光电隐身技术篇1
关键词：反隐身雷达技术类型波段
中图分类号：tn953文献标识码：a文章编号：1007-9416（2012）11-0211-02
1、雷达隐身技术与反隐身雷达技术的概念
隐身技术是现代高新技术的产物，在军事上的定义就是在武器系统研制过程中设法降低其可探性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击，从而提升武器系统的生存能力与作战效率。其本质是分析设计对象的目标特征信号并加以控制，奖励或者改变目标的特征信号，使之相对地方的侦查系统成为难以探测目标。当前的研究重点是雷达隐身技术和红外隐身技术。最受重视且发展较快则是雷达隐身技术，雷达隐身技术就是是指减小武器装备的雷达截面积使之不易被雷达探测到的技术，与之相反，反隐身雷达技术就是指使雷达探测、跟踪、定位隐身目标而采用的技术。可通过采取扩展雷达的工作频段、改进雷达的探测性能、发展新技术体制雷达等途径，提高雷达的反隐身能力。
2、反隐身雷达技术类型
反隐身技术是研究使隐身措施的效果降低甚至失效的技术。目前隐身技术的研究主要是针对雷达探测系统的，因此，反隐身技术的发展重点也针对雷达。雷达实现反隐身的技术途径大致有三种途径，一是提升雷达自身的探测能力；二是利用隐身技术的局限性削弱隐身兵器的隐身效果；三是开发能摧毁隐身兵器的武器。
2.1 提升雷达自身的探测能力
提升雷达自身的探测能力的主要措施是研制高灵敏度雷达，高灵敏度雷达是一种利用高新技术发展起来的新型军用雷达，能用来探测和发现隐形武器装备。高灵敏度雷达类型较多，主要包括先进的单基地雷达（超宽带雷达、超视距雷达）、双/多基地雷达、毫米波雷达、多功能相控阵雷达、无源雷达、激光雷达等类型。
2.1.1 超宽带雷达
超宽带雷达就是发射信号的相对带宽大于25%的雷达，典型的超宽带雷达系统由波形产生器、发射机、接收机、收发天线和信号处理器等部件组成。其中波形产生器产生超宽带信号波形，比如线形调频脉冲、冲击脉冲、随机噪声等等。冲击脉冲信号是比较成熟的超宽带雷达信号，能够产生和消失时间极其短暂的瞬间电流，其产生和消失时间仅为几百微秒至几纳秒。超宽带的传输把调制信息的过程放在一个非常宽的频带上进行，并且以这一过程所持续的时间来决定带宽所占据的频率范围，即带宽=1/持续时间，所以超宽带雷达具有很大的带宽。其原理如图1。
超宽带雷达在反隐身技术上有众多优势：一是可获得复杂目标的精细回波响应，对目标识别和目标成像极为有利；二是超宽带雷达兼有低频和宽频的特点，对地表和树叶具有较强的穿透能力，可以探测树林中的隐藏目标；三是在进行超宽带干扰，必须要加大雷达的频带宽度，这就会降低干扰信号的功率谱密度，提升了抗干扰性；四是由于雷达发射脉冲的短时性，可以使目标不同区域的响应分离，使目标的特性突出，提升了目标识别能力。
2.1.2 超视距雷达
超视距雷达是一种利用高新技术发展起来的新型军用雷达，它利用电磁波在电离层与地面之间的反射或电磁波沿地球表面的绕射作用传输高频能量，从而探测到常规雷达无法探测到的地平线以下的超远距离空中和海上运动目标。超视距雷达工作在2-30mHz的频率范围内，大气层对该频段的电磁波具有最强的反射性能，被照射目标会产生较强的谐振型后向散射。因此，雷达吸波材料、飞机或巡航导弹的外形隐身技术并不影响雷达波反射，吸波涂层对超视距雷达不起作用。另外，在该频段还可以利用与隐身目标的谐振频率共振来增大布达反射面积，使其不具有隐身效果。
2.1.3 双基地或多基地雷达
双/多基地雷达即发射站和接收站分置的雷达系统。如图2所示，其发射天线位于tx处，接收天线位于Rx处，两者距离为L（称为基线距离或基线），目标位于基线处。三者所处位置可在地面、空中或空间，可以是静止的，也可以是运动的。在双基地雷达几何结构中，以目标位置为顶点，发射站和接收站之间的夹角称为双基地角。采用两个或者多个具有公共空间覆盖区的接收站且从公共覆盖区得到的目标数据均在中心站进行合成处理的雷达，称为多基地雷达。
双/多基地雷达在反隐身技术上优势明显。一是当目标从发射基地和接收基地之间通过时，构成接近180度的双基地角，目标的双基地雷达截面积会明显增大。根据电波理论，可以将目标的几何截面积S当作再辐射天线孔径来计算目标的前向散射，其主瓣强度能达到使等效雷达截面积等于1ma /λ2，λ为波长。此数值大大超过通过通常该目标反映出来的雷达截面积。二是在某些特定的隐形目标姿态和双基地角情况下目标的双基地雷达截面积也会明显增大，靠外形设计使目标的后向散射波折向其他方向，这些散射波束方向的接收基地就可以探测到该隐身目标。
2.1.4 毫米波雷达
毫米波雷达指工作在毫米波波段的雷达。工作频率通常选在30～300吉赫范围内。如图3所示，雷达计算机通过控制速率发射信号，进入双工器后输出，同时雷达计算机也对回波信号进行控制后输入到接收机，然后经下变频处理并采样，所得信号由数字脉冲压缩系统压缩处理后记录，同时，并且输入到一个阵列处理机上对这些数字实施综合处理。
毫米波雷达是一种有效的反隐身技术，其频率的毫米波处于当前隐身技术说能对抗的波段外，此外，毫米波雷达的天线波束相对较狭，其特点是具备高分辨率、宽频带、强大的抗干扰能力以及对目标细节反映敏感，这样就会在雷达荧屏上直接显示目标外形图像，反隐身能力强大。
2.1.4 多功能相控雷达
相控阵雷达是一种通过电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式来改变雷达波相位来改变波束方向的雷达。相控阵雷达的原理类似蜻蜓的眼睛，天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，这些单元在平面上通过有规则地排列，组成阵列天线。根据电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位来改变波束的方向进行扫描，辐射单元把接收到的回波信号送入主机，达到完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量的目的。多功能相控雷达在反隐身技术上有以下几点优势：一是波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；二是一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；三是目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标。
2.1.5 无源雷达
无源雷达是一种不用发射机发射能量而靠接受温热物体或他源反射的微波能量探测目标的雷达，无源雷达使用外辐射源，其潜在的波形主要包括调频（Fm）和调幅（am）电台、电视、数字音频/视频广播，蜂窝电话网络等部分组成，其原理是雷达测量发射机直接信号与目标反射信号抵达的时差来确定收发分置距离。通过接收机至目标的方位与收发分置的距离椭圆相交来估测目标的位置。与其他反隐身技术相比，无源雷达隐蔽功能强大，可以在全天候条件下工作，也可以进展中程和远程侦察活动。在侦察、跟踪和瞄准隐形飞机方面具有强大的潜力。因此，它是反隐形技术中最有力的技术。
2.1.6 激光雷达
工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。其工作原理是由激光器发射出的脉冲激光由空中入射到地面上，打到树木上，道路上，桥梁上，房子上，引起散射。一部分光波会经过反射返回到到激光雷达的接收器中。接收器通常是一个光电倍增管或一个光电二极管，它将光信号转变为电信号进行记录跟踪。激光雷达的特点是波长很短，有高质量的光束，高分辨率，定向性很强，同时对目标有识别、姿态显示以及轨道记录等作用，因此，无源雷达的测量精度高，分辨能力强，抗干扰效果佳，能有效跟踪低空或者超低空飞行的飞机，加上体积小的优势，激光雷达成为反隐身技术的重要研究对象。
2.2 扩展雷达的工作波段
隐身兵器在设计一般是对抗厘米波段的雷达，所以，扩展雷达的工作波段是反隐身的有效措施，如把雷达的工作波段扩展成米波段、毫米波段、红外波段以及激光波等，当前，美军正在大力研究制造工作在米波段超视距预警雷达，其频率为5～28兆赫。美空军一直在大力研究将35千兆赫的毫米波雷达导引头装设在“爱国者”防空导弹上，并大力研究红外探测系统和激光雷达预警系统。
2.3 发展空基或天基平台雷达
隐身飞行器的隐身主要是在鼻锥方向±45°角范围之内。因此可以通过发展空基或天基平台雷达措施，在空中或空间平台装设将探测系统，利用俯视探测方式来提升对雷达截面较小目标的探测概率。
2.4 提高现有雷达的探测能力
提高和改进现有雷达的探测能力是反隐身探测的重要举措，一般通过改进现有雷达本身的探测能力与研制新型雷达或使用新的探测方法实现。当前军事先进的国家提高现有雷达的探测能力的主要方法有以下几种，一是利用采用频率捷变技术、扩频技术、低旁瓣或旁瓣对消、窄波束、置零技术、多波束、极化变换、伪随机噪声、恒虚警电路等技术，来提高雷达的抗干扰能力；二是利用采用功率合成技术和大时宽脉冲压缩技术来提升雷达的发射功率；三是利用采用数字滤波、电荷耦合器件、声表面滤波和光学方法等先进技术提升雷达接收机的信号处理能力。
3、对反隐身雷达技术发展趋势
随着军事科学的迅猛发展，隐身的方法千变万化，但都会有一定局限性，隐身兵器不能做到全能隐身。因此，反隐身的发展趋势总必走向全方位、综合运用以及系统集成模式。一是反隐身武器研究会越来越被重视。大量使用吸波材料是隐身兵器的主要特征，因此，大力研究高功率微波武器能够有效对付隐身兵器；二是机载预警系统会越来越先进。提高脉冲多普勒雷达的灵敏度来跟踪更远距离的更小目标，装设更科学的平面态势显示器，多个传感器一体化，利用全球定位系统（GpS）等措施会使机载预警系统会越来越先进，反隐身能力越来越强；三是新体制雷达会大力开发。主要是能接收隐身兵器所辐射的入射波谐波，但辐射能量很低的谐波雷达，能发射一种无载波的极窄脉冲，其瞬时频谱带极宽（0～15GHz），能有效地对付外形隐身和采用雷达吸波材料的隐身兵器的冲击脉冲雷达；四是传感器融合技术会大力开发。就是雷达与红外传感器、电光系统、激光系统以及其他非射频传感器融合在一起，组合成多功能、多频谱的综合探测系统，达到探测隐身目标的目的。
4、结语
总之，当前军事科学迅猛发展，隐身技术日新月异，这给战略与战术防御系统带来了更大的挑战，因此，在军事电子信息对抗中，大力研究摧毁隐身兵器与反隐身技术是军事科学永远的课题。
参考文献
[1]乔清晨.信息化战争条件下我国防空的战略问题[m].北京：报，2006.
