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隐身原理

隐身原理
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作者: 编著
出版社: 北京航空航天大学出版社
2018-04
版次: 1
ISBN: 9787512426658
定价: 38.00
装帧: 其他
开本: 16开
纸张: 胶版纸
分类: 工程技术
26人买过
  • 本书共分 7 章，分别介绍了隐身技术的基本概念以及隐身技术的发展历程、雷达的基本概念和工作原理、电磁学基础、雷达散射截面、隐身计算方法、隐身测试方法、飞行器隐身设计的一般原则和一些隐身飞机的设计案例。
      本书可作为高等学校飞行器设计专业本科生、研究生隐身课程的教学用书，亦可供相关专业的师生及科研人员参考。 第 1 章

    绪 论

    .................................................................... 1

    1.1 隐身技术基本概念

    .........................................................1

    1.1.1 隐身技术的定义

    .....................................................1

    1.1.2 自然界的隐身形式

    ...................................................2

    1.1.3 隐身技术的范畴

    .....................................................3

    1.1.4 隐身技术的意义

    .....................................................4

    1.1.5 隐身技术的局限性

    ...................................................4

    1.2 各类探测器的特点

    .........................................................5

    1.2.1 雷 达

    ..............................................................5

    1.2.2 红外传感器

    ......................................................... 5

    1.2.3 可见光传感器 .......................................................

    6

    1.2.4 声 呐

    ..............................................................6

    1.2.5 磁异常探测器

    ....................................................... 7

    1.3 国外雷达隐身技术的发展

    ..................................................7

    1.3.1 20 世纪 40 年代

    ..................................................... 7

    1.3.2 20 世纪 50 — 60 年代

    ................................................7

    1.3.3 20 世纪 70 年代

    ..................................................... 9

    1.3.4 20 世纪 80 年代 ....................................................

    11

    1.3.5 20 世纪 90 年代以后

    ................................................14

    1.4 可见光、红外、声隐身

    ................................................... 16

    1.4.1 可见光隐身

    ........................................................ 16

    1.4.2 红外隐身

    .......................................................... 16

    1.4.3 声隐身

    .............................................................17

    1.5 我国隐身技术的发展

    ..................................................... 17

    课后习题 ......................................................................18

    第 2 章

    雷达探测 .................................................................19

    2.1 雷达基本概念

    ............................................................ 19

    2.1.1 雷达主要功能

    ......................................................19

    2.1.2 雷达发展历程

    ......................................................20

    2.1.3 雷达主要分类

    ......................................................21

    2.2 雷达的基本组成

    ..........................................................22

    2.3 雷达定位

    .................................................................24

    2.3.1 雷达测距

    .......................................................... 24

    2.3.2 雷达测速

    .......................................................... 25

    i

    隐

    身 原 理

    2.3.3 脉冲压缩技术

    ......................................................25

    2.4 雷达波段

    .................................................................25

    2.4.1 雷达波频率范围

    ....................................................25

    2.4.2 雷达波段字母代码

    ................................................. 26

    2.5 雷达方程

    .................................................................28

    2.5.1 基本方程

    .......................................................... 28

    2.5.2 接收机噪声

    ........................................................ 30

    2.5.3 虚警和漏警

    ........................................................ 32

    2.5.4 干扰机的影响

    ......................................................32

    课后习题

    ......................................................................33

    第 3 章

    电磁学基础 .............................................................. 35

    3.1 电磁学的发展历程

    ........................................................35

    3.1.1 电和磁的关系

    ......................................................35

    3.1.2 部分物理学家对电磁学发展的贡献

    ................................. 35

    3.2 场 论 ...................................................................

    38

    3.2.1 场的基本概念

    ......................................................38

    3.2.2 矢量微分算子

    ......................................................39

    3.2.3 其他坐标系下矢量微分算子的表达形式

    .............................45

    3.2.4 时谐场

    .............................................................47

    3.3 麦克斯韦方程组

    ..........................................................49

    3.3.1 麦克斯韦方程组的形式

    .............................................49

    3.3.2 本构关系

    .......................................................... 52

    3.3.3 无源区域电磁场波动方程

    ...........................................55

    3.3.4 平面电磁波的传播特性

    .............................................59

    3.3.5 电磁波的极化

    ......................................................61

    3.4 电磁辐射

    .................................................................62

    3.4.1 格林函数

    .......................................................... 63

    3.4.2 位函数

    .............................................................65

    3.5 媒质中电磁波的传播

    ..................................................... 68

    3.5.1 导体中电磁波的传播

    ............................................... 68

    3.5.2 一般媒质中电磁波的传播

    ...........................................70

    3.6 电磁波的反射和透射

    ..................................................... 70

    3.6.1 电磁场边界条件 ....................................................70

    3.6.2 相位匹配条件

    ......................................................72

    3.6.3 反射系数和透射系数

    ............................................... 73

    3.6.4 垂直入射时的匹配条件

    .............................................75

    课后习题

    ......................................................................75

    ii

    目

    录

    第 4 章

    雷达散射截面 ............................................................ 76

    4.1 雷达散射截面的定义

    ..................................................... 76

    4.1.1 散射的概念 ........................................................

