电磁波在吸波材料中是走了一个来回的,因此只要吸波材料的厚度是电磁波波长四分之一的整倍数,那么就可以完美抵消掉反射的那部分电磁波,实现完全吸波的恐怖效果。
如果雷达发射的是厘米波和分米波,那么吸波材料的厚度达到2.5毫米或者2.5厘米即可;如果雷达波发射的是米波,那么吸波材料的厚度就要达到恐怖的25厘米,你能想象出一架敷着25厘米厚面膜的“隐身飞机”有多可笑吗?因此,雷达的波长越长,靠吸波材料反隐身就越不现实。这就是米波雷达适合反隐身的第一个“基因”。
主流的吸波材料都是针对频率较高的微波雷达的,而且只能吸收某一频段的电磁波,不可能把所有的频段都包含进去的。
其次,目前的隐身飞机对付雷达的手段无非是反射和吸收,但是当飞机被雷达照射后,除了会形成反射波,还会形成绕在飞机轮廓上的爬行波,爬行波衰减非常快,对于短波雷达来说几乎可以忽略,但当雷达波长和飞机尺寸相近时,爬行波和反射波就会形成谐振,急剧增大信号特征,换句话来说,我不管你飞机是由什么材料做成的,只要我方雷达波的波长和你飞机的尺寸相近,就可以凭借谐振效应找到你,战机的尺寸都在米级,因此波长在米级的米波雷达就是为隐身战机量身定做的“显影之尘”。这,就是米波雷达适合反隐身的第二个“基因”。
但仅凭这两点优秀的“基因”,米波雷达还是无法反隐身的,否则世界各国也不会大力去发展微波雷达了。
米波雷达的第一个弱点:分辨力不高,精确性差,只能大致判断对方飞机的方向,无法提供持续精确的火控制导信息,也就是说看得到打不到。
第二个弱点:俯仰角有盲区,如果对方飞机超低空突防,地面障碍物的杂波会严重影响米波雷达的探测效果。
咱们先说第一个弱点,分辨力不高。我们在探讨雷达分辨力的时候一般分三个维度:
1、距离分辨力,就是分辨远近的能力。
2、速度分辨力,就是分辨快慢的能力。
3、角度分辨力,就是分辨相邻物体数量、大小和轮廓的能力。
其中距离分辨力和速度分辨力和波长关系不大,通过射波和回波的时间差就可以算出距离得远近,
至于如何计算物体的速度,则是利用了生活中经常会用到的多普勒效应,比如车辆鸣笛声,向你开来时鸣笛声尖锐,因为声速加上物体运动速度导致频率变高,远离你时鸣笛声会变得低沉,因为声速减去物体的运动速度导致频率变低。
雷达测速也是如此,对方飞机面向雷达飞行时回波频率会变高,远离时回波频率会变低,通过回波频率的变化就可以计算出对方飞机的速度。
有一种比较尴尬的情况,就是飞机如果环绕雷达做圆周飞行,和雷达的距离保持不变,这样通过多普勒效应计算出的飞机速度就是0。
上述的距离分辨力和速度分辨力与雷达接收机的灵敏程度、芯片的计算处理能力等因素相关,对所有雷达来说都是一视同仁的。和波长并没有多大关系。
但是角度分辨力就麻烦了,什么是角度分辨力呢?
雷达为了提升探测距离,一般都集中能量向一个方向照射,发射出去的雷达波都是有一定宽度的,天线增益越大,波束就越窄,探测角分辨率就越高。雷达波会随着距离逐渐扩散,假设在20千米的时候波束宽度变成了10米,如果收到了回波,我们只能判断在这个10米宽度的区域内有目标,至于这东西是啥,有几个,就无法分辨了。
如何提高雷达的角分辨力呢?
角度分辨力约等于波长除以2倍雷达天线口径尺寸【λ/2L】。波长越长,角分辨力也就越差,这就是长波雷达分辨力低的命门所在了。
那如何克服长波雷达的这个弱点呢?也许有小伙伴注意到公式分子上的雷达天线口径尺寸L了,把雷达天线口径做大一些雷达角分辨力不就可以提高了吗?
事实的确如此,下面咱们科普一下天线口径和角分辨力之间的关系。