航天飞行器隐身技术

　　本书是一部系统论述航天飞行器隐身技术的专著，全书共分为7章，主要内容包括概述、探测传感器的原理与基础、航天飞行器的目标特征机理与表征、航天飞行器常用特征预估与仿真方法、航天飞行器雷达隐身技术和红外隐身技术等，在本书的最后对隐身技术的未来发展进行了展望。全书注重系统性、实用性和创新性，尤其强调理论与实践的结合。本书介绍的相关方法和数据可供从事飞行器隐身技术研究和设计的科研人员直接使用，也可以作为航天飞行器设计、航天飞行器研制等相关技术人员的参考用书。同时，本书亦适合作为高等院校飞行器设计专业本科生和研究生的参考书。

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第1章概述1
1.1隐身技术的实践与应用1
1.2隐身技术在提高飞行器生存力方面的作用7
1.3隐身技术的定义与分类8
1.4飞行器雷达隐身技术11
1.4.1雷达距离方程11
1.4.2目标的雷达特征控制13
1.5飞行器红外隐身技术18
1.5.1红外辐射的基本概念18
1.5.2红外隐身技术的内涵21
1.5.3通过红外隐身躲避碰撞杀伤21
1.5.4航天飞行器的红外目标特性及表征22
1.5.5航天飞行器的热物理性能23
1.6等离子体隐身技术30
1.7飞行器射频隐身技术31
1.8航天飞行器隐身的特点31
1.8.1对象31
1.8.2频谱31
1.8.3温度域32
1.8.4约束32
参考文献33
第2章探测传感器的原理与基础34
2.1雷达传感器34
2.1.1雷达系统简介34
2.1.2雷达方程39
2.1.3雷达目标特性40
2.2红外探测原理41
2.2.1红外探测系统的特点、组成及功能41
2.2.2红外辐射的基本物理量及黑体辐射43
2.2.3气体辐射与固体辐射差异45
2.2.4红外探测器的基本原理及关键指标参数45
2.2.5红外探测系统作用距离与灵敏度48
2.2.6红外探测系统响应曲线及灵敏度测试49
2.2.7地球背景下的目标探测及大气影响51
2.2.8大气辐射影响下的探测能力分析54
参考文献56
第3章航天飞行器的目标特征机理与表征57
3.1雷达散射的基本概念57
3.1.1RCS57
3.1.2雷达散射的频率分区60
3.1.3RCS与雷达探测距离的关系62
3.1.4RCS与干扰烧穿距离的关系63
3.2航天飞行器目标雷达散射机理64
3.2.1镜面散射机理65
3.2.2多次反射机理67
3.2.3边缘绕射机理68
3.2.4行波散射机理69
3.2.5爬行波散射70
3.2.6导行表面波散射机理71
3.2.7不同散射机理RCS估算72
3.3航天飞行器雷达散射特征提取73
3.3.1基于窄带RCS序列的特征提取73
3.3.2基于目标一维距离像的特征提取74
3.3.3基于目标ISAR像的特征提取77
3.3.4基于时频分析的特征提取79
3.3.5雷达特征分类方法81
3.4红外辐射的基本量与基本概念83
3.4.1红外辐射的基本量83
3.4.2红外辐射体分类84
3.5航天飞行器红外辐射特点85
3.6航天飞行器红外辐射机理的热属性86
3.6.1目标接收的太阳辐射热流87
3.6.2目标接收的地球辐射热流88
3.6.3目标接收的地球反射太阳辐射热流88
3.6.4目标发出的辐射热流88
3.7航天飞行器红外辐射机理的信号属性89
3.8航天飞行器红外辐射特性的时空提取89
参考文献96
第4章航天飞行器常用特征预估与仿真方法97
4.1雷达特征预估与仿真常用方法97
4.1.1飞行器雷达特征仿真方法简介97
4.1.2基于矩量法的飞行器雷达特征仿真100
4.1.3基于时域有限差分法的飞行器雷达特征仿真107
4.1.4基于物理光学法的飞行器雷达特征仿真120
4.2红外特征预估与仿真常用方法130
4.2.1红外辐射仿真计算模型130
4.2.2红外辐射特征快速预估算法146
参考文献147
第5章航天飞行器雷达隐身技术148
5.1外形隐身技术148
5.1.1外形隐身原理148
5.1.2外形气动一体化隐身优化方法151
5.1.3外形优化的参数化方法及示例153
5.1.4航天飞行器外形优化过程示例158
5.2材料隐身技术160
5.2.1微波在材料中的损耗机制161
5.2.2吸波材料的表征162
5.2.3吸波材料分类164
5.2.4主要吸收剂与特点166
5.2.5典型吸波材料示例168
5.3隐身与防热/热控/承载等功能一体化设计技术173
5.3.1一体化设计原理173
5.3.2一体化设计流程174
5.3.3防热性能设计与分析方法174
5.4等离子体隐身原理与技术182
5.4.1等离子体隐身原理概述182
5.4.2等离子体隐身机理185
5.4.3等离子体电磁散射计算方法及隐身效果仿真208
5.5频率选择表面隐身技术243
5.5.1频率选择表面隐身原理243
5.5.2频率选择表面分析方法245
5.5.3典型频率选择表面250
5.6石墨烯吸波技术257
5.6.1绪论257
5.6.2石墨烯的电磁特性266
5.6.3石墨烯的制作工艺268
5.6.4基于石墨烯介质金属结构的太赫兹吸波器272
5.6.5基于石墨烯的微波段超宽带吸波器研究276
参考文献282
第6章红外隐身技术290
6.1表面低发射率控制技术290
6.1.1概述290
6.1.2表面发射率的影响因素291
6.1.3常见材料表面发射率292
6.1.4低发射率控制294
6.2表面温度控制技术295
6.2.1基于隔热结构的温度控制技术295
6.2.2主动耗散式温度控制技术302
6.3光谱选择发射控制技术309
6.3.1红外光谱辐射调控方法309
6.3.2光子晶体理论分析方法310
6.3.3一维光子晶体——基于红外频谱调制的分析311
6.3.4红外波段光子晶体性能影响因素313
6.3.5红外波段光子晶体介质材料的选择317
6.3.6一维光子晶体红外光谱选择辐射材料制备方法318
6.4辐射遮挡技术319
6.4.1红外烟幕遮蔽技术319
6.4.2屏蔽罩技术327
参考文献334
第7章未来发展展望335
7.1隐身技术发展方向335
7.1.1宽频段与全谱化335
7.1.2全方位与全域化335
7.1.3多功能与智能化335
7.2几种新型隐身材料与技术338
7.2.1特征可调控隐身技术338
7.2.2人工微结构343
7.2.3可调发射率技术351
7.2.4低维材料351
参考文献354