[2]钟明范，刘兵初编著.防空作战[m].北京：蓝天出版社，2008.
光电隐身技术篇2
1超光谱遥感发展趋势
*从航空到航天
高成像光谱仪正从机载遥感应用为主趋向航天遥感齐头并进。相同的地面分辨率，星载仪器灵敏度需要高百倍，这是目前的技术难点。在描绘21世纪航空航天力量太空蓝图时，美国将超光谱（超光谱）遥感器及算法研究作为关键技术之一，美国防部《军事关键技术清单》针对星载光谱仪的光谱处理能力提出了需研发新的软件及算法。
*总体技术指标提高
多光谱、超光谱成像技术的方向发展是“三高”（高空间分辨率、超光谱分辨率、高时相分辨率）和“三多”（多传感器、多平台、多角度），各种新材料、新技术的应用导致新的高成像光谱仪体积更小，性能更高。
*从定性探测到定量探测
高成像光谱仪的光谱和辐射定标与数据的定量化反演，对遥感数据从定性解释转为定量计算有重要作用。美国于1993年召开了第一届国际机载成像仪定标讨论会，制定了“定标指南”。
*以军事需求为引领
目前各国在军事领域的竞争较为激烈，并且诸多手段都需要多光谱、超光谱成像技术的辅助，而且目前各国所支持的研究项目大多数以军事应用为背景。在可预见的未来，超光谱成像技术在军事上的应用将越来越广泛。
*数据海量化、设备小型化
目前各种目标/背景光谱特性的研究将越来越深入，由于全球地表的超光谱特征存在一定的确定性，总体变化过程较为缓慢，所以可以建立大量标准光谱特征数据库来存储全球超光谱特征。这将导致海量数据在存储、查询、分析等多方面的问题。另一方面随着各种新材料、新技术的应用导致新的成像光谱仪器体积更小、性能更高，光谱、图像数据的处理算法将更高效、快捷，进一步满足实时处理的需要。
近年来，随着航天技术的快速发展，促进了天基光电技术的发展，世界各国都在积极研发各种新型天基光电技术与装备。处于领先地位的美国一直十分重视发展天基光电技术，其天基光电系统将向分辨率更高、谱段更多及范围更广的方向发展。多光谱、超光谱成像技术由于其独特的优点，受到各军事强国的重视，该技术的掌握和运用必将对未来高技术战争中掌握战场信息主动权具有重大的意义。我国在这方面起步较晚，与先进国家相比还有相当差距，但相信随着该领域研究工作的展开，相比一定会在不久的将来逐渐缩小这一差距。可以预计，随着航天技术和装备的飞速发展，空间光电将开启空间态势感知的新纪元。
2相关思考
超光谱遥感仪器的发展来看，各种机载超光谱仪器已经发展成熟，国外的星载仪器已经投入使用.超光谱在多光谱遥感的基础上对测试目标的光谱特征进行了细分，可以识别出各种人工目标和伪装目标，利用超光谱在热红外波段可以探测目标表面的真实温度和发射率，改善了热成像探测中的不足之处，可以有效地识别利用传统热红外伪装技术进行伪装的目标。关于实现超光谱隐身，现有两种建议：
一是采取趋同法。即隐身材料在全波段与背景同色同谱或者相似，这是一种最全面、最有效的隐身方法。事实上，现代军队都加强了隐身技术的研究与应用，对其军事装备都进行了各种各样的伪装，但是其技术原理都是尽力减小目标与背景在紫外、可见光、红外等易暴露的谱段上的辐射强度的差异，使目标隐藏于背景中。然而，使目标在全谱段上与背景相似是极其困难的，现行隐身材料都不能达到全波段与背景相同或相似。
二是采用变异法。利用背景有一些变化的相同目标或目标有一些变化的相同背景，就能对某些光谱段进行伪装。对于后者，通过改变目标物的光谱特征曲线就可实现目标变化，从而以实现超光谱隐身。特别对建立了目标光谱库的超光谱成像仪，使其探测到的目标物的光谱特征曲线与目标光谱库中的光谱特征曲线相异，就能降低超光谱成像仪探测的时效性和精确性，降低其对目标物的探测概率，从而就有可能实现一定程度的超光谱隐身。由此可见，使目标物光谱特征曲线变化有可能是一种有效的超光谱隐身方法。但关键所在是能否实现和如何实现目标物表面的光谱特征曲线改变。
光电隐身技术篇3
关键词：装甲车；红外隐身技术；研究现状；发展趋势
0引言
在高科迅速应用在军事上的今天，侦查与反侦察技术和目标定位技术都达到了很高的水平。0.1m的可见光和红外图像可以通过光电卫星成像获得，而且可以在并可在全暗的条件下获得地面目标的影像，尤其是对装甲车和弹道导弹动向的检测非常准确。现在的军事作战，不被发现和察觉成为生存的前提条件，军队战斗力的提升和作战能力的挖掘都需要我们做出很大的努力。装甲车是未来军队的作战的主要装备。在高科技发展迅速的今天，装甲车是未来作战的主要军事工具。随着红外技术和隐身技术的发展，抑制被发现的技术成为研究的重点。
1装甲车辆红外隐身技术的发展
（1）超低红外线辐射面的薄膜材料
超低红外线辐射技术在薄膜材料中的隐身技术是通过变化本身的红外线发射的比率来完成的。薄膜材料研究的重点是金属颗粒与高分子材料的复合膜、半导体掺杂其他物质的薄膜、金属薄膜、塑料结合光学得到的薄膜、碳膜等。所叙述的这些薄膜的共同特点是：都达到极低发射率的可能，同时材料载流子密度都可控，载流子密度变化时就可以得到和原来不一样的发射率的薄膜材料。应用如此超低的发射比率的薄膜就能够开发出新的迷彩薄膜材料，还可以用来制作隐蔽透气的材料、具有散热功能的红外隐身薄膜等。
（2）红外隐身的涂料技术
填料和粘合剂是涂料型的红外隐身材料的两个基本组成部分，它们是影响红外隐身性能指标的重要因素。红外隐身的涂料具有吸收型涂料和转换型涂料两类，吸收型涂料是通过其自身（如使用能发生可逆光化反应的涂料或具有进行相变的镍、钒等氧化物）或工艺路线、特殊结构，使其吸附的功能在涂层的内部不停地转换或耗损，从而引发微弱的温度提升，减小了物体的辐射热量；而通过转化经过转变的涂料是吸收红外线的能量后，功能快速释放出来以至于红外辐射范围向长波方向移动的趋势。宋兴华等人把SnCl4・5H2o和SbCl3作为原材料，采用共沉淀的方法法成功研制成了颜色可调的蓝灰色、低发射率的红外半导体ato粉末，其表面涂层厚度在0.008～0.014mm时，波段发射率的平均值只有0.73。
2新型红外隐身的材料
（1）纳米材料的隐身特性
科学技术的不断更新与日新月异的发展，纳米技术的研究也进入了一个新的发展阶段，经研究证明纳米材料具有超低的红外线发射率的性能和特别优秀的吸收波能的特性，因而如此引起了科学研究人员极限大的兴趣。而在英国、德国、俄罗斯、法国等国家，纳米材料首当其冲的被作为新时代研发和探索新的隐身材料的目标。把硫化钠、醋酸镉、醋酸锌作为原始使用的纳米技术材料，用化学方式和方法匀速沉淀的方法研究和制造了纳米级的粉体染料，在0.008～0.014mm波段，红外发射率的数值随时间不规则的变化，通过对数据的点采集得出红外发射率的平均值为0.70～0.81mm。
（2）红外隐身柔性的材料
柔性制造的红外隐身材料是以植物为核心而具体研制和开发的红外线的隐身的多种多样的材料，高强度的纤维植物核心体是这种材料的基础条件和必备的需求。它具有很多优点，高强度的纤维植物核心体它可以有目的性的减少定位目标红外辐射的能量损失，又拥有良好的红外隐身的特效性能；他能随着定位目标的变化而产生弯曲变形和磨损变形，适用于陆军作战和武器装备作战；还能够承担外负载，外负载可以为伸长变形和正负作用力。德国的普世卡特自1998年就开始研制隐身网，对可见光隐身、红外波段（0.004～0.0025mm，0.003～0.005mm，0.008～0.014mm）可以生产出接近与我们所要的环境辐射目标。
（3）智能型隐身的材料
