基于SAR 成像對隱身飛機維護的評估*

韓昊鵬，李長飛，羅俊杰，谷昊東

（空軍95417 部隊，西藏 日喀則 857000）

0 引言

隨著世界經濟與軍事科技的發展，空戰場制空權的爭奪已變為戰場最主要的爭奪點，成為促進各國航空器迅速發展的主推力量，隱身飛機的研制與裝備是其最突出的代表作之一。

紫薇是我國夏季重要的觀花樹種，因此在復色紫薇栽培過程中，花性狀的重要性明顯高于生長性狀，而生長性狀也是促進花性狀充分表現的基礎，在花性狀不受到顯著影響的情況下應該適當兼顧[11]。根據以上原則，我們應采用兩次葉面肥的追肥方法，基肥采用拌土方式施用均衡肥料，展葉期以高鉀肥料追肥，花期以高磷或均衡營養肥料追肥，適當提早花期追肥時間能夠獲得較好的效果。

隱身飛機作為已裝備各國的殺手锏，可利用其優秀的突防能力和攻擊能力、高機動性等遂行各種軍事作戰任務，達到其戰略目的。例如以美國為首的北約組織，在發動的局部戰爭中依靠隱身飛機的作戰優勢，對敵對國的重要戰略目標、軍事設施進行襲擊，取得了令世人驚訝的戰果，達到了戰略目的。隱身飛機作為高精尖武器，逐步成為各國軍事研究機構的研究重點及熱點，其優良的作戰性能必將對軍用航空裝備和空中作戰方式產生重大影響。

但同時隱身飛機的維護問題隨之而來，隱身性能的好壞取決于其外表涂層的完好程度，現階段隱身飛機圖層易老化，抵抗能力弱的特點被無限放大，維護防護的結果更難，如何做到在戰時進行有效維護，并使其保證基本的作戰效能是各國的研究重點。文獻［3］指出利用雷達成像對地面隱身飛機進行探測，文獻［5］指出利用電磁散射特性進行目標SAR圖像仿真。本文在對隱身飛機的SAR 仿真成像的基礎上分析散射系數變化與雷達發現概率之間的關系，進一步降低隱身飛機的損傷率，并進行有效的維護，對提高隱身飛機參戰率具有重要的軍事價值。

1 隱身機理分析

隱身性能對于現代軍用飛機特別是戰斗機來說具有重要的意義，不僅可以降低其作戰損失、提高生存率，同時也是打擊敵人防空目標，摧毀敵人防空力量獲取制空權的有效手段。

BP 成像算法處理步驟如下：

本文利用實驗室電磁仿真軟件FEKO 計算了不同目標不同波段的全空域靜態RCS 數據庫。

圖1 兩種型號的飛機靜態RCS 數據庫色標圖

假設雷達波束照射物體有效面積為A，只研究回波功率與散射系數的關系可將其他量簡化為：

選取中值、均值、極大值、極小值4 種統計參數分析飛機頭部、側面、尾部的RCS 特性，如表1～表3 所示。

提高系統暫態穩定性的柔性直流受端電網故障穿越策略整定//于釗,李兆偉,張怡,譚真,賀靜波,崔曉丹,等//(22):78

表1 兩種型號飛機頭部區域RCS 的統計參數（單位：dBsm）

表2 兩種型號飛機側面區域RCS 的統計參數（單位：dBsm）

表3 兩種型號飛機尾部區域RCS 的統計參數（單位：dBsm）

2 隱身飛機的SAR 成像仿真

2.1 SAR 成像算法原理

卷積反投影（B-P）算法是通過在一定角度下觀察得到的數據，重建目標的三維反射率分布在平面上的投影，表達式為：

由式（10）和式（11）可得：

（3）信息共享化。將BIM技術應用于建筑工程項目管理中，可以從建筑工程項目設計始，至建筑工程項目完成均可以通過計算機技術模擬，甚至是建筑項目工程的廢棄拆除全過程，利用BIM技術能夠將建筑工程項目全過程實現在業主方、施工方等多方信息共享，對提升建筑工程施工決策的科學化水平具有積極的現實意義。

