雷達是當前遠距離探測和跟蹤的主要手段，對于飛機的安全構成的威脅最大，因此，對雷達的隱身是飛機隱身設計的首要內容，也是提高飛機生存力研究的重點。雷達隱身技術主要分為外形隱身技術、材料隱身技術和等離子體隱身技術三大類，它們的目的是通過采取多種技術措施減弱、抑制、吸收、偏轉目標的雷達回波強度，減低飛機對雷達的反射截面積（RCS），使對方雷達難以發現和識別。而一些國家提出的有源對消隱身技術，仍然是傳統電子對抗和電子干擾的延伸，一般不計入隱身技術范疇。

    珠海航展上做飛行表演的J20隱身戰斗機

    外形隱身技術

    外形隱身技術主要依據電磁波散射理論，對飛機總體及構成飛機的主要部件進行合理布局，采用針對性的優化設計，目的在于盡可能避免雷達探測方向上由于機體結構在威脅方向上產生的強反射點，重點是機翼、機身、尾翼、進氣道、座艙等強反射點的雷達反射截面積減縮設計。現代飛機主要優化迎頭方向上的隱身能力，尾向和側向則有所放棄。

    飛機隱身設計的重點是縮減飛機的雷達反射截面積，它的大小決定了飛機突防時的通過性能。傳統型平直機翼與機身構成一個直角角反射器，其前緣會產生很強的散射，當雷達波入射俯角不為零時，機翼后緣對前向也會產生很大散射，而如果采用后掠翼、三角翼，則可以使雷達反射波偏離雷達探測方向；另外，如果使機翼的前后緣角度不同，可以讓能量向不同的方向散射開；還可把機翼翼尖修圓，使行波最小，從而減小朝向雷達接收機的二次輻射信號。側向RCS的主要貢獻是機身。對機身進行隱身設計的主要措施是利用機翼將機身盡可能遮擋及改變橫截剖面，也可采用翼身融合的設計方法。大后掠角和大展弦比機翼都能提供對機身的大面積遮擋。另外，可取消外掛，用內彈艙，盡量減少散射源數量。采用內傾或外傾的雙垂尾是目前設計的主要隱身特征之一，尾翼傾斜角度按照飛行高度和突防空域精心設計，可更大限度地減小側向進入的雷達波。進氣道是傳統飛機的主散射點之一，在隱身飛機設計時，往往將進氣道內部設計成S型，防止發動機葉片的直接強反射，再配合安裝于內壁的折流板，進一步吸收進入的少量入射波。座艙會對雷達波產生強烈的空腔散射，除了選擇合理的座艙蓋外形之外，常采用鍍金膜或ITO膜的方法，來減弱或避免上述散射的出現。

    打開腹部彈艙蓋的J20隱身戰斗機

    部件采用斜置外形設計，將電磁波向非主要威脅方向反射，這是降低飛機雷達反射截面積的主要設計方法，包括傾斜式立尾、平板形表面機身或多面體機身、斜切進氣口、斜切翼尖等措施；用弱散射部件遮擋強散射部件，包括利用大后掠機翼、三角形機翼遮蔽機身的側向散射，利用機身前端遮蔽進氣口，改武器外掛為內掛等措施；消除或兼容角反射器效應，避開耦合波峰，包括采用傾斜式或V型尾翼代替正交尾翼，并合理設計傾斜角，機翼、機身表面融合過渡等措施；盡量消除面向主反射方向的表面臺階和縫隙，包括將艙門、艙口接縫斜置或鋸齒化，提高接縫處電傳導性等措施。采取外形隱身技術后飛機其它方向的散射往往會明顯增大，這就需要結合采用材料隱身技術，進一步提高隱身性能；工程實現時，外形隱身設計必須與飛機的氣動性能之間進行折衷，早期隱身飛機外形設計結果是以犧牲平臺的氣動性能和作戰能力為代價的。