智能型的隐身材料具有感知的功能、信息处理的功能、自我的指令并能对信号做出最佳响应等功能。譬如电路模拟的隐身材料，该技术是把能导电的十字形、薄窄条网络或复杂的几何图形，涂敷在恰当的基底材料上面，或者把能导电的高分子材料埋在复合材料里面使其形成电阻网络，从而实现阻抗的匹配和损耗，进而完成模拟周围环境的红外特征工作。吕相银等人把teC附着在目标材料的表面，利用热电制冷的技术完成目标表面的辐射温度的实时控制，把目标的温度从34℃减小至26℃。
3结论
宽频段、全方位、多功能是红外隐身技术的发展目标。现代战场是多种作战手段的符合：如雷达、红外、可见光、毫米波、声波、激光等多种探测系统，因此，雷达、可见光、毫米波、激光等必须与红外隐身技术相互兼容，才可能完成现代化的作战手段。总之，在现代化高新技术不断发展的今天，军事装备技术也不断的发展和完善，军事装备必将是多种高科技手段的融合，红外技术随着时代的进步和科技的高速发展必将快速稳定的发展，在不久的将来还会有更多更新更先进的隐身技术问世。
光电隐身技术篇4
武器装备的隐形技术是各军事大国争相投入重金研究的重点之一。在2l世纪的战场上隐形技术将发挥重要的作用，主要武器装备和军事设施都将隐形化，这必将极大地提高作战力量的生存能力．并对未来高技术战争的作战样式产生重大的影响。
所谓隐形技术，是指降低、抑制武器装备系统本身辐射、散射、反射的特征信号，使敌方电子设备难以发现、识别、跟踪和攻击的各种科学技术的总和。一种隐形兵器可能是几种隐形技术的综合。例如，美国的F―117a隐形战斗轰炸机就采用了三项隐形技术，即隐身外形技术、吸波隐身技术和电子对抗技术。除这些技术之外，其他可采用的隐形技术还有阻抗加载、反红外、反声波等技术。最近，国外科学家又提出了等离子体隐形技术、应用仿生学的隐形技术、应用“微波传播指示”的隐形技术等新概念。但是，由于目前对飞机、导弹构成严重威胁的主要探测系统是雷达，因此，一些国家研究的重点是反雷达隐形技术。
所谓反雷达隐形技术，就是通过减少反射截面积，达到降低(或减少)被雷达发现(或跟踪)的可能性。实现反雷达隐形的技术途径主要有四种：一是隐形外形设计例如，在研制隐形飞机时，要减少进气道、机翼、雷达罩、尾喷管、垂尾、翼身结合部、机身等雷达波强反射体的反射作用，从而达到减缩雷达反射截面积的目的。美国“海影”隐形实验船的整个机体采用的就是圆滑过渡的方式，以避免雷达波反射，整体呈不规则的椭圆型状态。二是隐形材料这里主要指雷达吸波材料，它可以大量吸收(或大幅度衰减)照射于目标表面的雷达波信号，减弱目标反射的信号，从而达到反雷达的隐形目的。吸波材料有结构性吸波材料和吸波涂料两大类。例如现正服役的美F―117a隐形战斗轰炸机的机身就采用了吸波涂料，使雷达截面积减少到小于o．01平方米(相当于同等大小非隐形飞机的1％)，可轻易地在雷达荧光屏上从人们的视线中溜掉。三是主动隐形设备即变被动侦察为主动欺骗，利用电子设备采取电子对抗设施，发射与敌方侦察雷达工作频率相同或相近的无线电脉冲，使其荧光屏上出现虚假信号，以假乱真，达到迷惑对方的目的。四是利用环境隐形比如，大气层的湿度、温度等的变化，地形表面凹凸不平等，都可能使雷达探测形成死角。若在设计隐形技术时考虑到这些因素，则可使兵器达到“隐形”的效果。如美国的aGm-129巡航导弹，就主要是通过低空飞行来达到隐身的目的。
光电隐身技术篇5
银行监控摄像头一如往常地监视着金库。闭路电视的屏幕显示，无人靠近保险柜。
不过，突然在一个特定的时刻，被摄像头摄入的光变慢，之后，光的速度又开始变快。在这一慢和一快之间，时间出现空隙，传输到摄像头内的光质子束突然“失踪”，留出一个短暂的黑暗时刻。
就在这个光“失踪”的黑暗时刻，身着新型隐身衣的江洋大盗大摇大摆地走到保险柜旁，拿走大量的现金后，小心翼翼地关上保险柜的门，最后堂而皇之地走出了银行。
江洋大盗离开现场后，从现场传输到摄像头的光开始加速，很快跟上之前光波的速度。因为时间很短，光波先慢后快，平均速度却是一致的。因此，通过闭路电视看到的场景始终是一样的，即正常画面没有任何变化。
这是英国帝国理工学院理论物理学家马丁・麦考尔和保罗・金斯勒做出的设想。为了更好地解释这个概念，他们的同事艾尔贝多・法瓦罗做出了通俗的解释。
想象在一条繁忙的高速公路上，所有汽车均匀速前行，且汽车的流量是固定的，不会变化。此时，有一只小鸡想要穿过公路，可是公路上车子川流不息，它怎么才能穿过去呢？
于是，有一排汽车开始慢慢减速，逐渐和前排汽车拉开距离，繁忙的公路中间出现了一道空隙。在这条天然的“人行道”上，小鸡悠闲自得地穿了过去，没有被任何车子轧到。
如果时间足够，小鸡甚至还可以在空隙中停留一会儿，跳个舞什么的。小鸡过去后，减速的汽车迅速加速，赶上了前排汽车。
在远处的旁观者看来，整个车流的平均时速未变，也没有任何一条车道上的汽车跑到另一条车道上，所以看起来交通并没有因此中断，一切都很正常，没有什么动物阻碍车流的行进。
“光的减速和加速之间，出现了时间的停顿，这时做任何事情都不会被观测到。”英国帝国理工学院理论物理学家保罗・金斯勒接受采访时道破其中的奥妙所在。
英国《物理世界》刊发文章称，人类看到什么样的世界，是由进入人眼的光波、进入人耳的声波决定的。哲学家罗素曾将其形容为“感官数据”。然而，通过科学技巧，可以令光波和声波发生变化，从而影响人的视觉和听觉，这就是隐身材料的功能。
到目前为止，大部分想像中的隐身衣都是利用空间隐身原理进行隐身的，当光投射到一个穿着由隐身材料制成的衣服的物体上，发生了特殊的反射时，物体在空间上就被隐藏了。而英国帝国理工学院的研究者们通过数学计算，证明利用特殊材料能让光速发生变化，让时间中出现一个空隙，从而实现“时间隐身”。
如同在江洋大盗的例子中所述，科学家可以创造一个光的停顿时刻，并将光速流分成“之前”和“之后”，令光波的传送先慢后快。在这个短暂时刻，江洋大盗的任何举动都不会被光波观测到。
马丁・麦考尔表示，光波的短暂变化之间，形成了一个秘密通道，就像公路远方的人看不出车流发生了什么变化，但再定睛一看，小鸡竟然从公路的一侧来到了另一侧。这就像科幻小说中描述的“瞬间转移”一样，而在这个瞬间，小鸡做了什么，没有人知道。
保罗・金斯勒表示，从技术角度而言，这种能隐藏事件的隐身衣的材料会和目前其他的隐身衣一样采用当前很火的“超级材料”，一般会涉及纳米材料，因为光穿越特定的纳米材料时，会产生复杂反应。
要造出这种隐身衣，设计者需设计出多层的超材料光学纤维服装，这种服装每一层都有特定的极小的金属元素，可以传输电子。当光粒子传过来时，分布在衣服每一层的电子可以和其发生不同的交互作用，以控制其传输速度。
此时的光学纤维，就像是一条高速公路，在里面穿梭的光粒子，就像是繁忙的汽车，因受到了纳米材料的影响，其减速再加速，于是形成了一个观测不到的黑暗时间。
光电隐身技术篇6
历时近两年，光启集团（简称“光启”）旗下专注超材料研发和产业化的公司光启技术（002625），正式登陆a股资本市场，伴随着光启超材料团队的进驻，光启技术完成转型升级，成为以超材料智能结构及装备为核心业务的尖端科技创新型公司。光启超材料的旗舰，开始加速前进。
2017年上半年，光启技术迎来多个关键性节点：非公开发行股票募集资金68.94亿元全部到位；光启超材料智能结构及装备的研发和经营团队全部进入光启技术，光启总裁刘若鹏被选举为董事会董事长；公司完成更名，6月16日起由“龙生股份”变更为“光启技术”，公司英文简称由“LonGSHenG”变更为“KCt”，公司证券代码“002625”不变。
作为被美国《科学》杂志评为21世纪第一个十年中人类最重大的10项科技突破之一，超材料在航空航天、军工、无线互联、生物医疗和智能结构件等领域有着广泛的应用场景，有巨大的发展空间和良好的市场前景。
