何謂射頻隱身技術(shù)

射頻隱身技術(shù)的內(nèi)涵

隱身是目標(biāo)相對(duì)探測系統(tǒng)而言的，目標(biāo)未被探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)或者識(shí)別，認(rèn)為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了隱身；目標(biāo)已被探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)或識(shí)別，認(rèn)為目標(biāo)未能隱身。雷達(dá)隱身、紅外隱身是指目標(biāo)與雷達(dá)及紅外探測系統(tǒng)間的對(duì)抗概念。射頻隱身是指目標(biāo)與無源探測系統(tǒng)間的對(duì)抗概念。無源探測系統(tǒng)可以根據(jù)武器平臺(tái)上電子設(shè)備（系統(tǒng)）輻射的電磁波確定武器的位置（角度和距離）信息。射頻隱身技術(shù)是武器平臺(tái)上的電子設(shè)備針對(duì)無源探測系統(tǒng)的隱身技術(shù)，屬于武器平臺(tái)有源或主動(dòng)信號(hào)特征控制范疇。飛行器紅外隱身技術(shù)、潛艇的減振降噪技術(shù)也屬于有源或主動(dòng)特征信號(hào)控制范疇。

射頻隱身的技術(shù)特點(diǎn)

雷達(dá)隱身及紅外隱身要求盡可能地減小目標(biāo)的雷達(dá)及紅外特征，即目標(biāo)的RCS及紅外輻射強(qiáng)度越低越好。但射頻隱身則有很大的不同，不能無限制地減小目標(biāo)的射頻特征。因?yàn)殡娮釉O(shè)備要依靠輻射的電磁波工作，電子設(shè)備輻射的電磁波能量小到一定值后，電子設(shè)備的功能和性能會(huì)下降或消失而失去作用。因而射頻隱身的一大特點(diǎn)或限制條件是保持電子設(shè)備的功能及性能，滿足使用需求。

發(fā)展射頻隱身技術(shù)的重要性

迅速發(fā)展的無源探測系統(tǒng)對(duì)飛行器構(gòu)成了嚴(yán)重威脅

近年來，隨著傳感器的元器件水平和計(jì)算機(jī)軟硬件水平的不斷提高，無源探測系統(tǒng)（無源態(tài)勢感知、電子情報(bào)系統(tǒng)ELINT、信號(hào)情報(bào)系統(tǒng)SIGINT、電子支援措施ESM、反輻射導(dǎo)彈ARM等）對(duì)各種機(jī)載、艦載、車載、彈載輻射源的探測能力已大大提高。無源探測系統(tǒng)具有作用距離遠(yuǎn)、不發(fā)射電磁波、隱蔽性好的特點(diǎn)，對(duì)配有各種主動(dòng)電磁輻射源的軍事裝備構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

F-22機(jī)載無源態(tài)勢感知系統(tǒng)，工作波段0.5～20GHz，對(duì)飛行器無源探測距離大于460千米，信號(hào)測角精度小于15度，能夠探測的雷達(dá)信號(hào)類型包括：連續(xù)波、脈沖、脈沖多普勒、脈沖壓縮、脈沖重復(fù)頻率捷變、載頻捷變等，能夠識(shí)別的輻射源模式大于10000個(gè)；

美國ES5000機(jī)載信號(hào)情報(bào)系統(tǒng)（SIGINT），工作波段0.02～18GHz，對(duì)飛行器的最大作用距離350千米（10千米高度），測角精度小于3度，瞬時(shí)帶寬400MHz，能夠探測的雷達(dá)信號(hào)類型包括：脈沖、連續(xù)波、脈沖重復(fù)間隔捷變（2～10000微秒），能夠識(shí)別的輻射源模式大于10000個(gè)；