    國產殲10B戰斗機

    外形隱身技術的主要問題是，避免電磁波向主要威脅方向反射的電磁波帶寬有限。外形隱身設計對厘米波段雷達和部分波長較短的分米波段雷達效果較好，但對于波長更短的毫米波雷達，或者波長更長的米波雷達，效果會明顯下降甚至消失。這是因為：雷達波在與自身波長相匹配的導體上，會產生自發的震蕩并對回波有很強的加強作用，這稱為諧振效應。利用諧振效應及波長與目標尺寸的關系，可以極大地增強反隱身能力。

    波長更短的毫米波，會在隱身飛機表面毫米級的凸起或者縫隙位置產生諧振，極大增強目標的雷達反射面積。但是毫米波波長較短，在大氣中衰減更快，傳播距離較短。其對雨、霧、霾、硝煙、揚沙等大氣因素的適應性較差，此時探測距離會明顯縮短，因此毫米波雷達并不適用于遠距離和全天候探測。

    雖然各種機動目標的形狀和尺寸各不相同，但都有各自的“諧振”區。當前用于實戰的目標都有著與米波雷達波長相當的特征尺寸，例如各類飛機的特征尺寸多在米級的范圍內，各類導彈的特征尺寸多在分米級和米級，而米波雷達的波長范圍約在1-10m。因此，只要將雷達的工作頻率選取在米波波段，就可以利用諧振效應探測空中各類隱身目標。此時，大部分目標的散射波都處于瑞利區和諧振區。在瑞利區目標的RCS與形狀無關，外形隱身技術不適用；在諧振區只要選擇使隱身飛機回波諧振的工作頻率，就能使外形隱身失效。

    材料隱身技術

    材料隱身技術主要指采用能吸收雷達波的涂料或復合材料，此類材料可將雷達波能量轉化為其它形式的能量，損耗雷達波的反射強度；按材料損耗入射雷達波的機理可分為電阻型、電介質型、磁介質型和復合型及新型等多種類型。

    電阻型損耗材料主要包含碳纖維系材料和導電高聚物吸波材料等。碳纖維復合材料電阻率可控，既能降低雷達波特性，又能降低紅外特征，可用它制作發動機艙蒙皮、機翼前緣以及機身前段。導電高聚物是由共主鏈的絕緣高分子通過化學或電化學的方法與摻雜劑進行電荷轉移復合而成。具有結構多樣化，密度低和獨特的物理、化學特性。其電子共扼體系決定其電磁參量依賴于高聚物的主鏈結構、室溫電導率、摻雜劑性質等因素。將導電高聚物與無機磁損耗物質或超微粒子復合可發展成新型輕質、寬頻吸波材料。

    電介質損耗材料主要包含鈦酸鋇類材料等，其吸波機理主要是介質極化、離子極化、分子極化、界面極化和馳豫等。

    磁介質損耗材料主要包含磁性金屬粉、鐵氧體、羧基鐵顆粒等，它們具有較高的磁損耗角正切，依靠磁滯損耗、疇壁共振和自然共振等磁極化機制衰減。鐵氧體系列吸波材料是成熟的吸波材料，其吸收電磁波的主要機理是自然共振。通常可分為尖晶石型鐵氧體和六角晶系鐵氧體兩種類型，六角晶系鐵氧體吸波材料的性能較好，其片狀結構是吸收劑的最佳形狀。

    與非專業說法不同，電損耗型吸波材料的損耗效率并不比磁損耗型材料高。但磁損耗型材料有居里溫度（一般不超過300℃）的限制，超過該溫度后磁性喪失，不再有損耗能力，無法用于飛機高溫部位。電損耗型材料則不存在這一問題，可用于飛機高溫部位。

