0 引　言

无人艇由于受到吨位载荷的限制，通常不会装载大量的自防御武器，因此，无人艇的雷达波隐身性能是无人艇综合生命力的重要保障，一方面无人艇可以通过雷达波隐身控制措施，降低其雷达散射截面积至雷达末制导反舰导弹跟踪门限值以下，使反舰导弹难以有效锁定目标；另一方面，无人艇通过全艇雷达波隐身性设计，在一定视距范围内可以降低探测雷达对无人艇的自动探测概率，实现对抗敌方探测雷达的目的^{[1 – 2]}。

在雷达波隐身设计思路方面，无人艇与大型舰艇具有较大的差异性，大型舰艇实现高度雷达波隐身性在技术上不存在难以解决的问题，通过从船体平台、大型设备、小型部件阶梯式的雷达波隐身控制原则，可以实现大型舰艇从数百平米到数千平米不等的雷达散射截面控制目标，但是由于大型舰艇舰面集成众多的武器、舾装等设备，为保证舰艇的总体性能和取得最佳的效费比，大型舰艇通常以首要考虑其他总体性能，其次考虑雷达波隐身性。一方面是因为舰艇雷达波隐身需要舰船总体设计予以支撑实现，雷达波隐身性能越高，舰船总体设计给予雷达波隐身的支持力度越大。经评估分析，将大型舰艇雷达散射截面减缩控制到100 m²以下，舰船总体设计则需要以雷达波隐身要求为牵引开展设计工作；另一方面大型舰艇由于装载有大量自防御武器，雷达波隐身性能的不足通常可由干扰对抗弥补，但是从实际作战的角度出发，舰艇雷达波隐身性能是越高越好^{[3 – 4]}。

目前，世界现役大型水面舰艇的雷达波隐身性能基本控制在一定量级水平，同时采用外形隐身为主、隐身材料应用为辅的雷达波隐身顶层设计原则。在战时状态，可以通过涂敷雷达波吸波材料在较短的周期内快速提升舰艇雷达波隐身性能。根据现有材料水平，典型涂敷状态下的全舰雷达波隐身性能可提升80%以上。而无人艇高度雷达波隐身是其综合生命力的重要支撑，同时雷达隐身实施复杂程度远低于大型舰艇，因此需要以外形隐身设计、隐身材料应用为核心开展雷达波隐身控制，以满足无人艇高度雷达波隐身的要求^{[5 – 8]}。

本文从高度雷达波隐身无人艇面临的雷达波隐身威胁、隐身关键技术、隐身适用性三方面开展探讨，为无人艇雷达波隐身需求研究、隐身性能实现、隐身作战研究提供参考。

1 无人艇雷达波隐身威胁

无人艇面对的作战威胁主要包括大型水面舰艇、反潜巡逻机、预警机等平台，以对海警戒搜索雷达为主。

1.1 水面大型舰艇

典型无人艇雷达波隐身对抗大型水面舰艇根据距离不同可分为视距外对抗、中等距离对抗、近距离对抗3个阶段，各阶段面临的雷达波隐身威胁和特点不同。

1）视距外对抗

视距外对抗是无人艇对抗大型舰艇的重要优势，同等条件下可以做到先敌发现。舰艇互相间的探测距离基本上都大于舰艇水线的雷达直视视距、小于舰艇桅顶的雷达直视视距。在无人艇和大型舰艇进行视距外探测时，由于无人艇平台较为低矮，可以在大型舰艇导航、搜索雷达波束覆盖无人艇前，探测到大型舰艇桅杆等部位，从而先于大型舰艇发现对方。典型实船试验表明，同等条件下，小型舰艇探测大型舰艇的距离普遍远于大型舰艇探测小型舰艇的距离，其距离差值可达到5 km。因此，无人艇可充分利用船体平台低矮的方式，在大型舰艇雷达视距外取得主动权。

2）距内中等距离探测

对海探测雷达在作用距离内发现掌握舰艇是一个复杂的系统性问题，典型的雷达发现距离 $ R$ 表达式如下：

$ R = {\left[ {\frac{{{P_t}G{A_e}{\sigma _f}}}{{{{(4{\text{π}} )}^2}{S_{\min }}{\sigma _0}}}} \right]^{1/4}} $

