的空间有限。 目前美国最新型的驱 【12]从法国研究巡航导弹的主动隐身技术小.飞航导 舰DDG1000采用的雷达波隐身方式仍为被动式 弹,2003(1):15-16. 1994-2018 China Academic Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.htp://www.cnki.ne
总第284期 到缩减 RCS 的目的。其工作时与电子战系统配合 使用,其技术难点在于若敌探测雷达信号出现跳 频,我方产生的相干回波频率也要相应的改变,这 一过程的时间差会降低对消的效果。相关资料显 示,美国 DARPA 近年来研制出一套认知通信电子 战系统[9] ,融合了通信电子战、认知无线电等技术, 基本实现了实时跟踪敌方跳变信号的目标,这样就 解决有源对消技术的前端问题。 5 技术发展设想 随着武器攻击模式由单一向多样化方式发展 以及海上交战兵力投入由单舰向规模化转变,未来 战场背景下的水面舰船雷达波隐身技术可能朝以 下几个方面发展: 1)威胁方向由水平入射向大角度入射扩展 以往雷达波隐身性主要考虑来至水平方向入 射的雷达波隐身,这也是由目前各国海军广泛列装 的反舰导弹飞行模式决定的。目前装备的反舰导 弹一般采用掠海方式飞行,导弹末端的飞行高度可 降到距水面2m~8m,在此背景下,雷达波隐身性主 要考虑来自水平方向的威胁。 弹道导弹作为反舰导弹进入战场[10] ,使得大入 射余角下的雷达波隐身性有了现实的战术需求,其 技术原理虽与水平方向相同,但对水面舰船的总体 设计技术水平提出了更高的要求。 2)隐身对象由单舰隐身向编队隐身覆盖 根据体系作战需求,未来海上强国在战场上的 兵力投入将更加巨大,特别是以航母为核心的海上 编队建成,使得以往“一对一”的较量变为“多对多” 的对抗,这也为雷达波隐身技术带来了新的问题, 如何解决编队的雷达波隐身[11] ,编队的雷达波隐身 性与单舰的隐身性是何关系?体系作战条件下总 体资源如何分配?这些都是需要研究解决的问题。 3)隐身方式由被动方式向主动方式转变[12] 各国海军从20世纪70年代开始发展自身的雷 达波隐身技术,到目前为止,排水量在万吨级的水 面舰船 RCS 已由原来的数十万平方米量级降至上 百平方米,隐身技术水平呈现出指数提升,未来 RCS 值降低的空间有限。目前美国最新型的驱逐 舰 DDG1000 采用的雷达波隐身方式仍为被动式 ——即通过外形和材料技术降低自身的RCS值,设 想未来的雷达波隐身将依靠某种特定技术,进一步 释放总体资源,实现被动方式向主动方式转变,使 舰船达到“隐”、“现”可控。 6 结语 各国海军在水面舰艇雷达波隐身技术上投入 巨大,特别是美国、法国、瑞典为代表的国家在此方 面已取得了瞩目的成就。雷达波隐身是一项系统 工程,我国如何在目前技术水平基础上取得更大突 破,进入“隐身舰”行列,这一切有赖于在材料、电 磁、天线系统、工业设计等多个基础学科上逐步提 升技术实力,同时注重对雷达波隐身总体设计人才 的培养,合理统筹总体资源,更好地从顶层把握和 牵引雷达波隐身技术的发展和运用。 参 考 文 献 [1]朱英富,张国良. 舰船隐身技术[M]. 哈尔滨:哈尔滨工 程大学出版社,2003. [2]杨德庆,常少游. 舰艇外形雷达隐身设计方法[J]. 船海 工程,2006,4:11-14. [3]林忆宁. 21 世纪水面战舰设计的新攻略——隐身性和 战斗力兼优[J]. 船舶工程,2004(26):1-7. [4]侯建军,张航. 从对陆到多用途:美 DDG1000 战舰十大 新技术点评[J]. 海事大观,2017(12):69-73. [5]杨屹,程虹,王青. 高耐波隐身船型设计[J]. 船舶科学 技术,2010(9):3-8. [6]朱炜,王苏静. 水面舰艇雷达隐身技术及其发展动态 [J]. 舰船工程研究,2006(3):12-15. [7]张文毓. 新型隐身材料研究进展[J]. 国防制造技术, 2013(1):39-41. [8]汪惠林. 舰船集成上层建筑技术介绍[J]. 船舶,2006 (4):28-31. [9]蔡亚梅,张宇,陈利玲. 认知电子战探析[J]. 航空电子 对抗,2014(3):22-23. [10]颜仲新,刘鼎臣,胡海. 反舰导弹飞行弹道探讨[J]. 飞 航导弹,2002(2):33-36. [11]高嘉璟. 舰艇编队对隐身目标的电子防御措施[J]. 舰 船论证参考,2004(2):25-28. [12]丛敏. 法国研究巡航导弹的主动隐身技术[J]. 飞航导 弹,2003(1):15-16. 8 冯 洋等:水面舰艇雷达隐身技术发展与设想