    復合型損耗材料主要包含以下幾種：

    納米吸波材料是指材料的組分特征尺寸在0.1-100nm的材料。由于納米材料的特殊結構引起的小尺寸效應、表面與界面效應和量子尺寸效應，使它具有許多宏觀材料所沒有的特性。其對雷達波的透過率比常規材料要強的多，大大減少了反射率。其比表面積比常規粉體大3-4個數量級，對電磁波和紅外光波的吸收率也比常規材料大的多。此外，隨著顆粒的細化，顆粒的表面效應和量子尺寸效應變得突出，顆粒的界面極化和多重散射可成為重要的吸波機制。納米吸波材料對電磁波特別是高頻電磁波具有優良的吸收性能，同時具有頻帶寬，兼容性好，質量輕，厚度薄等特點，是一種發展前途較好的吸波材料。

    手性材料是指一個物體與其鏡像不存在幾何關系對稱性，且不能通過任何操作使物體與其鏡像互相完全重合。手性吸波涂料是近年來開發的新型吸波涂料，是一種雙（對偶）各向同性（異性）的功能材料，其電場與磁場相互耦合。由于手性材料具有可調的手性參數，因而它與普通材料相比有兩大優勢：一是調節手性參數比調節介電常數和磁導率容易；二是手性材料的頻率敏感性比介電常數和磁導率小，容易實現寬頻吸收。

    多晶鐵纖維為羰基鐵單絲，直徑1-5μm，長度50-500μm，纖維密度低，它的研究始于80年代中期，包括鐵、鎳、鈷及其合金纖維。其吸波機理是渦流損耗和磁滯損耗。它是一種良導體，具有較強的介電損耗吸收，在外界交變電場的作用下，纖維內的電子產生振動，將電磁能部分地轉化為熱能。它具有各向異性，可在很寬的頻帶內實現高吸收率，質量比傳統的金屬微粉材料減輕40-60%，克服了大多數磁性材料密度較大的嚴重缺陷，是一種輕質的吸波材料。

    隨著雷達隱身問題的逐步解決，可見光及紅外隱身的問題逐漸突出，須使涂層在幾個波段彼此兼容。在雷達隱身材料上用陰極霧化法沉積一層幾到幾千微米厚的陶瓷金屬，可使3-5μm及8-12μm的紅外發射系數小于0.4。為最大限度降低雷達隱身材料的紅外發射率，還可采用二維光柵，其為厚度極小的金屬膜，紅外發射系數小于0.2。這種二維光柵可以引入復合材料結構中，以確保機體既有高的吸波水平，又有相當低的紅外發射系數。

    新型損耗材料主要指智能隱身材料，這是一種具有感知功能，信息處理功能，并對信號做出最佳響應的功能材料。目前這種新興的智能材料和結構己在軍事和航空航天領域得到越來越廣泛的應用。

    材料隱身技術的主要問題在于，涂層或者結構的厚度要實現吸波功能的優化，必須按照阻抗匹配設計的原理，進行多層復合設計。其厚度一般應大于入射波長的l／lO，或與其接近。限于尺寸和重量，這些隱身涂層或結構，一般也主要針對厘米波段或更短波長的雷達。而對于米波雷達而言，其發射波長在1-10m間，涂層或結構厚度至少要達到0.1～1 m的級別，這將徹底破壞飛機的氣動外形，極大增加飛機的結構重量，降低除隱身之外的所有關鍵性能。這是一種得不償失的隱身方法。

    等離子體隱身技術

    等離子體隱身技術主要是依靠電離氣體形成的等離子體，將雷達波能量轉化為其它形式的能量，衰減雷達波的反射。

    當任何不帶電的普通氣體在受到外界的高能激勵作用（如對氣體施加高能粒子轟擊、激光照射、氣體放電、熱致電離等方法）后，部分原子中的電子脫離原子核束縛成為自由電子，原子因失去電子而成為帶正電的離子，這樣原來中性氣體就因電離而轉變成由大量自由電子、正電離子和部分中性原子組成的宏觀仍呈電中性的電離氣體，這類氣體稱為等離子體。等離子體被認為是繼固態、液態和氣態三種形態之外的第四態物質即等離子態，其運動主要受電磁力的支配。盡管等離子體在整體上呈電中性，卻具有了很好的導電性，普通氣體中如有0.1％的氣體被電離，這種氣體就具有很好的等離子體特性，如果電離氣體增加到1％，便成為導電率很大的理想導電體。

