隱身技術涉及到電子學、材料學、聲學、光學等許多技術領域，是第二次世界大戰后的重大軍事技術突破之一。隱身技術包括：雷達隱身、紅外隱身、磁隱身、聲隱身和可見光隱身等。很多武器裝備，如飛機、導彈、艦船、坦克、戰車、水雷、大炮等，都可以采取隱身措施把自己隱蔽起來。首先出現的是隱身飛機，通過降低雷達截面積和減小自身的紅外輻射實現隱身。

隱身的意思是“抵抗探測設備檢測”，隱身適用于敵人可見的飛行器和材料，以及控制/產生噪音、熱量、電磁發射和光線變化的內部 SAA 系統。可以假設敵人正在使用反無人機行動和武器，隱身設計保護飛行器免受這些反無人機措施的影響。民用行動中的隱身性降低環境干擾影響。

UAS / UAV通過其特征進行檢測：噪聲（聲學），光學（可見光），紅外（熱）和雷達（無線電）波長定義如下：

A） 噪音（聲學）[16 m-2 cm，或 20 – 16000 Hz]

B） 光學（可見光） [0.4 – 0.7 微米]

C） 紅外線（熱） [0.75 微米 – 1 毫米]

D） 雷達（無線電）[3 毫米 – 3 厘米]“（奧斯汀，2010 年）

如果設計者要“將飛行器可檢測性降低到可接受的風險水平，則必須將上述波長（表示為頻率）的接收發射或反射降低到閾值特征值以下。UAS特征的很大一部分是飛行器操作高度的函數。

使用調諧發射器的無線電通信和無線傳輸以及互聯網的信息爆炸是戰爭革命的核心。攔截無線電通信和雷達信號的確定性以及定位發射機的能力對軍事行動產生了重大影響。攔截、干擾、發射器定位、消息安全和傳輸安全成為戰爭的基礎。戰爭中采用的基本破壞能力（能量）沒有太大變化。（快速移動的彈丸，顯著的超壓，熱量和聲音）。然而，通過使用EM頻譜（EMS），它們的使用方式發生了重大變化?，F在，我們使用EMS以多種方式將武器的破壞能量引導到其預定目標。此外，電子戰專家使用EMS來防止這些武器擊中其預定目標（美國），有時敵人破壞通信能力是一個目標。

曾經只有四個維度（緯度、經度、海拔和時間（無線電之前）的戰斗空間現在有了第五個維度：頻率。參見表 8-1 戰斗空間維度。

尺寸	功能	行動
緯度	友軍位置	武器方向
經度	敵軍位置	部隊機動
海拔
時間	機動速度	攻擊的及時性
	武器釋放時間	敵人的脆弱性
頻率	所需帶寬	信息流速率
	帶寬	可用干擾
	傳輸頻率	易受干擾
		易受攔截

表8-1 戰斗空間尺寸

帶寬定義為波長、頻率或能量帶內的范圍。將其視為由調制載波占用的一系列無線電頻率，分配給設備可以運行的服務。帶寬也是電氣通信系統數據傳輸的能力。范圍對無線電傳輸有重大影響。根據環境的不同，接收信號的強度T是距離發射器的距離d的平方或四次方的函數。

距離較近的發射器將更好地接收信號，并且通常可以更準確地定位發射器。一旦我們依賴來自多個接收器的輸入，網絡就成為我們戰爭能力的核心。

回到隱身方面，關于無人機系統的設計，我們注意到無人機的情報、監視、偵察和武器有效載荷運載功能。這些都是IO操作，頻率是他們成功或否認敵人的核心。

電磁頻譜

德國公司Tontechnic-Rechner-Sengpielaudio（TRS）已經整合了一些聰明的工具，用于將波長轉換為頻率（反之亦然），“用于真空中的聲波（聲波）和無線電波和光波”。從圖 8-1 EMS 開始。請注意頻率、f 和波長 L（λ – 希臘語）之間的反比關系。