超材料：材料产业革命“皇冠上的明珠”
正如新能源汽车爆发式发展离不开动力电池材料的性能突破、超级计算机令人目眩的高速运算速度离不开超纯硅、砷化镓的研制成功……现代科技的发展路径表明，每一项重大新技术的推动，都离不开材料的突破发展。
新材料是中国七大战略新兴产业之一，也是各领域孕育新技术、新产品、新装备的“摇篮”。国务院颁布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出，2020年初步实现中国从材料大国向材料强国的战略性转变，高端装备和新材料产业产值规模有望超过12万亿元。可以预见，未来5-10年，是中国由工业大国向工业强国、军事强国转型的关键时期，也是全球新一轮科技革命和产业变革从蓄势待发到群体迸发的关键时期，作为源头的新材料产业大有可为。
在新材料产业中，超材料的前景尤为引人关注。
超材料可以对无线信号、光信号、雷达信号等一系列电磁波进行任意的调制，将推动无线互联、航天航空、临近空间探索等领域的革命性应用。
超材料是当前国际上应用于现代高端装备领域最热门的新兴技术之一。美国国防部把超材料列为“六大颠覆性基础研究领域”之一，“隐身”等超材料性能在军事上的应用，早已成为世界军事力量之间心照不宣的秘密，也是各国武器暗中较劲的角力场。打造以超材料技术为核心的、完整的尖端装备产品体系，加速超材料在国防装备上的应用，对于推动中国国防高端装备跨代转型、护国家安全具有重要意义，亦是满足中国国家安全战略及现代化建设的需要。
超材料技术在复杂环境下的电磁防护领域中也具有重要的应用价值，推动超材料技术在该等领域的应用也具有重要的社会和经济效益。美国是目前全球最大的超材料市场。但报告也指出，随着新兴经济体中国、巴西的发展以及对科研的极大投入，超材料在这些地区有着巨大的市场潜力。
中国高度重视超材料技术的发展，曾在“863”计划、“973”计划、国家自然科学基金、新材料重大o畹认钅恐校对超材料研究予以立项支持。超材料的发展已经正式上升为国家战略，列入2016年3月公布的“十三五”规划纲要大力发展的范畴。
光启占领超材料研发应用制高点
光启创始人刘若鹏和联合创始人季春霖，2009年就在《科学》杂志上，首次实现宽频带超材料隐身衣的设计与制备，并在2010年回国创立光启，深化超材料的研究和应用。
作为超材料的领军企业，光启在超材料领域具有压倒性的优势，专利申请量占该领域专利申请总量的86%。公开资料显示，以超材料技术为基础，光启集团尖端装备业务现已形成了超材料功能结构件、超材料电磁罩、超材料天线及优化组件三大产品体系，相关产品已在中国多型军用飞机、海军装备、导弹、反隐身雷达系统等核心高端装备上逐步得以应用。此外，光启集团尖端装备业务也积极向电磁防护应用领域延伸。
公开资料显示，光启尖端自2011年成立以来，已承接国防军工项目超过40个，参与评估攻关难题100余项，其中涉及多项国防重点型号装备。目前，尖端装备产品已在中国多型军用飞机、海军装备、导弹、反隐身雷达系统等核心高端装备上逐步得以应用，涉及多项国防重点型号装备。光启成功研制的超材料功能结构件具有高电磁隐身、高电磁防护、高力学强度和复杂电磁环境兼容等特点，可提高高端装备在复杂电磁环境下的生存概率；超材料电磁罩是天线系统的重要组成部分，是可将气动、结构、透波、隐身和电磁防护等功能集于一体的重要部件；超材料天线及优化组件可大幅增强现代高端装备的探测能力，也可明显减小自身雷达可探测性，有效提高装备的安全性和生存能力。其中大部分相关产品均已经交付客户或部队列装。
在光启技术完成定增历时近两年的时间里，光启在超材料领域的基础研发和产业化方面的步伐更加稳健。2015年3月，扩建后的光启超材料中试线二期投入使用。从2012年7月13日正式投产以来，该中试线实现平稳运行，目前具备每年生产超过10万平米超材料的产能。2015年12月，国家科技部依托深圳光启高等理工研究院建设的超材料电磁调制技术国家重点实验室成功通过验收。这是中国唯一一个超材料技术的国家重点实验室。2016年11月15日，光启未来科技城作为深圳市首个未来产业园内军民融合项目正式开工，未来将建成一个超材料智能结构及装备研发中心和产业化基地。
在军民融合的大背景下，经过多年发展的超材料技术，在科学试验及在各种残酷环境中进行测试、技术化、产品化到工程化的逐项过程后，除了应用在高尖端的装备，也已具备了可以在所有可称之为装备的硬件上进行普及。2016年珠海航展期间，光启首次对公众展示神秘“超材料”的多项应用，展示超材料红外隐身衣等多项产品，超材料在隐身装备领域应用价值和前景，吸引了公众和业界的高度关注。
在2016年10月中旬的第二届军民融合发展高技术成果展上，光启亦凭借超材料技术成果的创新应用，以超材料智能结构等产品占据了创新活力区的中心展位。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席19日视察了第二届军民融合发展高技术成果展，光启在超材料领域的进展，是此次视察的重点之一。
研究机构Reportbuyer的报告将光启列为全球超材料产业的重要公司之一，与appliedem、KymetaCorporation、metamaterialtechnologiesinc.等其他全球知名的超材料公司并列。
“隐身衣”业务注入上市公司：超材料旗舰加速前进
2017年4月25日，光启集团的超材料智能结构及装备的研发和经营团队全部进入光启技术，光启总裁刘若鹏被选举为董事会董事长，伴随着光启管理层的进驻，光启技术迎来了“超材料新纪元”的发展机遇点。光启在超材料领域丰富的研发经验和雄厚的技术积累，为光启技术挖掘市场潜在需求，以及超材料智能结构及装备的产业化应用奠定了良好的基础。
光启旗下超材料军工业务也将注入上市公司平台。根据光启技术6月10日的公告，公司将购买光启尖端100%的股权。此前，光启尖端所属行业为军工行业，已取得了由国防武器装备科研生产单位保密资格审查认证委员会颁发的国家二级保密资格单位证书、国军标GJB9001B-2009质量管理体系认证证明、中国人民总装备部授予的《装备承制单位注册证书》及国家国防科技工业局授予的《武器装备科研生产许可C》等军工科研生产资质，具备向军方或其他涉军单位供应定制化军用超材料产品的资格。
光启在超材料智能结构及装备领域雄厚的技术积累和研发基础，通过技术独家授权和人员注入等方式对光启技术提品研发和市场开拓能力等方面的支持，成为光启技术进军超材料智能结构及装备这一尖端科技新兴产业的高起点。
光启尖端自成立以来，主营业务发展情况良好，年度签订的合同金额、营业收入和净利润稳步增长，2013-2015年复合增长率分别为75.30%、252.50%和534.10%。光启尖端装备业务优异的市场表现也表明，超材料技术在高端装备的产业化应用得到了终端用户的认可。同时，光启尖端具备了强大的技术转化能力，不但能够完成尖端技术的研发，亦可以将技术转化成为契合市场需求的实际产品，形成良好的经济效益。
光电隐身技术篇7
英国科幻作家威尔斯在他所著的《隐身人》一书中描述了别人看不见自己、自己却能洞察周围事物的隐身人。如今，隐身技术已经将这种幻想变成了现实，并广泛应用于军事领域。除了人们已经比较熟悉的隐身飞机外，还有隐身舰艇、隐身舰炮、隐身雷达、隐身战车、隐身导弹。而对付这些隐身兵器的反隐身兵器技术，也层出不穷。正所谓魔高一尺，道高一丈。这里，我们将最新的隐身兵器和反隐身兵器及技术做了一个大比武，看看到底谁更强。
隐身导弹――外形独特