    76

    4.1.2 雷达散射截面表达式的推导

    ........................................ 76

    4.1.3 雷达散射截面的单位

    ............................................... 78

    4.1.4 雷达散射截面的极化

    ............................................... 78

    4.2 雷达散射截面的频率特性

    .................................................79

    4.2.1 理想导体球的雷达散射截面解析解

    ................................. 79

    4.2.2 导体球的雷达散射截面随频率的变化

    ............................... 84

    4.2.3 光学区典型构型散射特性

    ...........................................86

    4.3 多个散射体雷达散射截面叠加

    ............................................ 87

    4.3.1 按严格相位叠加

    ....................................................87

    4.3.2 按随机相位叠加

    ....................................................90

    4.4 几种飞行器目标的雷达散射截面

    .......................................... 91

    4.5 二维雷达散射截面

    ........................................................91

    4.5.1 麦克斯韦方程组维度的退化

    ........................................ 91

    4.5.2 二维 RCS 计算

    ..................................................... 92

    课后习题 ......................................................................95

    第 5 章

    隐身计算 .................................................................98

    5.1 雷达散射截面计算方法概述

    ...............................................98

    5.1.1 雷达散射截面计算方法分类

    ........................................ 98

    5.1.2 精确算法 ..........................................................

    98

    5.1.3 高频近似法

    ........................................................ 99

    5.2 物理光学法

    ............................................................. 100

    5.2.1 基本公式

    ......................................................... 100

    5.2.2 积分计算

    ......................................................... 102

    5.3 边缘绕射理论

    ........................................................... 105

    5.3.1 导体边缘绕射的典型解

    ............................................105

    5.3.2 几何绕射理论 .....................................................109

    5.3.3 物理绕射理论

    .....................................................114

    5.3.4 等效电磁流法

    .....................................................117

    课后习题 .....................................................................118

    第 6 章

    隐身测试 ............................................................... 121

    6.1 隐身测试概述

    ........................................................... 121

    6.2 RCS 测量的基本原理和概念

    ............................................. 122

    6.2.1 相似原理和缩比测量 ..............................................

    123

    6.2.2 背景电平与 RCS 测量误差

    .........................................125

    6.2.3 远场条件

    ......................................................... 126

    6.2.4 数据处理

    ......................................................... 127

    iii

    隐

    身 原 理

    6.3 微波暗室内电磁散射测试方法

    ........................................... 128

    6.3.1 测试设备

    ......................................................... 128

    6.3.2 测试方法

    ......................................................... 130

    课后习题

    .....................................................................130

    第 7 章

    隐身设计方法 ...........................................................132

    7.1 主要散射机理和飞机主要散射源

    .........................................132

    7.2 雷达隐身设计基本原则

    ..................................................133

    7.2.1 飞机设计中隐身与其他学科的关系

    ................................ 133

    7.2.2 飞机隐身设计基本原则

    ............................................134

    7.3 强散射部件外形隐身设计方法

    ........................................... 136

    7.3.1 消除角反射器效应的外形组合

    .....................................136

    7.3.2 消除或减弱次弱散射源

    ............................................138

    7.3.3 变后向散射为非后向散射

    ......................................... 140

    7.3.4 用棱边代替曲面以避免强的镜面回波

    .............................. 141

    7.3.5 全机各部件棱边布局的统筹选择

    ...................................142

    7.3.6 部件的遮挡技术

    ...................................................142

    7.3.7 腔体隐身技术

    .....................................................143

    7.4 材料隐身技术

    ........................................................... 144

    7.4.1 隐身材料的应用和分类 ............................................144

    7.4.2 雷达吸波材料吸波基本原理

    ....................................... 146

    7.5 其他雷达隐身技术

    ...................................................... 147

    7.5.1 无源对消技术

    .....................................................147

    7.5.2 有源对消技术

    .....................................................147

    7.5.3 等离子体隐身技术

    ................................................ 147

    7.5.4 超材料隐身技术

    ...................................................150

    7.6 红外隐身技术

    ........................................................... 152

    7.6.1 红外辐射基础

    .....................................................152

    7.6.2 红外隐身措施

    .....................................................154

    7.7 可见光隐身技术

    .........................................................156

    7.8 国外典型隐身飞机技术分析

    ............................................. 158

    课后习题

    .....................................................................163

    参考文献

    ......................................................................... 165

    索

    引

    ......................................................................... 167
  • 内容简介:
    本书共分 7 章，分别介绍了隐身技术的基本概念以及隐身技术的发展历程、雷达的基本概念和工作原理、电磁学基础、雷达散射截面、隐身计算方法、隐身测试方法、飞行器隐身设计的一般原则和一些隐身飞机的设计案例。
      本书可作为高等学校飞行器设计专业本科生、研究生隐身课程的教学用书，亦可供相关专业的师生及科研人员参考。
  • 目录:
    第 1 章