圖 8-1 EMS

還要注意可見光譜作為巨大EMS的一部分有多小。圖 8-2 顯示了一些 EMS 功能。

圖 8-2 EMS 函數

圖8-3顯示了聲波和聲波周期到頻率和頻率的轉換。圖 8-4 顯示了聲音 EMS 區域

圖8-3 聲波和聲波周期到頻率和頻率的轉換

圖 8-4 聲音 EMS 區域

“空氣中的聲波和聲波

UAS隱身聲學（噪聲）或聲波的設計極限是“[16m-2cm，或20Hz–16000Hz]。相比之下，奧斯汀值為 20 Hz。對于 2 cm = 0.02 m，結果值為 f = 17650 Hz。這高于奧斯汀的 16,000 Hz 限制。這可能是由于 20 攝氏度的基差。這告訴UAS設計師，噪聲的上限 - 隱身可接受性17,150 Hz.隱身范圍為20 Hz-17,150 Hz。

“聽覺范圍描述了人類可以聽到的頻率范圍（又稱電平范圍）。人類范圍通常為 20 至 20,000 Hz，個體之間存在相當大的差異，尤其是在高頻下，并且隨著年齡的增長逐漸失去對更高頻率的敏感性被認為是正常的。靈敏度也隨頻率而變化，如相等響度等值線所示“。請參見圖 8-5。

“等響度等高線是EMS頻譜上聲壓（Db SPL）的量度，當呈現純穩定的音調時，聽眾會感知到恒定的響度。響度等級的測量單位是音，通過參考等響度等值線得出。據說兩個不同頻率的正弦波具有相同的響度水平，如果普通年輕人認為它們的聲音相同，而沒有明顯的聽力障礙。

圖 8-5 等響度等值線

“真空中的無線電波和光波

“無線電波和微波輻射都是被稱為電磁輻射（EMR）的能量形式。陽光包含其他EMR形式：紫外線，紅外（熱）波以及可見光波。這些EMW以~300,000公里/秒的光速在真空中作為電磁輻射傳播。

圖 8-6 減少的 EMS

可見光、伽馬射線、微波和無線電波都是 EMS 的一部分。它們只是因波長而異。（TRS，2018）圖 8-7 是真空中無線電波和光波的轉換圖表。

圖 8-7 轉換圖 – 真空中的頻率到波長無線電
和光波

我們已經介紹了噪聲、光學和紅外隱形特征。如果沒有另一次沿著雷達車道行駛，雷達就沒有那么簡單了。如果我們能“看到”敵方無人機的到來，它就可以被跟蹤、禁用、摧毀或攔截，并“轉向”一個新的航點或目標。

圖 8- 8 雷達頻段

雷達/電子戰/測距方程

從奧斯汀，我們知道UAS RADAR特征的上限頻率是0.03 m = 3 cm。這大約是 10 GHz 頻率。參見圖 8-8。雷達通常被認為是頻段。參見圖 8-9 雷達頻段及其用法。

圖 8-9 雷達頻段

理解電子戰（EW）的關鍵，它在檢測UAS接近目標中的作用，是理解無線電傳播理論。如果我們了解無線電信號是如何傳播的，我們就可以按照邏輯進展進行攔截、干擾或保護。使用dB對數數學來解決強度，增益，損失，雷達，攔截器，干擾技術，當前威脅，防御系統等的電子戰方程，供讀者研究和欣賞。

雷達是無線電探測和測距。它是使用無線電波及其在EMS中的傳播來確定接近的飛機，UAS，船舶，潛艇或任何移動車輛的戰斗空間元素。我們只對兩個方程感興趣，以了解UAS的RADAR（無線電）特征。

“源和接收器可以采取多種形式。當雷達脈沖從UAS或飛機的皮膚反射時，反射機構是發射器。它遵循與按下傳輸按鈕時適用于對講機的相同定律。然而，反射沒有電源和電路。

單向鏈接方程

“基本通信鏈路，稱為單向鏈路，由發射器，接收器，發射和接收天線以及沿路徑的兩個天線之間的傳播損耗組成。請參閱圖 8-10 通過鏈接的路徑。

圖 8-10 通過鏈接的路徑

圖 8-11 單路雷達

雷達距離方程可用于估計探測UAS的最大距離。UAS越小，反射區域越小，無法將雷達脈沖“返回”其發射器源。其中給出了用于確定RADAR單元最大范圍的單向和雙向（回程）。在最大鏈路范圍內，接收功率等于接收器靈敏度?！敖邮掌黛`敏度被定義為它可以接收并仍然提供指定輸出的最小信號（最低功率強度）。

