多波段兼容隐身用光子晶体研究进展

光子晶体是由介电常数不同的几种材料组成的一种功能材料。频率处于光子晶体禁带范围内的电磁波在光子晶体中不能传播,表现出高反射的特性;而频率处于光子晶体通带范围内的电磁波则会透过光子晶体,表现出高透射的特性。电磁波传播可以通过光子晶体中缺陷的人工构造来控制。为理清多波段兼容隐身光子晶体材料进一步发展所面临的问题和机遇,对光子晶体在红外多波段隐身、激光/红外兼容隐身、雷达/红外兼容隐身、可见光/红外兼容隐身、多波段兼容隐身5个方面的研究进展进行了总结,并对新一代光子晶体兼容隐身技术的发展进行了展望。     

一维光子晶体兼容隐身材料研究进展

光子晶体是一种新型的人工结构材料,具有光子禁带和光子局域两个独特的特性,其处于光子禁带内的电磁波被禁止传播呈现出高反射,与光子局域频率相对应的电磁波则会透过光子晶体。光子晶体的出现为多波段兼容隐身材料提供新的设计思路。分析一维光子晶体在多波段兼容隐身领域的优势,并且介绍光子晶体在多波段红外隐身材料、激光/红外兼容隐身材料、雷达/红外隐身兼容材料、可见光/红外兼容隐身材料等方面的研究进展。     

三维光子晶体红外隐身材料特性

随着红外探测技术的飞速发展,红外隐身材料的研制与应用在世界各国受到强烈关注。光子晶体凭借其带隙的可调控性脱颖而出。利用带隙处于红外波段的光子晶体作为表面涂层材料能够有效改变目标的红外辐射特性,实现红外隐身。利用理论和实验验证相结合的方法,对基于胶体基元自组装技术制备蛋白石型光子晶体红外隐身材料进行研究,为新型红外隐身材料的发展提供理论指导和技术支持。根据布拉格衍射定律分别确定带隙处于红外探测仪和红外夜视仪的检测波段（3～5 μm和8～14 μm）的光子晶体胶体基元直径范围,并通过分散聚合法合成1～2.21 μm单分散性良好的聚苯乙烯胶体基元。对垂直自组装法、重力沉降法和层层自组装法3种常用的胶体基元自组装方法进行研究,提出一种恒温水浴烘培法。研究结果表明,采用该方法得到的光子晶体结构规整,带隙范围内红外透射率从80%可降至25%,红外热成像仪测试显示对60 ℃的背景材料红外隐身效果好;该方法具有实验设备和工艺简便、耗时较短（仅3 h）、适用微球种类多、阵列规整有序等优点。     

飞机的光电隐身技术

飞机的光电隐身是减小飞机的各种被探测光电特征,使敌方探测设备难以发现或使其探测能力降低的综合技术。光电隐身技术具体可分为可见光隐身技术、红外隐身技术和激光隐身技术三大类。可见光隐身就是要消除或减小飞机与背景之间在可见光波段的亮度与色度差别。红外隐身就是利用屏蔽、低发射率涂料、热抑制等措施,降低飞机的红外辐射强度与特性。激光隐身就是消除或削弱飞机表面反射激光的能力。     

导弹的红外隐身技术

为提高导弹的生存能力, 新型导弹广泛采用红外隐身技术. 在探讨导弹红外隐身的技术原理以及导弹的红外辐射特性的基础上, 分析了导弹的红外隐身措施, 并指出了红外隐身的发展趋势.     

一维介质光子晶体用于雷达隐身技术的研究

为解决机载/弹载雷达舱隐身问题,文中采用特征矩阵法计算了含缺陷的一维光子晶体电磁特性,主要研究了在一维周期结构的光子晶体中引入缺陷对电磁波透过率的影响。研究发现,通过改变缺陷的材料以及缺陷的尺寸均能够对缺陷模的电磁特性进行控制,这就为将含缺陷的一维介质光子晶体应用于雷达隐身提供了理论支持。     

隐身技术和隐身武器的研究和应用现状

首先简要分析了隐身技术的研究现状，指出隐身技术应在注重雷达隐身宾基础 力发展红外、声和视频等其它隐身技术；然后介绍国外隐身的研究和应用进展情况，最后指出隐身技术和隐身武器的宽频带、全方位，全天候和智能化是隐身特性发展的总趋势。     