    绪 论

    .................................................................... 1

    1.1 隐身技术基本概念

    .........................................................1

    1.1.1 隐身技术的定义

    .....................................................1

    1.1.2 自然界的隐身形式

    ...................................................2

    1.1.3 隐身技术的范畴

    .....................................................3

    1.1.4 隐身技术的意义

    .....................................................4

    1.1.5 隐身技术的局限性

    ...................................................4

    1.2 各类探测器的特点

    .........................................................5

    1.2.1 雷 达

    ..............................................................5

    1.2.2 红外传感器

    ......................................................... 5

    1.2.3 可见光传感器 .......................................................

    6

    1.2.4 声 呐

    ..............................................................6

    1.2.5 磁异常探测器

    ....................................................... 7

    1.3 国外雷达隐身技术的发展

    ..................................................7

    1.3.1 20 世纪 40 年代

    ..................................................... 7

    1.3.2 20 世纪 50 — 60 年代

    ................................................7

    1.3.3 20 世纪 70 年代

    ..................................................... 9

    1.3.4 20 世纪 80 年代 ....................................................

    11

    1.3.5 20 世纪 90 年代以后

    ................................................14

    1.4 可见光、红外、声隐身

    ................................................... 16

    1.4.1 可见光隐身

    ........................................................ 16

    1.4.2 红外隐身

    .......................................................... 16

    1.4.3 声隐身

    .............................................................17

    1.5 我国隐身技术的发展

    ..................................................... 17

    课后习题 ......................................................................18

    第 2 章

    雷达探测 .................................................................19

    2.1 雷达基本概念

    ............................................................ 19

    2.1.1 雷达主要功能

    ......................................................19

    2.1.2 雷达发展历程

    ......................................................20

    2.1.3 雷达主要分类

    ......................................................21

    2.2 雷达的基本组成

    ..........................................................22

    2.3 雷达定位

    .................................................................24

    2.3.1 雷达测距

    .......................................................... 24

    2.3.2 雷达测速

    .......................................................... 25

    i

    隐

    身 原 理

    2.3.3 脉冲压缩技术

    ......................................................25

    2.4 雷达波段

    .................................................................25

    2.4.1 雷达波频率范围

    ....................................................25

    2.4.2 雷达波段字母代码

    ................................................. 26

    2.5 雷达方程

    .................................................................28

    2.5.1 基本方程

    .......................................................... 28

    2.5.2 接收机噪声

    ........................................................ 30

    2.5.3 虚警和漏警

    ........................................................ 32

    2.5.4 干扰机的影响

    ......................................................32

    课后习题

    ......................................................................33

    第 3 章

    电磁学基础 .............................................................. 35

    3.1 电磁学的发展历程

    ........................................................35

    3.1.1 电和磁的关系

    ......................................................35

    3.1.2 部分物理学家对电磁学发展的贡献

    ................................. 35

    3.2 场 论 ...................................................................

    38

    3.2.1 场的基本概念

    ......................................................38

    3.2.2 矢量微分算子

    ......................................................39

    3.2.3 其他坐标系下矢量微分算子的表达形式

    .............................45

    3.2.4 时谐场

    .............................................................47

    3.3 麦克斯韦方程组

    ..........................................................49

    3.3.1 麦克斯韦方程组的形式

    .............................................49

    3.3.2 本构关系

    .......................................................... 52

    3.3.3 无源区域电磁场波动方程

    ...........................................55

    3.3.4 平面电磁波的传播特性

    .............................................59

    3.3.5 电磁波的极化

    ......................................................61

    3.4 电磁辐射

    .................................................................62

    3.4.1 格林函数

    .......................................................... 63

    3.4.2 位函数

    .............................................................65

    3.5 媒质中电磁波的传播

    ..................................................... 68

    3.5.1 导体中电磁波的传播

    ............................................... 68

    3.5.2 一般媒质中电磁波的传播

    ...........................................70

    3.6 电磁波的反射和透射

    ..................................................... 70

    3.6.1 电磁场边界条件 ....................................................70

    3.6.2 相位匹配条件

    ......................................................72

    3.6.3 反射系数和透射系数

    ............................................... 73

    3.6.4 垂直入射时的匹配条件

    .............................................75

    课后习题

    ......................................................................75

    ii

    目

    录

    第 4 章

    雷达散射截面 ............................................................ 76

    4.1 雷达散射截面的定义

    ..................................................... 76

    4.1.1 散射的概念 ........................................................