如果接收的功率電平至少等于接收器靈敏度，則通過鏈路進行通信。設計信號增量與最小接收器靈敏度的增量量稱為裕量。其他形式的基本雷達測距方程、推導、術語定義以及用于監視、跟蹤和干擾應用的雷達單元示例可以在 Toomay的簡化參考中找到。

聲學特征減少

“飛機噪音可能是其存在的第一個警告;但是，它可能不會立即定向/定位以進行檢測。“UAS噪聲主要來自渦流，機翼尖端，轉子或螺旋槳。降低翼展或葉片跨度可增強聲學隱身性。由于燃燒噪音，傳統的推進系統是一個令人擔憂的問題。電動機幾乎不會產生噪音?！皽p少UAS的質量和空氣阻力可以減少噪音的產生。

人耳對設計師來說是一個問題。“它對3500 Hz左右的頻率最敏感，可以聽到低至10 dB的實際閾值的聲音。對于給定的聲壓級，聲音在空氣和絕緣材料中的衰減隨距離而變化。低頻聲音給UAS隱身設計帶來了更大的問題。

MALE和HALE系統不存在聲學問題 “來自其高頻發生器的噪聲在到達地球時會衰減。更大的噪音問題是由使用活塞發動機的小型UAS造成的。聲音來自他們的內燃機和排氣系統。通過吸音材料、消音器和消聲器以及向上引導進氣和排氣歧管可以實現聲音散發?！白詈?，檢測到的聲音水平取決于聲音對比度的背景噪聲水平。

熱特征

“紅外（IR）輻射從熱源發射并以與光相同的方式傳播。輻射體的可探測性取決于它與背景的對比度。“紅外輻射被大氣吸收得很好，特別是水和二氧化碳分子，比可見光吸收得更多。紅外穿過大氣層的主要窗口位于2-3和4-8微米波段。接收器設計為在這兩個頻段之一中工作。

在實際的紅外探測過程中，物體發出的紅外輻射通過大氣傳輸才能到達紅外探測器。大氣傳輸過程中紅外輻射會因波長不同而有不同程度的衰減，通常把大氣衰減較少的波長區域稱為大氣窗口。大氣的紅外窗口有以下3個波段：短波1～2.5μm、中波3～5μm、長波8～14μm。紅外輻射在這3個波段以外基本上是不透明的，目前使用的紅外探測器大都工作在這3個波段內。根據這一特點，可以采用合適的材料作為表面涂層，調節己方軍事目標的紅外輻射波段至大氣窗口之外，使得對方紅外探測器無法探測到己方目標的紅外輻射能量。

改變紅外輻射傳輸路徑主要是改變目標周圍大氣的光譜透過率，以達到屏蔽和對紅外探測器干擾的作用。煙幕以其較好的經濟性和較高的實用性在海上軍事艦艇紅外隱身方面得到了廣泛的應用。煙幕的主要功能是通過在空中施放氣溶膠微粒，改變電磁波介質傳輸特性，實施對光電探測、觀瞄和制導武器系統的干擾。在紅外方面其隱身作用機理主要是：①使得目標周圍大氣路徑上充滿煙幕微粒，對物體紅外輻射產生強烈的吸收和散射作用，削弱紅外偵察和制導系統中紅外探測器接收信號的強度，使之無法成像；②煙幕本身可以發出更強的紅外輻射，覆蓋目標及背景的紅外輻射，使紅外探測設備只能探測到一片模糊影像。但是由于煙幕必須懸浮在目標的周圍，所以多用于保護靜止和慢速運動的目標。

改變目標紅外輻射特性的主要措施是改變目標的主要紅外輻射波段以及模擬背景輻射特性，使得敵方紅外探測器無法探測或識別己方目標的紅外輻射。

改變目標主要紅外輻射波段，其一是使得目標主要紅外輻射在對方探測器的工作波段以外，另外是使己方目標的主要紅外輻射集中在大氣強損耗波段。具體應用如：通過向燃料中加入特殊添加劑，使排氣尾焰的紅外輻射帶偏移到紅外探測系統的響應波段之外；采用紅外變頻材料制作有關的結構部件等。實例之一為目前國外采用的一種特殊燃料，使飛機排氣尾焰輻射偏移到5～8μm的大氣強損耗波段。