捷克的ERA公司研制的“伯拉普”電子情報(bào)偵察/電子支援系統(tǒng)（ELINT/ESM），采用先進(jìn)的寬帶干涉測向技術(shù)，工作波段0.1～1GHz，1～18GHz，或18～40GHz，瞬時(shí)帶寬200MHz，對(duì)飛行器的作用距離約450千米，能同時(shí)跟蹤200個(gè)目標(biāo)，能夠探測的信號(hào)包括：脈沖，連續(xù)波，塔康導(dǎo)航，敵我識(shí)別；

“鎧甲”雷達(dá)系統(tǒng)由烏克蘭國營托帕茲公司研制，于1987年投入批量生產(chǎn)，系統(tǒng)靈敏度為-145dBw，可以發(fā)現(xiàn)、跟蹤并確定來自空中、地面和水面目標(biāo)。該雷達(dá)是一種被動(dòng)無線電偵察自動(dòng)系統(tǒng)，能夠發(fā)現(xiàn)800千米以內(nèi)的空中目標(biāo)，可以偵察縱深600千米寬150千米范圍內(nèi)的地面目標(biāo)，是目前世界上同類系統(tǒng)中捕捉目標(biāo)最遠(yuǎn)的裝置。

隱身設(shè)計(jì)與探測性平衡設(shè)計(jì)原則

在武器平臺(tái)進(jìn)行隱身設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循平衡設(shè)計(jì)原則，即平衡觀測性原則：對(duì)主要的探測系統(tǒng)，武器平臺(tái)應(yīng)呈現(xiàn)大致相近的被探測距離。目前雷達(dá)、紅外搜索跟蹤系統(tǒng)（IRST）及無源探測系統(tǒng)是對(duì)飛行器作用距離最遠(yuǎn)的三種探測系統(tǒng)。武器平臺(tái)的隱身設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)這三種主要威脅平衡設(shè)計(jì)。單獨(dú)追求雷達(dá)隱身性能，不斷地提高雷達(dá)隱身性能（降低其RCS值）是不恰當(dāng)?shù)?。?dāng)其雷達(dá)隱身性能提高后，雷達(dá)對(duì)其探測距離降低了。但對(duì)方可用紅外或無源探測系統(tǒng)來檢測目標(biāo)，目標(biāo)可能首先暴露給對(duì)方的無源探測系統(tǒng)，而后暴露給機(jī)載紅外與探測系統(tǒng) （IRST）。所以隱身設(shè)計(jì)應(yīng)遵循雷達(dá)隱身、紅外隱身、射頻隱身性能平衡設(shè)計(jì)的原則。

飛行器隱身設(shè)計(jì)的短板

對(duì)常規(guī)飛行器，機(jī)載雷達(dá)對(duì)它的探測距離200千米左右，機(jī)載IRST（美國的AAS-42）對(duì)它的前向探測距離185千米左右，無源探測系統(tǒng)（美國的ALR-94）對(duì)它的探測距離460千米左右。而針對(duì)雷達(dá)隱身的飛行器，其RCS已經(jīng)降到0.1平方米以下，比常規(guī)飛行器降低了20～30dB，機(jī)載雷達(dá)對(duì)它的探測距離降低到了只有幾十千米。作戰(zhàn)飛行器將首先被無源探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，其后將被IRST發(fā)現(xiàn)，射頻隱身已經(jīng)成為飛行器隱身平衡設(shè)計(jì)的短板。

國外射頻隱身技術(shù)的發(fā)展

美國率先進(jìn)行射頻隱身飛行試驗(yàn)

