关于等离子体隐形技术的探讨（物理学2班陈渊1505099）摘要：介绍了等离子体隐形的基本原理和特征，隐身技术的实现途径，发展现状和应用前景。（Invisiblebasalprincipleandcharacteristichavingintroducedplasma,approach,thepresentsituationsumapplytherealizationhidingthebodytechnologyprospect.）关键词：等离子体（Plasma），等离子态（Plasmastate），抗雷达（Resistradar），吸波（Attractawave）隐身技术是现代高新技术的产物。隐身技术，或称隐形技术(StealthTechnology），即“低可探测技术”或“低可观察技术”（LowObservableTechnology），是指在一定遥感探测环境中采用反雷达探测措施以及反电子探测、反红外探测、反可见光探测和反声学探测等多种技术手段，降低飞机、导弹、舰艇、坦克等目标的可探测信号特征，使其在一定范围内不易或难以被敌方各种探测设备发现、识别、跟踪、定位和攻击的综合性技术。隐身技术不仅要求隐身，还要求隐声、隐光、隐电、隐磁，是一门综合性技术。等离子体的基本概念等离子体是尺度大于德拜（De－bye，电偶极矩单位）长度的宏观中性电离气体，其运动主要受电磁力的支配，并表现出显著的集体行为。它是继物质存在的固体、液体、气体三种形态之后出现的第四态物质。在军事上，核爆炸，放射性同位素的射线，高超音速飞行器的激波，燃料中掺有铯、钾、钠等易电离成分的火箭和喷气式飞机的射流，都可以形成弱电离等离子体。“等离子体是继固体、液体、气体之后的第四种特质形态，因而也被称为物质第四态。等离子体之所以具有隐形功能是因为它对无线电波具有折射与吸收作用。”中科院合肥等离子体物理研究所应用等离子研究室沈克明说。我们知道，能量输入的结果使得物质发生从固态到液态，再从液态到气态的聚集态变化。如果再将额外的能量输入到气体中，气体将发生离子化，并转变为另一种聚集状态，即等离子态。等离子体的原理：物质的状态等离子体隐形的基本原理利用等离子体发生器、发生片或放射性同位素在兵器表面形成一层等离子云，设计等离子的特征参数（能量、电离度、振荡频率和碰撞频率等）满足特定要求。等离子体是一种特殊的滤波器。当雷达频率高于等离子体频率时，雷达波就能被等离子体吸收；而当雷达频率低于等离子体频率时，等离子体又能折射雷达波。同时，等离子体又能以电磁波反射体的形式对雷达进行电子干扰。此外，等离子体对雷达波造成的频谱离散和交叉调制，都不利于雷达发现目标。正是以上这些“特异功能”使等离子体成为新型电子干扰和隐形材料。早在20世纪60年代，苏联就开始探究等离子体吸收电磁波的性能。20世纪80年代初，苏联开始研究等离子体在高空超音速飞行器上的潜在应用。20世纪90年代初，美国投资65万美元在休斯顿实验室进行了为期两年的等离子体实验。ｌ997年，美国研制出了等离子体隐形天线，当通电时，天线可正常发射和接收无线电信号；当断电时，它不反射敌方雷达辐射的电磁探测信号。实验表明，等离子体涂料可使武器装备表面的空气形成等离子层，用等离子层包围诸如飞机、坦克、舰船和卫星等，当雷达波碰到这层特殊气体时，等离子区中的自由电子将产生频率等于电磁波载波频率的强迫振动，把电磁波的能量转变为媒质热能．等离子体层对雷达波有特殊的吸收和折射特性，使反射回雷达接收机的能量很少．可使反射的雷达波下降到原来的1％例如，应用等离子体技术可使一个13cm长的微波反射器的雷达平均截面在4～14GHz频率范围内平均减少20dB．。此外，俄罗斯进行的风洞试验表明，利用等离子体隐形技术还可以减少飞行器飞行阻力30％以上。但是，利用等离子体技术实现兵器隐形也存在相当的难度，因为这是一项十分复杂的系统工程，包括大气等离子体技术、电磁理论与工程、空气动力学、机械与电气工程等学科。目前产生隐身等离子体的方法主要有两种：一种是利用等离子体发生器产生等离子体，即在低温下，通过电源以高频和高压的形式提供的高能量产生间隙放电、沿面放电等形式，将气体介质激活、电离形成等离子体；另一种是在兵器特定部位（如强散射区）涂一层放射性同位素，它的辐射剂量应确保它的α射线电离空气所产生的等离子体包层具有足够的电子密度和厚度，以确保对雷达波有最强的吸收。利用等离子体发生器、发生片或放射性同位素在兵器表面形成一层等离子云，设计等离子的特征参数（能量、电离度、振荡频率和碰撞频率等）满足特定要求，使照射到等离子云上的雷达波一部分被吸收，一部分改变传播方向，因而返回到雷达接收机的能量很少，使敌方难以探测，达到隐身的目的；还能通过改变反射信号的频率，