常规导弹都采用圆截面弹身，但容易被雷达侦测发现。美国新型隐身巡航导弹tSSam，具有躲避雷达探测的能力。tSSam的隐身外形做了精心的设计，尽量减少各连接部位的角反射效应。它从侧面看像平行四边形，从下面看像矩形，以降低雷达截面积，增强隐身能力。飞行试验表明，当tSSam进入敌方防区寻找目标时，不易被敌方雷达所发现，能有效地突破防空系统并击中目标。
法国的强盗导弹采用梯形截面，英国的巡航导弹奥蒂斯则采用矩形截面，它们与常规的圆截面弹身相比雷达截面积都显著减小，大大降低了其被探测能力。
最近，俄罗斯研制成功了隐身反舰导弹X-22。它的外形细长如鲨鱼，对各种障碍有自动识别能力，可以贴着水面飞行。由于它的雷达波反射的截面积还不到0.01平方米，隐身能力极强。目前，世界上几乎所有的舰载防空武器都奈何不了它。
隐身舰艇――海上幽灵
隐身舰艇，它就像一个海上的幽灵。它通过减少雷达波散射面积、反红外辐射、降噪、消磁、反可见光散射等手段，使敌方的雷达把它误判为一艘小小的渔船，而放弃对它的进攻。
瑞典是最早研究隐身舰艇的国家之一，其“维斯比”级轻型护卫舰具有高超的隐身性能。该舰形状奇特，选用碳纤维增强复合材料夹层板，采用真空注型加工工艺，甲板简滑，几乎所有武器、电子设备、通信天线都被置于舰体内，采用升降方式实施对外攻击，外观仅显示棱式锥形的上层建筑及一座已进行过隐身处理的40毫米舰炮。该舰采用先进喷水推进方式，将烟、气通道设在舰艉的水线处。该舰具有对雷达波、可见光、红外线、电磁辐射等的隐身能力，被誉为21世纪第一艘全身隐身舰艇。
法国的“拉斐特”级隐身护卫舰，上层建筑内倾10度，可以减少雷达散射截面。同时，它的许多设备都置于甲板之下。上层建筑的敏感区用10毫米厚的特殊钢材加以保护。由于舰体涂有特殊涂料并对热源和玻璃纤维烟囱采取隔热措施，所以舰艇的红外辐射大幅度降低，对隐身极为有利。该舰在外形、红外、水声等方面都具有先进的隐身性能，有“海上隐身游侠”之称。
德国目前正在研制的FDZ2020隐身护卫舰，外表轮廓相当平滑，取消了烟囱桅杆、天线以及上层建筑，上甲板不设置导弹发射架和火炮，改用垂直发射系统。它的舰体等均采用无磁性材料建造，以降低磁性特征。同时它还采用全电推进技术，大大降低了声幅射和热幅射。
海上巨无霸航空母舰的隐身问题近期也成了热点。它们首先采用吸波材料和反雷达材料，减少雷达的反射截面，使雷达看到的航母就像普通的几千吨级的船，造成敌方识别错误。目前，为克服甲板上停放飞机给隐身带来的难题，美国在航母舷侧上设置折倒式的屏蔽、在跑道上建筑围墙以达到隐身目的。
隐身坦克――身披五技
目前，隐身坦克普遍采用五种隐身技术。一是减少红外辐射。目前，红外热成像技术是对坦克的最大威胁，因此，隐身坦克首先红外辐射要低。二是降低噪声，主要是降低发动机的噪声。比如，美国研制的m1a1坦克不仅噪声低而且能在零下18摄氏度到50摄氏度间正常工作。三是降低电磁辐射。用复合材料制造坦克不仅车身强度高，防弱性好，最主要的是能吸收电磁波，再加上隔热性好，既可减少坦克的热辐射还可起到一定的消声作用。四是选用深度吸收材料，加大吸收雷达电磁波的力度。英国的“改进者”坦克就是深度吸收材料的产物。五是设置烟幕，迫使敌方的制导武器“英雄无用武之地”。
隐身飞机――来去无踪
隐身飞机隐身，它采取的措施通常有三种。一是采取外形结构的改变，使得电波反射量变得很小。第二是采用非金属材料，这是因为非金属材料对电波的反射量很小，那么在隐身飞机上，有60%左右的材料使用了非金属材料，这样它的反射量就达到了很小。第三，采取一种涂敷吸收材料，电波照上去以后，它就变成热能吸收掉，这样使得反射回来的电波能量变得很小。
一架战斗机的有效反射面积也就是雷达反射的面积，通常在3平方米左右。而隐身飞机F-117却是0.01平方米左右。B-2隐形轰炸机，重达170吨，但它的反射面积却只有0.1平方米。这样，雷达不能正确判断它是什么，它就可以在雷达的眼皮底下安全地飞来飞去。
隐身雷达――分身有术
在探测别的兵器的同时，雷达也容易被别敌方的雷达发现并成为打击的目标，于是隐身雷达应运而生。比如，反幅射雷达就是专门给雷达找麻烦的高效杀伤性武器，它利用雷达自身发出的电磁波作为“向导”击中隐藏在深山老林或峡谷幽洞中的雷达装置，成为雷达的克星。
隐身雷达中最著名的是战术双基地隐身雷达，它的发射机和接收机分别放置在相隔较远的地方，如将发射机放在远处的飞机上，而接收机则置于靠近战术前沿的防空洞内。或者将发射机放在卫星上，将接收机安装在战术飞机上。由于接收机只接收信号，自身不发射脉冲波，因此可以毫无顾忌地将它放在最前沿的阵地上，反幅射导弹对无信号发射的接收机无法对付，也就是说接收机具备了隐身能力。
隐身舰炮――无影杀手
最早将隐身技术用于舰炮设计的是瑞典，其代表作是“博福斯”mK2单管57毫米全自动舰炮，其炮塔的侧面由3个平面折角过渡的形状组成，并选用复合材料制造，用以吸收雷达电磁波。炮管采用特殊的钢材，俯仰部分尽可能选用铝合金以减少磁反射，实现磁隐身。后期的mK3单管57毫米自动舰炮，其炮塔呈全封闭式，采有复合材料经层压后外面又加置网状玻璃纤维，最大限度地减少雷达波反射截面，其炮管在非战斗状态时，还可以缩进炮塔内。
隐身舰炮具有几个共同的特点：炮塔的外型采用全封闭式，由不规则的倾斜多面体板块构成，各平面相交角实现平顺、圆滑的过渡，取消炮塔外的突出结构，或用陶瓷、橡胶覆盖；炮塔的下部做成向里收缩的倾斜式结构；炮塔采用吸收材料制成，再喷涂吸波材料；由于炮管是一个强红外幅射源，所以上面常涂覆吸热吸波的隐身涂料。
反隐身技术
事物总是相生相克，有隐身技术就有反隐身技术。目前，隐身技术的研究主要是针对雷达探测系统的，因此反隐身技术的发展重点也是针对雷达的。
实际上，我们所说的隐身并不是绝对的。形象地说，隐身技术只是使号称“千里眼”的雷达变成了近视眼，而不是变成了瞎子。隐身兵器也有软肋，其隐身效果与雷达频率及雷达对目标的观察角度等密切相关。比如隐身飞机对分米波和厘米波雷达隐身效果较好，而在其它频段则较差。又如，雷达从飞机前方或前下方观察时，隐身效果较好，而侧方或上方则效果较差。针对这些弱点，反隐身技术就有了用武之地。
反隐身雷达――隐形飞机克星
由于隐身兵器的设计通常是针对厘米波段雷达的，因此，将雷达的工作波段向米波段和毫米波段甚至红外波段和激光波段扩展，都将具有一定的反隐身能力。比如隐身飞行器的克星之一――超视距雷达。这种雷达的工作波长较长，飞行器采用的一些隐身措施对它无效。这种采用了相控阵技术的超视距雷达，能在1500公里处探测到像B-2隐身轰炸机这样的目标。
预警飞机――飞得高看得清
隐身飞机器的隐身重点一般放在鼻锥方向±45°角范围内。因此，将探测系统安装在空中或卫星上进行俯视，可提高探测雷达截面较小目标的概率。预警飞机是重要的空中反隐身平台，它装有下视雷达，可以增加探测范围。一架美国的e-3a“望楼”预警机的探测范围，相当于30多部地面雷达的探测范围，因此对隐身目标威胁很大。
美海军正在研制的“钻石眼”预警机（载有源相控阵雷达）以及高空预警气球（载大型孔径雷达），都能有效地探测隐身目标。目前，美国还在研制预警飞艇、预警直升机、预警卫星等。
微波武器――让敌引火烧身
隐身兵器主要是通过采用吸波材料达到隐身的。但是，当它遇到高功率微波波束，吸收这些高功率微波就会受到损害甚至失去战斗能力。目前美国正在加紧研制高功率微波武器，一种高功率微波弹头处于演示阶段。
无声哨兵――追踪电视信号
光电隐身技术篇8
1.量子通信的基本原理及发展