飞行器隐身技术研究及发展

隐身技术是未来飞行器研制的一个重点,可分为有源、无源式隐身技术,亦可分为雷达隐身、红外隐身、可见光隐身、声音隐身技术等。介绍了目前飞行器广泛运用和正在研究的隐身技术以及发展情况,最后提出了未来隐身技术的发展趋势。     

红外隐身技术与隐身涂料的发展

介绍了国外红外隐身技术与隐身涂料的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展红外隐身技术与隐身涂料的优势和重要性,重点探讨了几种红外隐身技术与隐身涂料的性能及其特点,最后论述了红外隐身技术与隐身涂料的发展动向与分析.     

隐身技术和隐身武器的研究及应用现状

首先简要分析了隐身技术的研究现状，指出隐身技术在注重雷达隐身研究的基础上，开始大力发展红外、声和视频等其它隐身技术；然后介绍了国外隐身技术的研究和应用进展情况；最后指出隐身技术和隐身武器的宽频带、全方位、全天候和智能化是其隐身特性发展的总趋势。     

小型涡轮发动机红外隐身技术

对红外隐身技术在小型涡轮发动机上的可行性进行了分析,适合小型涡轮发动机红外隐身技术有:采用涡扇发动机、异型喷管、壁面冷却技术等。对小型涡轮发动机红外隐身设计需要突破的低损失高效掺混技术、壁面冷却设计技术、红外隐身效能评估等技术进行了论述,以实现集气动、红外、结构一体化隐身喷管设计。最后对小型涡轮发动机红外隐身技术发展趋势进行了阐述。     

光子晶体及其传输特性

介绍了光子晶体的概念、光子晶体常用的研究方法。并且讨论了一维光子晶体的3个重要特性,即能带特性、缺陷模特性和全反射隧穿特性。利用光子晶体的这些重要性质可以有效地控制光子的传输。因此光子晶体在光信号处理以及光信号控制方面有着广泛的应用前景。     

光子晶体对大气窗口波段发射辐射的抑制作用

利用传输矩阵方法讨论了光子晶体对大气窗口波段发射辐射的抑制作用,讨论了多种基底材料和光子晶体材料组合及其自发辐射对抑制效果的影响。研究发现,当光子晶体的高低折射率介质分别为Si与KCl时,在3～5μm与8～14μm波段内,基底分别处于100℃的Al、SiC及假想表面,表面的发射辐射均可得到较好地抑制。对于相同基底,选择Ge与KCl作为光子晶体的组成材料,会有更好地抑制效果。     

隐身技术在坦克装甲车辆上的应用

重点论述了雷达隐身技术、红外隐身技术、可见光隐身技术和声波隐身技术等在坦克装甲车辆上应用的现状,并结合国外发达国家对隐身坦克装甲车的研制情况,提出了坦克装甲车辆隐身设计的新思路.     

国外鱼雷声隐身技术现状及发展趋势

为了促进国内鱼雷声隐身技术的发展,在介绍鱼雷声隐身意义和特点的基础上,归纳了国外鱼雷声隐身技术的发展现状,特别对俄罗斯和美国鱼雷声隐身技术的研究热点进行了详细阐述,分析了鱼雷声隐身技术的发展趋势：不断完善声隐身技术研究体系;更加重视声隐身机理研究;加大新材料和新工艺应用研究投入;有序提升试验技术能力。     

地面装备目标特征测评方法研究现状及展望

针对地面装备作战任务所面临的局部战争冲突、军事对抗竞赛、作战空间的变化等多方面影响,分析了地面装备面临的探测、识别与打击威胁环境以及目标特征信号测试与隐身效能评估技术的发展需求,从测试能力、数据融合技术等方面介绍了国内外目标特征测试方法研究现状,对比与国外的差距,结合地面装备隐身技术的发展和目标特征实战化应用需求,展望了地面装备多源目标特征测试与隐身效能评估技术发展及应用方向.     

隐身科学发展中的若干问题刍论

简要说明了隐身技术的内涵及其在现代战争中的重要性,介绍了隐身科学的几个主要特点和发展方向,论述了隐身科学发展中的有关技术哲学问题及其研究方法.