美國在開展飛行器雷達(dá)隱身（RCS減縮）的同時(shí)，就開展了飛行器射頻隱身的研究。據(jù)已解密的公開資料，美國在1979～1980年就完成了第一個(gè)射頻隱身的飛行試驗(yàn)，僅滯后于美國第一架隱身飛行器F-117A的驗(yàn)證機(jī)“海弗藍(lán)”首飛（1977年12月）一年多的時(shí)間。該計(jì)劃開始于70年代中期，由美國國防部預(yù)先研究計(jì)劃局（DARPA）、美國空軍和海軍主持，休斯飛機(jī)公司為主承包商。試驗(yàn)的未隱身的雷達(dá)為法國“幻影”飛機(jī)Cyrano雷達(dá)系列。射頻隱身后雷達(dá)參數(shù)為5w/波束、9波束、320MHz帶寬、天線旁瓣-55dB、LPI波形。射頻隱身的作戰(zhàn)對(duì)象為F-111A飛機(jī)載的AN/ALR-62雷達(dá)尋的告警接收機(jī)RHAW（它是當(dāng)時(shí)美國最先進(jìn)的RHAW）、ELINT和反輻射導(dǎo)彈ARM。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，機(jī)載雷達(dá)采用射頻隱身技術(shù)后，在保持雷達(dá)對(duì)目標(biāo)作用距離不降低的條件下，威脅方RHAW對(duì)飛行器的探測距離從346千米降低到8.5千米，ELINT的從2188千米降低到19.3千米，反輻射導(dǎo)彈的從55千米降低到0.48千米。無源探測系統(tǒng)的探測距離縮減了97%以上，可見飛行器射頻隱身的效果是十分顯著的。

射頻隱身發(fā)展的三個(gè)階段

第一階段：F-117A時(shí)期，意識(shí)到射頻隱身的重要性，但沒有掌握射頻隱身技術(shù)。美國自上世紀(jì)70年代起，就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到射頻隱身的重要性并開展了研究，但美國還沒有掌握射頻隱身技術(shù)，在F-117A飛機(jī)上沒有裝備機(jī)載雷達(dá)。

第二階段：B-2時(shí)期，美國掌握了部分射頻隱身技術(shù)。上世紀(jì)80年代后期，美國在B-2隱身轟炸機(jī)上裝備了具有低截獲概率（LPI）的APQ-181相控陣?yán)走_(dá)，該雷達(dá)具有隱身波形和5級(jí)輻射功率控制，并不斷對(duì)該雷達(dá)的射頻隱身性能進(jìn)行升級(jí)，美國掌握了部分射頻隱身技術(shù)。

第三階段：F-22和F-35時(shí)期，美國全面掌握了射頻隱身技術(shù)。上世紀(jì)90年代到本世紀(jì)初，美國為新一代戰(zhàn)斗機(jī)F-22和F-35研制了射頻隱身性能良好的機(jī)載雷達(dá)、通信導(dǎo)航識(shí)別（CNI）等電子設(shè)備，并通過上述設(shè)備的研制，全面掌握了射頻隱身技術(shù)。

總體來說，美國現(xiàn)今已經(jīng)全面掌握各類機(jī)載電子設(shè)備輻射能量的自適應(yīng)控制技術(shù)，射頻隱身波形設(shè)計(jì)技術(shù)等射頻隱身技術(shù)。

射頻隱身技術(shù)的研究重點(diǎn)

射頻隱身技術(shù)的研究對(duì)象是以機(jī)載電子設(shè)備為主，如飛行器的機(jī)間數(shù)據(jù)鏈和機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)的射頻隱身技術(shù)，并以飛行器為應(yīng)用研究為重點(diǎn)。對(duì)于具體的電子設(shè)備，根據(jù)射頻隱身技術(shù)的基本原理，在技術(shù)上，應(yīng)以電子設(shè)備輻射能量的自適應(yīng)控制和發(fā)射信號(hào)的空域、頻域、時(shí)域不確定性和低截獲波形為重點(diǎn)。對(duì)于飛行器應(yīng)用，應(yīng)以系統(tǒng)綜合及多種隱身要求的平衡設(shè)計(jì)、戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用為主。

（桑建華，中航工業(yè)集團(tuán)公司首席技術(shù)專家，中航工業(yè)成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所；陳益鄰，中航工業(yè)發(fā)展研究中心）