量子是对原子、电子、光子等物质基本单元的统称。量子通信（Quantumteleportation）是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通信方式，是量子论和信息论相结合的新研究领域。量子通信主要涉及：量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等。
1.1量子通信的起源
量子通信起源于19世纪20年代的“量子纠缠”。在量子力学中，有共同来源的两个微观粒子之间存在着某种纠缠关系，不管它们被分开多远，只要一个粒子发生变化，就能立即影响到另外一个粒子，即两个处于纠缠态的粒子无论相距多远，都能“感知”和影响对方的状态，类似于人类的“心灵感应”。值得一提的是，尽管爱因斯坦最早注意到微观世界中这一现象的存在，却不愿意接受它，并把它斥之为“幽灵般的超距作用（spookyactionatadistance）”，认为在量子力学的诠释背后一定有着更根本的规律，它们才能正确、全面地解释量子现象。
1.2量子通信的雏形
量子通信的概念是美国科学家贝内特（C.H.Bennett）于1993年提出，即是由量子态携带信息的通信方式，利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。量子通信的概念提出后，有6位来自不同国家的科学家基于量子纠缠理论，提出了利用卫星网络、光纤网络等传统信道与量子纠缠技术相结合的方法，实现量子隐形传送的方案，即将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处，这就是量子通信最初的基本方案。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。
1.3量子通信的现状
目前对量子通信的理论方案和实验研究，主要集中于利用光纤信道和点对点的陆地无线光信道。在标准光纤信道中，2007年6月，一个由奥地利、英国、德国研究人员组成的小组，在量子通信研究中创造了通信距离144公里的纪录。在点对点通信上，2008年，在《新物理学》（newJournalofphysics）杂志上，一支意大利和奥地利科学家小组宣布，他们首次识别出从地球上空1500公里处的人造卫星上反弹回地球的单批光子，实现了太空绝密传输量子信息的重大突破。在多点通信上，2009年9月，中国科学技术大学潘建伟教授领衔的科研团队，建成了3节点链状16公里的自由空间量子信道，并在此基础上建成了世界上首个全通型量子通信网络，首次实现了实时语音量子保密通信，在23km的自由空间信道中，实现了基于单光子的量子密钥分配；在600m的自由空间中实现了基于纠缠光子对的量子密钥分配实验。如果按照这种速度发展下去，量子通信预计在2020年之前就可以进入实用。
2.量子通信的主要特点
量子通信与成熟的传统通信技术相比，具有以下主要特点：一是保密性强。量子密码通信其实不在于密码通信本身，量子密码技术不是用于传输密文，而是用于建立传输密码本。根据海森伯不确定性原理和量子不可克隆的特点，信息的量子比特或量子位一经检测，就会产生不可还原的改变，用量子位传递加密信息，若在到达预定接收者途中被窃取，预定接收者肯定能够发现。再加上量子通信采用的是“一次一密”的加密方式，且绝对不会重复使用，确保了通信的保密安全。
二是隐蔽性高。量子通信利用单量子纠缠现象，使光子、电子甚至是原子之间能相互影响（制约），从而传递信息。当其中的一个量子发送信息时，它本身并不移动，也不用借助其他媒介，另一个相关量子自然会接收到这个信息，空间距离和中间介质将不再成为通信的障碍。由于量子通信过程不存在任何电磁辐射，无论现有的无线电探测系统性能如何先进，对量子通信这种完全无“电磁”的通信目标，也是无能为力的。
三是应用性广。由于量子通信过程与传播媒质无关，传递的过程不会被任何障碍阻隔，甚至量子隐形传态过程中可穿越大气层，所以说量子通信的应用非常广泛，它既可以在太空中进行通信，又可以在海底等恶劣条件下通信，还可以在光纤等介质中进行信息“传递”。应用到卫星通信、深海通信、太空通信和光纤通信等领域的前景广阔。
四是时效性高。由于量子通信时延为零，可以实现超光速通信，将极大地提高通信速度；量子通信具有空间远距离、大容量、易组网等特点，可以用来构筑高速、大容量的通信网络，用于高清晰度图像、大容量、超高速数据的传输，便于建立量子因特网。
3.量子通信的应用前景
3.1建立全新卫星通信网
由于单光子在现在的硅光纤和陆上自由空间中的传输距离受到了限制，使量子通信的距离目前只有百余公里，无法实现全球范围意义上的量子通信。现在已经得到广泛应用的卫星通信和空间技术，给全球范围的量子通信提供了一种新的解决方案。即可以通过量子存储技术与量子纠缠交换和纯化技术的结合，做成量子中继器，突破光纤和陆上自由空间链路通信距离短的限制，延伸量子通信距离，实现真正意义上的全球量子通信。
3.2构建超光速信息网络
随着量子通信技术的研究突破和日趋成熟，可以利用量子隐形传态以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特点，建立有特殊需求的超光速量子通信网络。利用量子通信网络可实现大容量、高速率信息传输处理及按需共享，满足信息综合分析及辅助决策的需求。
3.3用于深海通信
目前岸基与深海之间的通信是采用长波通信方式，不仅系统庞大、设备造价高、抗毁性差，而且仅能实现海水下百米左右的通信。量子通信不同于传统的“波”通信，在同等条件下，量子通信获得可靠通信所需的信噪比，要比其他现有通信手段低30～40dB，加之量子通信的光量子隐形传态与传播媒质无关，这为深海通信开辟了一条崭新的途径。
3.4用于隐蔽保密通信网
通信隐身的关键之一是要降低电磁辐射，而目前的无线电通信都要依靠电磁波传输信号，特别是远程无线电通信需要辐射很强的电磁波，即使是激光通信，也要辐射很强的光波，而量子通信既无电磁波辐射，也无强光波辐射，且采用“一次一密”的加密方式，密码具有“不可破特性”和“窃听可知性”，从而确保了信息传输的安全，提高了信息保护和信息对抗能力。
光电隐身技术篇9
关键词：智能涂料；制备技术；分类
文章编号：1005－6629(2009)03－0054－03中图分类号：tQ630.1文献标识码：e
涂料发展历史渊源已久，3000多年前我国古代人民就能用桐油和松香等天然油脂、树脂制作油漆。随着近代自然科学的发展和有机化学的建立，涂料的研究开发有了坚实的理论基础。进入21世纪，智能材料异军突起，并向各行业渗透，智能涂料也受到广泛关注。研制涂料的出发点也不仅限于保护性、装饰性，而是逐步朝着生态和智能方向发展。
1智能涂料的概念
智能涂料是能以一种可控的方式和再现的方式来感受并回映环境中的一些变化，并以改变温度、电场、压力、声音、亮度以及颜色等形式显现出来。如电磁干扰屏蔽材料、导电涂料、光催化涂料、自清洁涂料等等[1]。
2智能涂料的制备技术
涂料是由成膜物、颜料、溶剂和助剂组成。其中，成膜物是决定涂膜性能的主要因素，因此涂料的智能化首先从制备刺激/响应膜入手。成膜物包括有机成膜物和无机成膜物，绝大多数成膜物属于聚合物树脂，因此智能高分子的合成技术可应用于制备刺激/响应聚合物膜。要创造具有“开关”性质的刺激/响应聚合物膜，必须根据刺激的形式和特点来选择适宜的原料及合成方法，当然该原料要含有对某种刺激敏感的功能团。
2.1可控自由基聚合技术