    等離子體隱身技術的原理是利用電磁波與等離子體互相作用的特性來實現的，其中等離子體頻率起著重要的作用。等離子體頻率指等離子體電子的集體振蕩頻率，頻率的大小代表等離子體對電中性破壞反應的快慢，它是等離子體的重要特征。若等離子體頻率小于入射電磁波頻率，則電磁波不會進入等離子體，此時，等離子體反射電磁波。外來電磁波僅進入均勻等離子體約2mm，其能量86％就被反射掉了。但是當等離子體頻率大于入射電磁波頻率時，電磁波不會被等離子體截止，能夠進入等離子體并在其中傳播，在傳播過程中，一部分能量傳給等離子體中的帶電粒子，被帶電粒子吸收，而自身能量逐漸衰減。等離子體之內電子密度越大，振蕩頻率越高，和離子、中性粒子碰撞的頻率就高，對雷達波的吸收就越大。其中同時還存在介電損耗、電導損耗、松弛極化損耗和諧振損耗等。

    等離子體隱身具有不少優點：吸波頻帶寬、吸收率高、隱身效果好，使用簡便、使用時間長、價格便宜；由于等離子體是宏觀呈電中性的優良導體，極易用電磁的辦法加以控制，只要控制得當，還可以擾亂敵方雷達波的編碼，使敵方雷達系統測出錯誤的飛行器位置和速度數據以實現隱身；無需改變飛機等裝備氣動外形設計，無吸波材料和涂層，維護費用大降；利用等離子體隱身技術不影響飛行器的飛行性能，還可減少30％以上的飛行阻力。

    等離子體隱身也有不足之處，如等離子體發生器有較大的重量和體積，產生等離子體的功耗比較大等；飛機上等離子體發光暴露目標；等離子體的高溫損壞機體材料以及等離子體對機體材料的腐蝕；采用放射性同位素的話劑量難以控制還會對維護人員產生傷害等；等離子體隱身的有效頻率范圍一般在20GHz以內，尚無適用毫米波波段的報道；等離子體本身有高能射線輻射，飛行員必須進行全身重型防護才能在等離子體全機隱身狀態下操縱飛機，這對飛行員發揮自身水平不利；等離子體不僅吸收外來雷達波，對內部通信設備和雷達也產生屏蔽作用，飛機與外界隔絕，無法進行態勢感知，很危險。此外，面對發射波長在1.5cm以下的厘米波和毫米波雷達，等離子體隱身技術不再適用。發光暴露目標也會招致光電探測設備的跟蹤。

    發現和攔截隱身飛機

    目前，主要國家的隱身飛機仍以外形隱身技術和材料隱身技術為主，等離子體隱身技術由于自身的固有問題，應用仍較為有限。通過前文的討論，可以得出結論，目前狀態下，米波雷達是較為合適的反隱身探測設備。而所謂的無源探測雷達，被動接收的電磁波輻射信號，主要也是米波等波長較長的電磁波信號，它與一般米波雷達區別主要在于被動工作模式之于主動工作模式；而且這類雷達還有探測精度低，虛警率高等明顯缺陷。回顧雷達的發展歷史，米波雷達曾在二戰前后占主流地位。但隨著技術發展，米波雷達不能準確測高、威力覆蓋不連續、低角盲區大、陣地適應性差等缺陷逐漸凸顯出來，微波雷達（主要在厘米波段）以其高精度、更好的抗干擾能力逐漸取代米波雷達，成為骨干。但是，隱身飛機出現后，正被淘汰的米波雷達重新受到重視：能避開隱形飛機的隱身波段，具有探測隱身飛機的天然優勢。

