[发明专利]一种用于主动隐身的时间反演电磁对消方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁隐身以及电子对抗领域，具体涉及一种基于时间反演电磁波传输的电磁对消方法。

背景技术

电磁隐身是当今世界各国发展中的一个重要研究课题，其核心是实现己方目标不被敌方雷达探知。当前，电磁隐身主要以电磁能量吸收、角反射、散射、透射等物理机制，来降低目标的可探测信息，主要技术包括：吸波材料隐身和外形隐身以及最新研究的等离子体隐身。

吸波材料是能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能，或者其他形式的能量而耗散掉的一类材料，如铁氧体吸波材料，由于其强烈的铁磁共振吸收和磁导率的频散效应，所以能够能过自然共振吸收电磁波。具体参考文献“张健，张文彦，奚正平.隐身吸波材料的研究进展[J].稀有金属材料与工程，2008,37(4)”。外形隐身就是通过改变传统目标的外形，使雷达探测波的回波方向偏离的一种技术。

等离子体隐身技术是利用等离子体回避探测的一种技术，等离子体能够吸收吸收雷达电磁波，当外界电磁波频率与目标等离子体频率不同时，通过波与带电粒子的相互作用，把波的能量转移到等离子体的带电粒子上。比如文献“Yuan Z C，Shi J M，Wang J C.Experimental Studies of Microwave Reflection and Attenuation by Plasmas Produced by Burning Chemicals in Atmosphere.Plasma Science and Technology.2007”中分析了大气中等离子体对电磁波反射和衰减的影响。上述传统的隐身技术属于一种被动的，虽然发展迅速、应用范围不断扩大，但也存在许多弊端。如吸波材料和涂层等研制复杂、不便维护、对长波雷达效果不佳；采用隐身外形设计加工制造难度大，影响飞行器气动性能。

针对这些缺陷，发展而来的就是主动隐身技术。主动隐身技术是一种采用有源干扰或者无源干扰方法来规避敌方雷达探测设备探测的一种技术，包括低截获概率雷达、雷达干扰技术以及电磁对消技术等。其中电磁对消技术针对雷达依靠电磁波回波来探测目标的特性，通过发射一个与回波信号幅度相等、相位相反的信号去对消回波，使得目标在雷达上消失，具体参考文献“王野.主动反雷达隐身技术.现代兵器.2006.5”。

不过传统的电磁对消技术发射的电磁波方向必须与反射波方向一致，计算机还要知道目标的反射特性,同时发射时间还要与入射波配合，因此整个系统十分复杂。特别是有源目标如天线、雷达等，本身需要对外发射电磁波，如果采用传统的电磁波传输方式进行对消，将会影响本身的探测信号。

时间反演(Time reversal,TR)是一种新型的自适应空间电磁波传播技术，它能够实现空-时同步聚焦。文献“Wang B，Wu Y，Han F，et al.Green wireless communicationsa time-reversal paradigm[J].IEEE Journal onSelected Areas in Communications，2011，29(8):1698-1710”中指出基于TR技术的传输发射功率消耗比没有TR技术支持的低20％。文献“葛广顶，王秉中，黄海燕，郑罡.时间反演电磁波超分辨率特性[J]，物理学报，2009年12期”和文献“周洪澄，王秉中.时间反演电磁波在金属丝阵列媒质中的超分辨率聚焦.物理学报.2013vol.62,No.11”中指出了TR电磁波超分辨率特性。用TR技术替代传统的电磁波传播技术进行电磁对消，利用空-时聚焦特性将对消电磁波精确的传输到需要的位置。特别针对天线、雷达等需要向外发射电磁波的有源目标，容易被敌方雷达截获探测信号而暴露自身位置，而由于传统电磁波传输的对消技术发射的电磁波需要与回波信号方向相同，将会影响本身探测信号，而采用TR技术可以突破这种限制，通过实现对消设备和隐身目标的分离，使得有源目标能够在发射信号时隐身。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于时间反演电磁波聚焦传输的主动式电磁对消方法，该方法借助时间反演电磁波回传的空-时聚焦特性，在特定的时刻和位置产生一个与探测回波信号幅度相当、相位相反的对消信号，进而在敌方接收机处实现与探测回波信号对消。