活性自由基聚合是一种新型高分子合成技术，解决了传统自由基聚合中聚合物分子大小、结构及分子量分布难以控制的问题，是一类典型的可控聚合。可控自由基聚合方法中典型的有：引发链转移终止剂法、稳定自由基聚合法、可逆加成―裂解链转移聚合及原子转移自由基聚合等方法。由于活性自由基聚合物链末端具有活性基团，在补加同种或异种单体时还能发生进一步的反应，因而能够进行嵌段、接技、星形或超支化聚合。这就为精确设计聚合物分子结构、控制分子量分布，为聚合物端基功能化，为具有响应的可逆胶束、交联网状胶束、微胶囊、稳定的纳米微粒、薄膜、聚合物刷和其他各种定向结构聚合物的合成提供了一个有效的途径[2]。
2.2表面接枝技术
运用接枝技术，在特定的基质表面或界面上精确、高密度地接入功能聚合物链，就可得到聚合物刷，从而使该聚合物智能化。接枝技术有两种形式，即“从表面接枝”和“接枝到表面”。“从表面接枝”方法是指先将引发剂结合到基体表面，再使其引发单体发生原位聚合反应。“接枝到表面”方法是指在合适的反应条件下，使具有功能端的聚合物链与改性后的具有反应性的基体表面活性端发生反应，从而以共价键合方式使聚合物分子结合到基体表面，形成聚合物刷。聚合物薄膜的行为紧紧依赖于链的接枝密度、分子量和化学性质。如几种典型球形刺激/响应聚合物刷，不同聚合物链在不同溶剂中舒展和收缩的情况就不同，根据上述卷缩―舒展行为，可制备具有“开关”能力的智能聚合物膜[3]。
当把具有生物活性的支链引入主链时，则聚合物可能具有生物活性。若一段是药性基团，另一段是刺激控制基团即“开关”，可制备长效环保可控的抗微生物涂料。若引入光敏性基团后，光照时聚合物膨胀，光暗时卷缩。
2.3层层自组装技术
层层自组装膜的制备是通过相反电荷的聚电解质在基片上的交替吸附，交替变化的离子电荷可被邻近层固定，并在每次吸附后要进行必要的水洗和干化，即可制得均匀层状的纳米级薄膜[4]。
利用层层自组装技术，通过静电力、氢键等分子间的相互作用，把具有功能性的小分子、含有功能基团的大分子、功能性的纳米粒子组装在一起，形成分子水平上可控的纳米级超薄膜。
2.4纳米技术
纳米材料应用于涂料有两种情况：一是纳米粒子在传统有机涂料中分散后形成纳米复合涂料；二是完全由纳米粒子组成的纳米涂层材料[5]。不同形状的纳米材料，如纳米胶囊、纳米管、纳米线等，均可用于制作不同响应的聚合物。
2.5以各种功能膜制作技术为基础
涂料的智能化，除涂料各组分的智能化外，还可将涂料技术与其他技术结合。在制作功能膜的过程中，使用生物技术、微电子技术、闪蒸技术、真空等离子喷涂、电化学沉积等技术，可制出各种具有特殊功能的智能涂膜。
3智能涂料的主要类型
从功能性和应用范围分类，智能涂料大致可分为：(1)生物活性类，包括生物催化、光催化净化、防污、自清洁、抗微生物、生物探测/降解敏感类涂料等；(2)光电活性类，包括导电、磁性、形状记忆、色位移、光敏、腐蚀敏感涂料等；(3)温敏类；(4)溶剂敏感类；(5)对外力敏感类。
3.1自清洁涂料
自清洁涂料的主要类型有：利用纳米粒子的活性制作的光催化净化涂料、超亲水性涂料、超疏水性涂料和两亲纳米界面涂料等。
tio2、Zno等纳米粒子具有很强的光催化氧化能力，在紫外光照射下，价电子被激发到导带形成电子一孔穴对，进而与吸附在其表面的水和氧气反应形成活性很高的自由基(・oH,・ooH)和超氧离子(o2-)。它们可破坏有机物中的C―C、C―o、C―H、C―n、n―H等化学键，从而使有机物彻底氧化，故也称之为光触媒涂料。利用这一性质，可将纳米tio2添加于涂料中，制成光催化生态涂料。在紫外线或光的照射下，它能将甲醛、酚、氨、蒽、苯等有机物氧化为Co2和水，将氮氧化物、二氧化硫、三氯乙烯等转化为无毒无害物质；当其遇到细菌时破坏细胞膜并侵入细胞质，破坏细胞质中的原生质活性酶(如辅酶a)，使细菌死亡，同时还能分解细菌死亡后释放出的内毒素，从而赋予涂料杀菌抑菌的功能[6]。
3.2抗菌、防腐类涂料
3.2.1抗菌涂料
传统抗菌涂料是在涂料体系中添加各种杀菌剂或ag+、Cu2+等，方法简便易行，但有效期短，对环境污染大。目前发展较快的是利用纳米微粒的超活性，如纳米tio2，制成纳米抗菌涂料。
真正智能抗菌涂料是用化学方法或吸附作用，将药性基团固定在聚合体上，根据环境温度、湿度、pH值的变化，智能控制药物释放，达到长效杀菌的目的[7]。如聚合物―药物复合膜制成智能涂料对光电、冷热、酸碱很敏感，当遇到这些刺激时，就会智能地控制药物释放，针对性地杀死有害细菌或病毒。还有一种智能药物包覆膜，是由光固化聚丙烯酸涂膜，即聚甲基丙烯酸α-羟乙酯膜制成,对具有不同分子量的药物进行控制释放，对pH值具有响应。这些涂料可用于医院和农用设施等方面。
3.2.2防腐涂料
在金属防腐中，由于环保原因Cr(Vi)化合物被严格限制，金属的保护方式逐步改为导电聚合物涂层保护。利用自组装纳米相离子工艺制成的环保防腐涂料能替代六价铬酸盐，用于金属表面防腐涂装[8]。
3.3光、电、磁响应涂料
3.3.1隐身涂料
在军事设施表面涂一层隐身涂料，在可见光、红外光、紫外光、雷达波侦视条件下，能起到伪装自己、迷惑敌人的作用。最初的隐身涂料是单一的保护色伪装，后来发展到变形迷彩伪装，进而发展到纳米隐身涂料伪装，直至智能“变色龙伪装”。
纳米超细金属粒子具有较大的比表面，且具有较好的吸收电磁波的特性，可使红外和雷达探测到的信号大大减弱，达到隐身的效果；并且纳米粒径越小，吸波效能超高[9]。利用此性质可制成性能优异的纳米隐身型涂料，用机、导弹和军舰等武器装备上。目前可选用的纳米材料有金属超细粉末如al、Co、ti、Cr、nd、mo等，纳米氧化物如tio2、Zno、Coo、Cr2o3、Feo、Fe2o3、Fe3o4、al2o3、Y2o3、mgo、纳米氧化铟锡、氧化锡锑以及纳米石墨粉、炭黑、陶瓷粉等。
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3.3.2发光涂料
发光涂料属于特种功能涂料，包括荧光、反光、自发光和蓄光型发光涂料，其发光性能主要由发光材料的发光性能决定。目前发光涂料中所用的发光材料主要是光致蓄能长余辉发光材料，即硫化物或硫氧化物系列发光材料和稀土激活碱土金属铝酸盐、碱土硅酸盐和碱土硅铝酸盐系列发光材料。前者亮度低，余辉时间较短；后者亮度高，余辉时间长，无放射性危害，耐环境侵蚀，被称为绿色节能材料[10]。
3.3.3磁性涂料
磁性涂料大多是一种可流动的复合磁性材料，是由成膜物、磁性粉末、助剂及溶剂组成，经高速分散、砂磨而成，涂于基材就形成了磁性聚合物膜，可用于磁带、磁盘、录音录像、各种电子计算机的数据存储(功能性记忆涂层)、磁屏蔽(隐身涂料)及微波通讯等方面。
3.4温度、压力、湿度敏感涂料
3.4.1调温涂料
智能型热敏涂料除“示温”外还可以“调温”。智能调光玻璃涂膜就是用沉积法或其他方法将智能凝胶和导电聚合物等涂在玻璃上形成的。根据光线强度、环境温度或电压高低，自动调节涂膜透光性，从而保持室内光线温度相对稳定。
3.4.2耐高温涂料
金属超徽细粉末，如al、Co、Cr、Cd、nd、mo、in、ni及其氧化物，通常可用于制耐高温涂料。纳米材料与表面技术相结合的纳米复合涂料结构均匀细致，有更好的力学性能和抗氧性、耐磨性和耐腐蚀性。如铱铝合金制成的新型耐高温抗氧涂料，通过形成自愈连续的阻氧层，即被氧化为iro2、al2o3连续氧化物薄膜，耐高温达1673K。
3.4.3溶剂敏感类涂料
用吸湿性很强的硅藻岩可制成对水敏感，即“会喝水”的智能涂料[11]，涂于墙壁后，当湿度大时吸水，反之将吸收的水分重新释放出来，具有“反哺”功能，可调节室内湿度。
3.4.4压敏涂料
