龙勃透镜在军事领域中的应用

2021-01-13 09:38:50

来源:福顺天际

广东福顺天际通信有限公司把龙勃透镜产品投入市场以来,已在民用龙勃透镜移动通信领域取得重大进展。凭借着龙勃透镜在民用行业领域积累的先进技术与经验,目前已将龙勃透镜技术产品延伸至军工领域。

龙勃透镜技术

龙勃透镜是德国物理学家R.K.Luneburg在1944年基于几何光学法提出的概念,是一种折射率不均匀的介质透镜。这种透镜的介质折射率分布具有球对称性,即折射率n(r)仅与离球心的距离有关。

如图所示,其中点F为馈电点,亦是透镜面上的焦点。透镜内部的折射率为径向尺寸 r 的函数。龙伯透镜中射线轨迹如图中所示FNPQ,要使透镜辐射口面具有高效率,必须使AB上为等相位面波前。从F点发出的每一射线FNPQ等电长度。或者反过来说,平行波束的射线经过介质折射后都聚焦于同一点F,这就是透镜内介质折射率确定的依据。

龙勃透镜在军事领域中的应用

人工介质材料或电磁材料

龙勃透镜在军事领域中的应用

中大型龙勃透镜

龙勃透镜运用于通信,雷达,导航等多种无线应用领域,具有重量轻、反射效率高、角度响应宽等优势,同时可具备多种尺寸来应用特定场景,龙勃透镜反射器主要应用于空 中、地面、水上等多领域提供雷达识别系统选用龙勃透镜反射器,优势是可以实现全向雷达反射,在性能和尺寸上都优于传统的角反射器。

应用前景

龙勃透镜的强方向性特性,使接收到的平面电磁波在透镜的径向表面上聚焦在很小的区域上,形成高能量点。在该点放置金属反射器,接收到的电磁波就会沿着来路全部反射回去。利用这一特点,设计各种不同形状和不同材质的反射体,形成龙勃透镜散射器。将不同特征的龙勃透镜散射器安装到物体的表面,改变雷达目标反射特征,观测者就无法通过雷达正确判断目标的性质,这就是电磁对抗。以下是龙勃透镜散射器的典型应用场景。

(1)隐形战机:安装龙勃透镜反射器,隐形战机在训练时,实现对隐身机自身的雷达散射特征的保密,同时便于指挥中心评判训练效果;在非战斗转场飞行时,安装龙勃透镜散射,便于民航空管雷达发现,避免发生事故。美国猛禽、闪电、中国J20等先进隐形战机已加装,如图1所示。我们的产品可以替代进口,打破国外技术制约。

龙勃透镜在军事领域中的应用

图1  先进隐形战机加装龙勃透镜产品示意图

(2)训练靶机:图2所示为各个军种的训练打靶目标应用。根据训练科目实际情况,结合海陆空的实际需要和特点, 通过龙勃透镜反射器的高倍放大的雷达散射面积,实现低成本的靶机,尤其实现大型/超大型靶机的应用,节约日常训练成本。

龙勃透镜在军事领域中的应用

图2  训练靶机

(3)假目标:使用假目标隐藏真实战略战术意图,是战争中的重要谋略之一。图3是用龙勃透镜的散射特征模拟需要伪装的目标特征,欺骗和诱导敌方雷达,以保护真实目标,降低战场损失。比如:模拟成坦克、导弹发射车、潜艇、飞机、舰船等特定目标的雷达信号,如图3所示。真假目标混合,结合龙勃透镜可以实现伪装,破解多模雷达、红外雷达等侦察。

龙勃透镜在军事领域中的应用

图3  假目标

(4)目标雷达信号屏蔽:图4是大型龙勃透镜散射器应用设想,用中大型龙勃透镜的散射特征掩盖需要保护的目标特征,实现欺骗和诱导敌方雷达,保存真实目标,降低战场损失。比如:在舰船、战车、飞机等各种移动的目标安装龙勃透镜反射器,屏蔽雷达信号,使得真假目标混合,干扰雷达侦察,提升战场生存几率。

龙勃透镜在军事领域中的应用

图4  目标隐真

(5)诱导:小型导弹配备龙勃透镜后,可以模拟大型导弹雷达特性,能够干扰或是诱导敌方的反导装置启动,有效消耗敌方拦截导弹的数量,待敌方消耗完火力后进行精准打击 (图5a)。

小型无人机配备透镜天线通过散射面模拟真实的战机信号,诱导敌方以为是我方战斗机,无人机配备透镜可以降低人员伤亡和武器装备损毁成本,保护我方真实战斗机的精准打击(图5b)。

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(a) 导弹诱导 图5  诱导 (b)无人机诱导

(6)卫星通信及卫星跟踪:国内目前没有企业做龙勃透镜多波束卫星通信,结合龙勃透镜重量轻、多波束(多个卫星同时通信)、通信稳定、成本更低的特点,同时和多个卫星通信,避免不同卫星信号的来回切换,增强通信的稳定性,如图6所示。可以打破国外对伺服电机的技术壁垒,和相控阵卫星天线对比,成本更低、扫描角度更宽,可以替代进口。

龙勃透镜在军事领域中的应用

图6  卫星通信及卫星跟踪

(7)浮标等导航领域:传统浮标没有雷达反射功能或是发射小,不能及时被船只发现,靠视觉发现不能适应恶劣天气。选用龙勃透镜反射器制成的浮标,外形和传统浮标一样,但是具备雷达反射功能,超视距被雷达发现,适应夜间或阴雨等恶劣天气使用,降低灾难发生。如图7所示。

龙勃透镜在军事领域中的应用

图7  浮标信标等导航领域

基于龙勃透镜的应用非常广泛,后续将会持续探索适用于各领域的龙勃透镜及其产品研制新方法、开发基于新型电磁材料的龙勃透镜、基于龙勃透镜的无源雷达散射器开发,形成系列化无源雷达对抗产品。
 

关于我们:广东福顺天际通信有限公司的龙勃透镜产品投入市场以来,已在民用龙勃透镜移动通信领域取得重大进展。公司自成立以来,潜心经营,开创进取,在龙勃透镜方面的前期研究经费投入已超过两千多万,目前已成长为集自主研发、销售、生产为一体的研发生产型高科技企业。先后获得龙勃透镜专利20余项,并荣获2020年佛山市军民融合办授予军民融合优质企业等称号。目前按国际一流标准,在技术、产品、管理、经营等方面坚持专业化、产业化,加速发展核心技术和优势产品,积极推进军民合作,为实现富国强军作贡献。

  • 关键词:
  • 龙勃透镜
  • 无线通信
  • 雷达导航
  • 平面电磁波
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