式中pθ（l）為沿l 分布的投影值，k 為空間頻率，g?（x，y）是空間估計函數，其數據處理結果如圖2 所示：

圖2 數據處理圖像

本研究發現老年H型高血壓患者心-踝指數及頸動脈中層內膜厚度顯著增高，且動脈硬化與高Hcy呈相關性；患者動脈硬化程度明顯增加，預示患者發生腦卒中風險及心血管疾病風險明顯增高，做到對其病情早期評估及干預能夠改善預后，提高患者生活質量及生活水平。

兩種飛機靜態RCS 比較小的是國外某新型飛機，雖然國外某新型飛機的體積和表面積較大，但在外形設計方面（氣動布局）具有一定的隱身性能，因此，其靜態RCS 最小，這表明隱身飛機的隱身性能與其氣動布局的設計有很大關系。

1）快速傅里葉變換（IFFT）

對k 進行離散化，令k=Bn/N，式中N 是頻率步進的點數，在將投影線l 進行離散化，最后進行傅里葉變換。

嘉琪的爸爸是一名大貨車司機，媽媽在一家服裝廠上班，一家人過著幸福簡單而快樂的生活。但好景不長，在嘉琪7歲那年她的爸爸因車禍離開了人世，媽媽不得已變賣了家里的房產維持生計，帶著她搬進了廣州中山城中村，住在一間僅30平米的小房子里，月租300元。嘉琪說：“雖然屋子不大，但是媽媽把它打扮的好可愛，我覺得這是世界上最漂亮的房子。”

2）插值

對于空間任何一點的g?（x，y），每個θ 對應不同的l，在積分過程中投影線l 又隨θ 角變化，因此，需要進行線性插值來獲得所需要的投影值，表達式為：

其插值示意圖如圖3 所示：

現代雷達在探測敵方目標發出預警指令，捍衛空中主權時其技術大多為恒虛警處理技術，本文在假定虛警概率為定值的情況下對飛機散射系數變化進行了檢測。假設振幅為B 的正弦信號同高斯噪聲一起輸入到中頻濾波器，包絡檢波器輸出包絡的概率密度函數服從廣義瑞利分布：

圖3 插值示意圖

3）積分

插值后可對角度進行積分，就會得到目標的仿真圖像，公式如下：

2.2 隱身飛機的SAR 仿真結果

本文使用的SAR 成像仿真代碼是B-P 成像算法，成像中心頻率為10 GHz，天線俯仰角為15°，天線距目標距離為3 m，其形成圖像如圖4 所示：

圖4 國外某新型飛機SAR 仿真圖像

為模擬飛機在不同狀態下的SAR 仿真圖像，在實驗過程中，在隱身飛機的飛機頭部置換材料進行仿真，從而模擬飛機在出動多次導致頭部側面涂敷材料經多次飛行剝落的情況，并對其進行仿真，其仿真圖像如圖5 所示：

圖5 國外某新型飛機SAR 仿真圖像（損傷）

飛機在頭部受損的情況下可以看出隱身飛機的頭部亮度特別大，表明其涂敷材料剝落的地方散射點的強度特別大，結果與預想結果一致。

2.3 散射中心點分布狀況

目標多散射中心模型的原理是將目標電磁散射的總量等效為目標各散射中心的電磁散射之和。在高頻區，通常講的散射中心就是指這些局部散射源，將SAR 成像結果進行散射點的距離方位向進行提取，并利用顯像軟件表示出飛機完好與受損部分的散射相對變化系數，如圖6、圖7 所示：

圖6 散射點的距離方位圖像（正常）

圖7 散射點的距離方位圖像（損傷）

散射點分布狀況表明在機頭受損部位散射點幅度變大，范圍比較密集，同時在機頭受損部位散射系數的變化不僅密集而且相對變化系數較高，表明隱身飛機在多次飛行涂敷材料剝落的情況下，會對其隱身效果造成較大的影響。