    76

    4.1.2 雷达散射截面表达式的推导

    ........................................ 76

    4.1.3 雷达散射截面的单位

    ............................................... 78

    4.1.4 雷达散射截面的极化

    ............................................... 78

    4.2 雷达散射截面的频率特性

    .................................................79

    4.2.1 理想导体球的雷达散射截面解析解

    ................................. 79

    4.2.2 导体球的雷达散射截面随频率的变化

    ............................... 84

    4.2.3 光学区典型构型散射特性

    ...........................................86

    4.3 多个散射体雷达散射截面叠加

    ............................................ 87

    4.3.1 按严格相位叠加

    ....................................................87

    4.3.2 按随机相位叠加

    ....................................................90

    4.4 几种飞行器目标的雷达散射截面

    .......................................... 91

    4.5 二维雷达散射截面

    ........................................................91

    4.5.1 麦克斯韦方程组维度的退化

    ........................................ 91

    4.5.2 二维 RCS 计算

    ..................................................... 92

    课后习题 ......................................................................95

    第 5 章

    隐身计算 .................................................................98

    5.1 雷达散射截面计算方法概述

    ...............................................98

    5.1.1 雷达散射截面计算方法分类

    ........................................ 98

    5.1.2 精确算法 ..........................................................

    98

    5.1.3 高频近似法

    ........................................................ 99

    5.2 物理光学法

    ............................................................. 100

    5.2.1 基本公式

    ......................................................... 100

    5.2.2 积分计算

    ......................................................... 102

    5.3 边缘绕射理论

    ........................................................... 105

    5.3.1 导体边缘绕射的典型解

    ............................................105

    5.3.2 几何绕射理论 .....................................................109

    5.3.3 物理绕射理论

    .....................................................114

    5.3.4 等效电磁流法

    .....................................................117

    课后习题 .....................................................................118

    第 6 章

    隐身测试 ............................................................... 121

    6.1 隐身测试概述

    ........................................................... 121

    6.2 RCS 测量的基本原理和概念

    ............................................. 122

    6.2.1 相似原理和缩比测量 ..............................................

    123

    6.2.2 背景电平与 RCS 测量误差

    .........................................125

    6.2.3 远场条件

    ......................................................... 126

    6.2.4 数据处理

    ......................................................... 127

    iii

    隐

    身 原 理

    6.3 微波暗室内电磁散射测试方法

    ........................................... 128

    6.3.1 测试设备

    ......................................................... 128

    6.3.2 测试方法

    ......................................................... 130

    课后习题

    .....................................................................130

    第 7 章

    隐身设计方法 ...........................................................132

    7.1 主要散射机理和飞机主要散射源

    .........................................132

    7.2 雷达隐身设计基本原则

    ..................................................133

    7.2.1 飞机设计中隐身与其他学科的关系

    ................................ 133

    7.2.2 飞机隐身设计基本原则

    ............................................134

    7.3 强散射部件外形隐身设计方法

    ........................................... 136

    7.3.1 消除角反射器效应的外形组合

    .....................................136

    7.3.2 消除或减弱次弱散射源

    ............................................138

    7.3.3 变后向散射为非后向散射

    ......................................... 140

    7.3.4 用棱边代替曲面以避免强的镜面回波

    .............................. 141

    7.3.5 全机各部件棱边布局的统筹选择

    ...................................142

    7.3.6 部件的遮挡技术

    ...................................................142

    7.3.7 腔体隐身技术

    .....................................................143

    7.4 材料隐身技术

    ........................................................... 144

    7.4.1 隐身材料的应用和分类 ............................................144

    7.4.2 雷达吸波材料吸波基本原理

    ....................................... 146

    7.5 其他雷达隐身技术

    ...................................................... 147

    7.5.1 无源对消技术

    .....................................................147

    7.5.2 有源对消技术

    .....................................................147

    7.5.3 等离子体隐身技术

    ................................................ 147

    7.5.4 超材料隐身技术

    ...................................................150

    7.6 红外隐身技术

    ........................................................... 152

    7.6.1 红外辐射基础

    .....................................................152

    7.6.2 红外隐身措施

    .....................................................154

    7.7 可见光隐身技术

    .........................................................156

    7.8 国外典型隐身飞机技术分析

    ............................................. 158

    课后习题

    .....................................................................163

    参考文献

    ......................................................................... 165

    索

    引

    ......................................................................... 167
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