式中： $ P_t$ 为发射功率； $ G$ 为天线增益； $ A_e$ 天线有效孔径； $ {\sigma _f}$ 为目标在特定波段 $ f$ 时的雷达散射截面； $ S_{\rm min}$ 为最小可检测信号。

探测的结果（发现距离等）一方面受到探测雷达性能参数的影响（ $ {{P_t}}$ ， $ G$ ， $ {{A_e}}$ ），另一方面又与目标在探测雷达工作波段 $ f$ 的雷达波隐身特性 $ {{\sigma _f}}$ 、杂波 $ {{\sigma _0}}$ 相关。

因此，无人艇在视距内中等距离对抗大型舰艇雷达探测既需要依托无人艇的雷达波隐身性能，同时也必须依靠海杂波对雷达的干扰特性。典型情况下，探测雷达要保证能够稳定地自动检测目标，目标雷达波散射截面积需要较杂波雷达波散射截面积高一个数量级以上，因此为确保无人艇在视距内中等距离条件下对抗大型舰艇雷达自动检测，其雷达散射截面积量值原则上需要接近同等条件下海杂波水平，另一方面可在无人艇加装电子干扰设备，人为增加探测雷达的杂波干扰，进一步降低无人艇被自动检测发现的概率，另外，由于无人艇已经经过高度雷达波隐身设计，此时只需要较低的发射功率就可以实现对无人艇回波信号的覆盖，进而导致探测雷达不能对无人艇进行精确定位，更有利于无人艇实现其战术目的^[9-10]。

3）近距离探测

无人艇在较近的距离上主要面临大型舰艇近防武器火控雷达等的锁定，无人艇在该距离上对抗大型舰艇探测雷达处于绝对劣势，同时光学探测已经能够跟踪锁定无人艇，原则上应尽量避开近距离与大型舰艇对抗。

1.2 反潜巡逻机

在较远距离上，反潜巡逻机将是影响无人艇隐蔽性的主要威胁平台，反潜巡逻机搜索雷达主要用于远距离探测潜望镜、通气管等潜艇伸出水面的装置，探测灵敏度高，是无人艇执行隐蔽性作战任务将要面对的重要威胁。根据公开的P-3C反潜巡逻机AN/APS-137B（V）5雷达参数，3级海况条件下，能够发现72 km雷达散射截面积5 m²的目标；在识别方面能够生成分辨率为0.9 m的逆合成孔径图像，其对无人艇的隐蔽性威胁巨大，因此在对抗反潜巡逻机探测时，一方面需要尽可能降低无人艇的雷达散射截面，同时利用较高的海情（4级以上）开展作战任务，另一方面，则需对全舰雷达波散射源分布进行控制，弱化无人艇逆合成孔径的成像特征，降低被远程识别的概率。

1.3 预警机

预警机探测雷达主要针对探测大中型舰艇目标，探测距离通常在数百千米以上，对于平方米量级的无人艇目标难以有效稳定的发现，特别是在有电子干扰支援的条件下，更难发现和警戒无人艇。

高度隐身无人艇虽然面临各种雷达波探测平台的威胁，但是其雷达波隐身性能已经具备在一定视距范围内降低雷达探测概率的能力，充分利用海面杂波、电子支援等因素，发挥隐身性能优势，进一步增强无人艇雷达波隐身作战的灵活性。

2 无人艇雷达波隐身关键技术

柴油机无人艇雷达波隐身控制技术较为成熟，但是其雷达波隐身指标要满足作战使用要求具有一定的难度，同时高度隐身无人艇在雷达波隐身控制及实现方面有别于大型舰艇，顶层控制原则需以隐身外形设计和隐身材料应用并重，具体考虑到无人艇雷达波散射源的特点，需以船体RCS控制、舰面离散散射源控制、射频设备RCS控制为重点，开展无人艇雷达波隐身的控制工作，其关键技术在于封闭式雷达波隐身外形设计、高性能吸波材料应用、带通滤波技术3个方面。