    中國電子科技集團首席科學家、雷達專家吳劍旗敏銳的捕捉到米波雷達的巨大潛力（今年3月14日科技日報專文報道過），下決心攻克提升米波雷達性能的技術難題。在引入有源相控陣技術體制的前提下，他從空間分集和超分辨處理兩個技術路徑進行了大膽創新：一是創立具有空間分集作用的稀布陣綜合脈沖孔徑雷達體制，二是率先使用超分辨處理和分區保形波束設計方法提高測高精度和改善空域覆蓋性能。2001年，他的團隊完成了課題研究；2012年，完成了世界上首個實用系統研制。吳劍旗用科技創新的力量創造了奇跡，使先進米波雷達具有良好的低仰角空域覆蓋性能和精確的測高性能，以較低代價成功解決了雷達反隱身問題，為我國探索出了一條高效、經濟的反隱身裝備建設之路。該專家還在2003年攻克了DBF（數字波束形成）技術，并于次年形成了DBF體制三坐標防空雷達裝備，而西方國家在2007年后才推出DBF體制的三坐標防空雷達。

    珠海航展上的FD-2000遠程防空導彈系統

    2011年，該專家所在央企集團還公開發表了另一種機動式米波三坐標有源相控陣體制雷達的相關論文，該雷達采用固態有源T/R組件和兩維DBF（數字波束形成）技術，大大提高了系統任務可靠性和時間資源調度的靈活性。系統工作方式多樣，充分發揮低頻段反隱身和陣面兩維相掃的優勢，可探測隱身飛機和中近程戰術彈道導彈目標，是未來反隱身戰場的骨干裝備。該雷達對中空6千米典型隱身飛機目標如F22探測距離可超過230km（主要受地球曲率影響），萬米高空探測距離可達350km以上（而F22超音速巡航高度超過一萬米）。近兩屆珠海航展（2014/2016）上，中國空軍也公開展出了工作在分米波和米波波段的多種反隱身雷達，這些雷達多采用了有源相控陣體制和DBF（數字波束形成）技術，也成功的在東部沿海地區多次精確監控了對我國進行威懾偵察的美軍F22隱身飛機。雖然有說法稱這是美軍故意讓我國發現，飛機上掛載了龍伯透鏡，但該說法明顯缺乏技術常識：這是主要針對厘米波設計的裝置。我國監控隱身飛機的雷達均采用分米波或者米波工作波段，龍伯透鏡達不到分米級中較大的尺寸，不足以讓這類波長的雷達波進入，波的放大和增強更無從談起。對該小型凸起物，米波雷達的發射波會直接繞過，振幅和相位都不發生變化。

    引導我方飛機前去攔截用老式米波雷達即可，偏差幾千米對于有主動探測系統的飛機來說不算問題。但是，如果想引導我方防空導彈打擊隱身飛機，誤差幾千米就會導致導彈嚴重脫靶，特別是早期的防空導彈采用的多是無線電指令指導或者半主動雷達制導，對雷達引導精度要求較高。如上文引用的公開報道所述，解決了發現和精確測定三坐標的問題，攔截隱身飛機就相對容易多了。當代防空導彈如紅旗9系列和紅旗16改進型，都采用了主動雷達末制導，這類末制導雷達口徑在400mm左右，探測距離一般超過30km（按照中國標準，是對雷達反射面積3平米目標的測試值），對典型的隱身目標（雷達反射面積0.1平米）的作用距離可根據公式求得，即30乘以0.1除以3所得數的四分之一次方，大約是13千米左右，這放寬了對雷達探測精度的要求。新型米波雷達可以精確測定坐標，將導彈引導至目標附近，主動制導的防空導彈將會牢牢抓住目標，而以當代防空導彈的高精度、高過載和大威力，被抓住的目標很難逃脫被摧毀的命運。

    有矛必有盾，沒有絕對化的武器。學習相關的技術常識，將有助于人們擺脫神秘主義的迷霧，認清事物的發展規律，這是大有裨益的事情。