[发明专利]基于等离子体阵列和雷达吸波材料的宽带电磁隐身装置

说明书

本发明涉及一种基于等离子体阵列和雷达吸波材料的宽带电磁隐身装置，它包括金属板，其底部连接在军用设备外壳的表面；雷达吸波材料，其涂覆在金属板或者军用设备外壳表面，涂覆厚度为2 mm；等离子体阵列，其覆盖在雷达吸波材料上；所述等离子体阵列在激发后形成一层组合式等离子体层；所述等离子体层内的等离子体频率呈现高低交替分布。本发明利用管状封闭式低压等离子体发生器产生等离子体，碳基的雷达吸波材料共同构成电磁隐身装置；管状封闭腔采用黑色玻璃管制成，其可以有效阻挡等离子体产生的可见光扩散至腔体外；本发明将等离子体与吸波材料相结合形成新型复合吸波材料表现出极其优异的吸波性能，其可在宽频带上吸收雷达波。

技术领域

本发明涉及低温等离子体的应用技术领域，具体涉及一种基于等离子体阵列和雷达吸波材料的宽带电磁隐身装置。

背景技术

由于现代军事上雷达的广泛使用，使之成为一种重要的探测工具。雷达隐身自然就成为一种重要的隐身技术，其一直是空间探测领域的研究热点，等离子体隐身技术逐渐从实验室走向实用化，并且从航空领域的应用向航海舰船隐身以及地面武器装备隐身的方向拓展。

在日益复杂的电磁环境中如何实现目标的低可观测性，是设计各类装备系统所必须考虑的问题。雷达隐身的关键主要是将目标雷达散射截面降低到雷达接收机无法探测的水平，通常降低雷达散射截面的方式是在目标表面加载雷达吸波材料以减少探测回波或者是修改物体的几何外形，从而将散射波重新定向，使其远离后向散射方向。

目标整形设计实现雷达隐身是一项极有挑战性的工程，设计成本是极高的，往往只适用于少部分重要设备，并且外形设计在较低的频率下不能很好的发挥隐身效果。在目标表面加载吸波材料是通用的降低雷达散射截面的方法。传统的铁氧体以及碳基等雷达吸波材料只能对特定频段和角度的电磁波的进行有效吸收，并且雷达吸波材料涂层非常厚重，对于X频段的微波不易实现吸收，因此薄层雷达吸波材料不易在宽频段上实现雷达散射截面的缩减, 由于等离子体能够在较宽的频率范围内吸收电磁波，并且易于控制，等离子体隐身被用来降低目标的电磁波反射。

大量关于等离子体隐身的研究是围绕开放型平板等离子体覆盖在金属板上展开的，由于等离子体在开放环境中的寿命很短，理想分布的等离子体电子密度很难产生和维持，此外，这种开放型等离子体能发出可见光，容易被光电探测系统观测到。因此，这种开放型等离子体不能直接用于实际隐身应用。

基于上述原因，封闭式等离子体被引入了隐身技术中，封闭腔式等离子体通常利用感应耦合线圈或者是放电电极产生，封闭式等离子体可以维持稳定的电子密度与可控制的等离子体分布，感应耦合线圈产生的等离子体存在分布不均匀，装置体积大等问题，不适用与大面积等离子体隐身应用。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于等离子体阵列和雷达吸波材料的宽带电磁隐身装置。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于等离子体阵列和雷达吸波材料的宽带电磁隐身装置，它包括金属板，其底部连接在军用设备外壳的表面；

雷达吸波材料，其涂覆在金属板或者军用设备外壳表面，涂覆厚度为2 mm；

等离子体阵列，其覆盖在雷达吸波材料上；所述等离子体阵列在激发后形成一层组合式等离子体层；所述等离子体层内的等离子体频率呈现高低交替分布。

进一步的，所述军用设备包括海陆空基需要隐身的武器装备或者重要的雷达天线组件。

进一步的，所述雷达吸波材料采用碳基材料制成的非磁性介质吸波材料或者磁性铁氧体吸波材料。

再进一步的，所述等离子体阵列中每一个等离子体单元都可以任意的开启与关闭，通过调控等离子体的参数，实现吸波频带的可调性；通过控制等离子体单元的通断，改变等离子体空间分布，实现衰减带隙与衰减幅度的调整。