压敏涂料可用来测量物体表面上任何一处的压力，这种涂料对评价飞机在着陆或起飞情况下的性能上特别有用。该涂料含有在紫外线照射时会发出可见光的颜料，这一过程称为荧光性过程。紫外线将能量传递给荧光分子中的电子并促使它们跃入激发态的较高能量状态，在该电子回到起始状态时就会发出它们所吸收的能量，其能量比原来来自紫外光的要低。空气中的氧为电子回复到其原来状态提供了第二条路径，但这条路径却不产生光，当涂料表面上的空气压力增加时，对荧光颜料的氧利用可能性就增加，所发出的光线也就减少。
智能型涂料是21世纪涂料工业重要发展目标之一，由于它的功能奇特，兼之具有优异的常规涂料性能，因此必将成为替代现有涂料的新品，并为涂料工业开辟新的应用领域做出贡献。鉴于目前智能型涂料正处于发展新潮阶段，未来的智能型涂料必将为涂料工业增辉生色，成为新世纪涂料工业的宠儿。
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光电隐身技术篇10
【关键词】雷达隐身材料；隐身涂料；吸波材料；发展和前景
0引言
随着军事高技术的迅猛发展，世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强，在立体化、多维化的现代战场上，如果不能有效地隐蔽自己，就可能出现先遭难的结局。
在目前军事探测系统中，雷达是最主要的探测手段[1-2]，其发展迅速，分辩率越来越高，已成为间谍卫星的重要探测仪器。因此，在国防体系中雷达目标特征信号控制是各国隐身技术研究的重点实现且标隐身技术，方法主要是外形隐身技术和材料隐身技术。外形隐身技术容易使目标的结构性能劣化，而采用隐身材料技术相对简单易行。隐身材料按其应用形式可分为结构型隐身材料和涂覆型隐身材料。由于涂料具有使用方便，对武器装备的外形不需任何改动，对设计不提要求，可制成隐身网或隐身罩等优点。因而雷达隐身涂料在现代隐身技术中具有广阔的发展前景。
1雷达隐身涂料研究现状
雷达隐身涂料实质上是一种功能性高分子复合涂料，能够吸收、衰减入射的电磁波，具有将电磁能转换成热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的功能，在装备表面涂覆雷达吸波涂料能够有效降低目标的雷达散射截面（RCS）。目前雷达吸波涂料技术正向薄涂层、宽频带和高效能方向发展，呈现出多类吸波涂料共同发展的良好局面。
1.1铁氧体吸波涂料
铁氧体系列吸波涂料主要应用的吸收剂是六角晶系铁氧体和尖晶石型铁氧体[3]。其吸波机理是自然共振，即在不外加恒磁场的情况下，由入射交变磁场的角频率和晶体磁性的各向异性等效场决定的本征频率相等产生进动共振，从而大量吸收电磁波能量。目前已研制并广泛应用的有ni-Zn、Li-Zn、ni-Cd、mg-Cu-Zn铁氧体等[4]。
日本在研制铁氧体吸波涂料方面处于世界领先地位，所研制的一种双层结构吸波涂料，在1-2GHz，雷达波反射率衰减可达20dB。同时，国内铁氧体吸波涂料在8-18GHz频率范围内，全频段雷达波反射率衰减为10dB，面密度约5kg/m2，厚度约2mm[5]。
1.2纳米吸波涂料
纳米材料粒子由于粒径极小，比表面积大，处于表面的原子比例增大，增强了活性，在电磁场作用下，原子、电子运动加剧，促使磁化，使得电磁能转化为其它形式的能，增加对电磁波的吸收。同时纳米粒子具有较高的矫顽力，可引起大的磁滞损耗。将纳米材料作为吸收剂制成涂料，易于实现高吸收、涂层薄、重量轻、吸收频带宽、红外微波吸收兼容等要求，是一种非常有发展前景的高性能、多功能吸波涂料。
美国研制了一种“超墨粉”吸波涂料，对雷达波的吸收率可达99%。法国研制成功一种宽频谱微波吸收涂层，该涂层由粘结剂和纳米级微粉填充材料构成，具有良好的磁导率，在50mHz-50GHz频率范围内吸收性能较好。有人采用化学法成功制备了FeB超细非晶合金颗粒，这种纳米颗粒具有较大的磁损耗，是一种有应用潜力的吸波材料[6]。
1.3导电高分子吸波涂料
导电高分子吸波涂料主要是利用某些具有共轭主链的高分子聚合物，通过化学或电化学方法与掺杂剂进行电荷转移作用来设计其导电结构，实现阻抗匹配和电磁损耗，从而吸收雷达波[7]。为了扩展宽吸收频带，通常要加入对导磁率没有影响的磁损耗型添加剂，但对提高吸收率和展宽频带有明显效果。
目前，国外新研究方向有以碘经电化学或离子注入法掺杂的聚苯乙炔、聚乙炔以及聚苯胺、聚苯硫、聚噻吩等导电高聚物吸波涂料[8]。
1.4金属微粉吸波材料
金属微粉吸波材料主要以磁性金属微粉为主，包括羰基铁粉、羰基镍粉、钴镍合金粉等。金属微粉吸收剂对雷达波具有强损耗吸收，其损耗机制主要归于铁磁共振吸收和涡流损耗。金属微粉吸波材料具有微波磁导率较高、温度稳定性好（居里温度高达770K）、电磁参数可调等特点，它通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收损耗电磁波。目前，金属微粉吸波材料已广泛应用于隐身技术，但金属微粉抗氧化、耐酸碱能力差；介电常数较大，低频段吸收性能较差。
1.5放射性同位素吸波涂料
在涂料中加入放射性同位素，如po210等，利用其放出的高能射线使目标附近的局部空间产生等离子屏，形成含有大量自由电子并与自由空间相匹配的等离子体区。可以吸收相当宽频带的电磁波并且该涂料具有吸收频带宽、反射衰减大、使用周期可控制、施工简便、能承受高空高速飞行时的气动影响、使用寿命长等优点。但该涂料使用放射性同位素材料，其应用仍受到一定的限制。
1.6稀土吸波涂料
稀土元素吸波涂料是新开发研制的一类吸波涂料，其以稀土磁性材料为吸收剂。另外，稀土元素常作为添加剂加在其它吸波涂料中，用以调节吸波材料的电磁参数。
另外，各国还研制出视黄基席夫碱盐吸波涂料、耐高温陶瓷吸波涂料、手征性吸波涂料等新型隐身吸波涂料，为今后新型吸波材料的开发提供了新思路。
2雷达隐身涂料的应用
目前，由于雷达隐身涂料使用方便灵活、可调节、吸收性能好等优点而受到世界上许多国家的重视，部分隐身工事以及几乎所有的隐身武器系统上都使用了雷达隐身涂料。
雷达隐身涂科的发展使得隐身武器系统得到了长足的发展，并在近十年的局部战争中充分发挥了武器设备的有效的突防能力和攻击作用，其最重要的应用是生产各类隐身的侦察机、战斗机、巡航导弹等。如美国的F-22隐身战斗机、aGm-129战略巡航导弹，俄罗斯的t-50隐身战斗机，中国研制的J-20隐身飞机等。另外，各国还成功地将涂覆型吸波材料应用于舰船，如美国的“阿利・忻克”级宙斯盾驱逐舰、英国的“海幽灵”战舰等。另外，隐身涂料还应用于坦克，如t-80主战坦克、mii3装甲输送车等以及隐身汽车、隐身导弹发射车等。各国还计划将雷达隐身涂料应用于隐身机库、隐身帐篷以及士兵隐身作战服上。
3结束语
随着电子技术的飞速发展，未来战场上的各种武器系统面临着严重的威胁，隐身技术作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段，受到世界各军事强国的高度重视。多频段、宽频带、多功能、轻质、薄厚度是当前隐身吸波材料的研究目标。其中纳米隐身涂料以及智能型隐身涂料是今后雷达隐身材料的主要发展趋势。因此，具有前瞻性和创新性的新一代隐身吸波材料，是我国国防现代化的急需的关键材料，其经济和社会意义是显而易见的。我们必须密切注视国外该领域研究动态，为我们军事目标、武器装备等进行隐身提出重要课题，同时积极开展我国隐身材料的研究，对于提高我国的国防实力具有十分重要的意义。
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