模擬背景輻射特性即紅外圖形迷彩，是指通過使用不同發射率的材料來改變目標物體各部分紅外輻射分布狀態，使得目標與背景的紅外輻射分布狀態相協調，從而目標的紅外圖像成為整個背景紅外圖像的一部分，使得敵方探測器難以識別。例如目前采用的紅外光區四色變形迷彩涂料等。瑞典采用的角形結構碎片迷彩以及德國陸軍采用的歪曲車輛陰影圖案，都收到了較好的效果。

隱形無人機是雷達的一個問題。隱身不會使它們隱形，但它大大降低了檢測限制。在我們的第一個例子中，一架快速隱形UCAV戰斗機在~18 nm處飛越地平線可能不會立即被看到。雷達操作員的人為滯后時間可能是1-2分鐘，使UCAV在發現之前距離雷達接收器或船只60秒內 - 沒有太多時間采取致命的對策。

入21世紀，世界各國特別是美、俄、英、法等軍事強國都加大了隱身技術的研究力度，拓展了研究范圍，并在傳統隱身技術研究的基礎上，不斷探索仿生學隱身技術、等離子隱身技術、微波傳播技術、有源隱身技術等新的隱身機理，研制高分子隱身材料、納米隱身材料、結構吸波材料、智能隱身材料等新型隱身材料?？梢灶A見，隱身技術發展前景非常廣闊。

1.擴展雷達隱身的頻段

目前，隱身技術主要針對厘米波探測雷達，為了達到反隱身目的，探測雷達的工作波段正在向長波和毫米波、亞毫米波乃至紅外、激光波段擴展。因此，隱身技術所能適應的波段也必須相應地擴展，如研制新型寬頻帶吸波涂料和結構型材料，研制寬頻帶干擾機等，否則難以達到隱身的目的。

此外，還在尋找更多更新的技術途徑，如將仿生學的研究用于隱身技術。研究發現：海鷗與燕八哥的體積相近，但它的雷達的散射面積卻比燕八哥大200倍；蜜蜂的體積小于麻雀，但它的雷達散射面積反而比麻雀大16倍。

2.發展隱身材料的功能

隱身技術的發展使隱身材料進入一個新的階段。一是隱身材料向反雷達探測和反紅外探測相兼容的方向發展。要求未來的隱身材料必須具有寬頻帶特性，既能對付雷達系統，又能對付紅外探測器；二是雷達吸波材料向超細粉末、納米材料方向發展。人們發現超細粉末、納米材料可能是良好的雷達吸波材料。目前，一些國家正在對其吸波材料機理進行深入研究。這類材料的優點是質量輕、透氣性能好，但制造技術要求高，價格昂貴。

3.注重各種隱身技術的綜合運用

現代偵察探測系統采用了多種探測技術，決定了隱身技術是一項多學科的綜合性技術。要想使目標達到理想的隱身效果，必須綜合應用各種隱身技術。實驗證明，采用隱身外形設計可降低5～8分貝，利用吸波材料可降低7～10分貝，其他措施（如阻抗加載、天線隱身等）可降低4～6分貝，綜合起來，可獲得降低約20分貝的隱身效果。

4.武器裝備將廣泛應用隱身技術

根據現代戰爭的需要，隱身技術的發展與應用現已由隱身飛行器開始擴展到研制地面坦克和火炮、水面艦艇、水下潛艇等各種武器裝備。一些國家還在研究具有隱身性能的機場、機庫、士兵、偵察系統、通信系統、雷達等。預計未來將會出現更多的隱身和具有部分隱身性能的武器裝備和設施。

5.降低隱身武器裝備的成本

由于目前采用隱身技術的成本很高，如吸波結構材料和吸波涂料的價格非常昂貴，導致隱身武器裝備的造價不菲。例如，F-22隱身戰機售價近2億美元，遠貴于F-16的2 000萬美元。因此，如何在技術上突破，降低隱身武器裝備的成本，是今后隱身技術發展的重要方向。