3 評估研究

3.1 散射系數模型

現代雷達在探測隱身目標時，抓住目標特性這一重點，大大提高了雷達發現敵方目標的概率，現在對能表征目標特性的散射系數進行建模：

如圖1 所示，從不同的探測角度測得目標的RCS 值差異明顯，其從小到大的順序依次為頭向、尾部、背腹部。

則所接收到的能量Pr與目標后向散射系數σ0有直接比例關系，即

其次，回波信號的功率與幅度B 存在以下關系：

對上式進行快速傅里葉逆變換，并將l=ycosθxsinθ 代入上式：

3.2 目標檢測分析

麻醉誘導使用咪達唑侖2 mg，丙泊酚1～2 mg/kg、枸櫞酸芬太尼2～2.5 μg/kg、順式阿曲庫銨0.15 mg/kg靜脈注射，插入喉罩后吸入1.5～2.0%七氟烷，泵注瑞芬太尼0.1～0.15 μg/(kg·min)，并間斷追加羅庫溴銨維持麻醉。所有患者術后均接受經靜脈患者自控鎮痛(patient controlled intravenous analgesia，PCIA)，配方為酒石酸布托啡諾8～12 mg，生理鹽水稀釋至100 ml，以2 ml/h的速度注入靜脈。若術后24 h內患者靜息狀態下VAS評分>3分，則采取補救鎮痛措施，靜脈注射50 mg氟比洛芬酯。

該信號的信噪比為：

翠姨越來越瘦了，哥哥去到外祖母家看了她兩次，也不過是吃飯，喝酒，應酬了一番。而且說是去看外祖母的。在這里年青的男子，去拜訪年青的女子，是不可以的。哥哥回來也并不帶回什么歡喜或是什么新的憂郁，還是一樣和大家打牌下棋。

3.3 仿真與分析

根據飛機不同狀態下散射系數變化值不同，運用檢測方法來探測散射系數變化對雷達檢測的影響率，在一定的變化范圍之內飛機是可以再次進行出動的，可以有效形成連續的戰斗力，否則的話就需要對飛機進行維護，將散射相對變化系數代入上述模型，繪制出一定虛警概率下發現概率與散射系數變化關系，如圖8 所示：

圖8 不同散射變化系數下的發現概率

從仿真結果來看，在一定的虛警概率下，隨著信噪比的增大，發現概率不斷增大。在同一信噪比的情況下，發現概率隨散射系數增大而增大，在達到12 dB 時，散射系數變化為5 時發現概率基本接近1。為更好地說明在同一信噪比的條件下散射系數與發現概率之間的關系，繪制表4 如下所示：

這么一追，竟然穿過了谷底的沼地，發現了潮濕苔癬上的一些腳印。這不是他自己的腳印，他看得出來。一定是比爾的。不過他不能停下，因為母松雞正在向前跑。他得先把它捉住，然后回來察看。

無論何種原因導致的PEI，PERT均是首選治療方法。PERT的作用是通過在進食時補充胰酶，以幫助營養物質的消化，有利于改善消化道癥狀、提高生活質量、糾正營養不良[35-38]。

表4 不同信噪比下散射系數與發現概率的數據對比

由表4 可以看出在同一散射系數下，隨著信噪比的增大，發現概率也增大；在同一信噪比的情況下，散射系數越大，發現概率越大，為保證隱身飛機遂行作戰任務的能力，需對散射系數變化大于5 的地方進行檢查維護。

BVAC.N99D型真空主斷路器是單極交流真空斷路器，該部件有三個主要的組成部分：①高壓電路部分。②地隔離的絕緣部分。③電空機械裝置和低壓電路部分。主要部件如圖1所示：

4 結論

本文利用SAR 雷達成像技術對隱身飛機進行成像，通過對比不同狀態下的SAR 成像，以及不同成像形成的散射強度，快速判斷出隱身飛機的損傷部位，進行高效維護，對連續遂行作戰任務，形成持續戰斗力有重要的軍事意義。