1）封闭式雷达波隐身外形设计

无人艇雷达波隐身控制必须从顶层开展综合考虑雷达波隐身设计，以封闭式全艇雷达波隐身外形设计为基础，将舰面设备封闭在无人艇内部，减少舰面暴露的散射源，封闭式雷达波隐身外形设计是实现无人艇高度雷达波隐身性的基础。外形隐身设计与隐身材料的综合应用是无人艇实现高度雷达波隐身性的核心。

2）高性能吸波材料应用

高性能雷达波吸波材料对无人艇雷达波隐身的意义一方面在于可以依托材料的吸波性能进一步降低无人艇的雷达波散射截面积，同时根据应用位置的设计、材料吸波性能的选择，实现对无人艇雷达波目标特性的伪装，使敌方难以简单通过无人艇的外形设计掌握其雷达波隐身性能，另一方面，通过在无人艇舰面应用特定波段的雷达波吸波材料，提升无人艇在特定频段范围内雷达的隐身性能，增强无人艇面向特定作战对象的能力。在隐身外形设计和吸波材料应用的基础上，对于射频天线RCS的控制是无人艇高度雷达波隐身性能实现的关键。

3）带通滤波技术

舰艇雷达散射截面（RCS）的散射源中，射频天线是较为特殊的一类散射源，由于射频天线具有收发电磁波的特殊要求，对其采用外形设计和吸波材料应用等隐身措施通常会改变电磁波边界条件，进而直接影响到射频天线的探测性能，必须采用特定的雷达散射截面减缩措施。带通滤波技术是目前舰船解决射频天线雷达波隐身主要手段，在美国的“圣安东尼奥”级船坞登陆舰，英国“皇家方舟”号航母、45型驱逐舰，法国“追风”级护卫舰，瑞典的“维斯比”级护卫舰等均有实船应用，其带通滤波功能主要通过频率选择性表面（FFS）来实现，该材料经过设计之后只允许在设计频率范围内的电磁波通过，可实现不同频率电磁波通阻路经设计和规划，能够有效地解决射频天线雷达隐身的问题，是无人艇实现高度雷达波隐身的关键。

3 无人艇雷达波隐身适用性

高度雷达波隐身无人艇在作战时具有巨大的隐身优势，但是其低可探测性在平时状态则存在一定安全隐患。这是由于无人艇在实际使用过程中，除基本作战任务外，必然会兼顾到常态化巡逻等非战争行动，无人艇始终保持作战状态下高度的雷达波隐身性能，一方面不利于无人艇雷达波隐身性能的保护，存在被非合作目标长期收集的风险，另一方面，对于无人艇在港口、渔船作业区等区域的安全航行带来一定的安全风险，因此无人艇的雷达波隐身性能需区分为战时状态、平时状态、模拟状态下的雷达波隐身性能。战时状态下的雷达波隐身性能仅在作战状态下使用，具备对抗各种探测威胁的能力；平时状态下的雷达波隐身性能则能够保证无人艇在船舶密集活动区域的安全航行，模拟状态下的雷达波隐身性能则能够对特定大型舰船RCS强度进行模拟，支持其作战使用。雷达波隐身与周围环境的适应性是高度雷达波隐身舰艇必然需要面对的问题，以瑞典“维斯比”护卫舰为例，上层建筑后部临时安装的非隐身桅杆即是出于航行安全的考虑。

4 结　语

高度雷达波隐身无人艇主要面临的雷达波威胁来自于大型舰艇、反潜巡逻机，无人艇在经过高度雷达波隐身设计后，可在视距外、视距内远距离条件下取得对抗大型舰艇的探测优势，而对于反潜巡逻机探测雷达则可在一定支援条件下建立隐蔽性优势，同时支撑无人艇高度雷达波隐身性的关键技术在工程上是可实现，高度雷达波隐身无人艇由于其较高的隐身性能将面临一系列大型舰艇未面临的新问题，而无人艇雷达波隐身性能与具体环境匹配是无人艇雷达波隐身性能的重要组成部分。