基于SAR 成像对隐身飞机维护的评估*

韩昊鹏，李长飞，罗俊杰，谷昊东

（空军95417 部队，西藏 日喀则 857000）

0 引言

随着世界经济与军事科技的发展，空战场制空权的争夺已变为战场最主要的争夺点，成为促进各国航空器迅速发展的主推力量，隐身飞机的研制与装备是其最突出的代表作之一。

紫薇是我国夏季重要的观花树种，因此在复色紫薇栽培过程中，花性状的重要性明显高于生长性状，而生长性状也是促进花性状充分表现的基础，在花性状不受到显著影响的情况下应该适当兼顾[11]。根据以上原则，我们应采用两次叶面肥的追肥方法，基肥采用拌土方式施用均衡肥料，展叶期以高钾肥料追肥，花期以高磷或均衡营养肥料追肥，适当提早花期追肥时间能够获得较好的效果。

隐身飞机作为已装备各国的杀手锏，可利用其优秀的突防能力和攻击能力、高机动性等遂行各种军事作战任务，达到其战略目的。例如以美国为首的北约组织，在发动的局部战争中依靠隐身飞机的作战优势，对敌对国的重要战略目标、军事设施进行袭击，取得了令世人惊讶的战果，达到了战略目的。隐身飞机作为高精尖武器，逐步成为各国军事研究机构的研究重点及热点，其优良的作战性能必将对军用航空装备和空中作战方式产生重大影响。

但同时隐身飞机的维护问题随之而来，隐身性能的好坏取决于其外表涂层的完好程度，现阶段隐身飞机图层易老化，抵抗能力弱的特点被无限放大，维护防护的结果更难，如何做到在战时进行有效维护，并使其保证基本的作战效能是各国的研究重点。文献［3］指出利用雷达成像对地面隐身飞机进行探测，文献［5］指出利用电磁散射特性进行目标SAR图像仿真。本文在对隐身飞机的SAR 仿真成像的基础上分析散射系数变化与雷达发现概率之间的关系，进一步降低隐身飞机的损伤率，并进行有效的维护，对提高隐身飞机参战率具有重要的军事价值。

1 隐身机理分析

隐身性能对于现代军用飞机特别是战斗机来说具有重要的意义，不仅可以降低其作战损失、提高生存率，同时也是打击敌人防空目标，摧毁敌人防空力量获取制空权的有效手段。

BP 成像算法处理步骤如下：

本文利用实验室电磁仿真软件FEKO 计算了不同目标不同波段的全空域静态RCS 数据库。

图1 两种型号的飞机静态RCS 数据库色标图

假设雷达波束照射物体有效面积为A，只研究回波功率与散射系数的关系可将其他量简化为：

选取中值、均值、极大值、极小值4 种统计参数分析飞机头部、侧面、尾部的RCS 特性，如表1～表3 所示。

提高系统暂态稳定性的柔性直流受端电网故障穿越策略整定//于钊,李兆伟,张怡,谭真,贺静波,崔晓丹,等//(22):78

表1 两种型号飞机头部区域RCS 的统计参数（单位：dBsm）

表2 两种型号飞机侧面区域RCS 的统计参数（单位：dBsm）

表3 两种型号飞机尾部区域RCS 的统计参数（单位：dBsm）

2 隐身飞机的SAR 成像仿真

2.1 SAR 成像算法原理

卷积反投影（B-P）算法是通过在一定角度下观察得到的数据，重建目标的三维反射率分布在平面上的投影，表达式为：

由式（10）和式（11）可得：

（3）信息共享化。将BIM技术应用于建筑工程项目管理中，可以从建筑工程项目设计始，至建筑工程项目完成均可以通过计算机技术模拟，甚至是建筑项目工程的废弃拆除全过程，利用BIM技术能够将建筑工程项目全过程实现在业主方、施工方等多方信息共享，对提升建筑工程施工决策的科学化水平具有积极的现实意义。

式中pθ（l）为沿l 分布的投影值，k 为空间频率，gˆ（x，y）是空间估计函数，其数据处理结果如图2 所示：

图2 数据处理图像

本研究发现老年H型高血压患者心-踝指数及颈动脉中层内膜厚度显著增高，且动脉硬化与高Hcy呈相关性；患者动脉硬化程度明显增加，预示患者发生脑卒中风险及心血管疾病风险明显增高，做到对其病情早期评估及干预能够改善预后，提高患者生活质量及生活水平。

两种飞机静态RCS 比较小的是国外某新型飞机，虽然国外某新型飞机的体积和表面积较大，但在外形设计方面（气动布局）具有一定的隐身性能，因此，其静态RCS 最小，这表明隐身飞机的隐身性能与其气动布局的设计有很大关系。

1）快速傅里叶变换（IFFT）

对k 进行离散化，令k=Bn/N，式中N 是频率步进的点数，在将投影线l 进行离散化，最后进行傅里叶变换。

嘉琪的爸爸是一名大货车司机，妈妈在一家服装厂上班，一家人过着幸福简单而快乐的生活。但好景不长，在嘉琪7岁那年她的爸爸因车祸离开了人世，妈妈不得已变卖了家里的房产维持生计，带着她搬进了广州中山城中村，住在一间仅30平米的小房子里，月租300元。嘉琪说：“虽然屋子不大，但是妈妈把它打扮的好可爱，我觉得这是世界上最漂亮的房子。”

2）插值

对于空间任何一点的gˆ（x，y），每个θ 对应不同的l，在积分过程中投影线l 又随θ 角变化，因此，需要进行线性插值来获得所需要的投影值，表达式为：

其插值示意图如图3 所示：

现代雷达在探测敌方目标发出预警指令，捍卫空中主权时其技术大多为恒虚警处理技术，本文在假定虚警概率为定值的情况下对飞机散射系数变化进行了检测。假设振幅为B 的正弦信号同高斯噪声一起输入到中频滤波器，包络检波器输出包络的概率密度函数服从广义瑞利分布：

图3 插值示意图

3）积分

插值后可对角度进行积分，就会得到目标的仿真图像，公式如下：

2.2 隐身飞机的SAR 仿真结果

本文使用的SAR 成像仿真代码是B-P 成像算法，成像中心频率为10 GHz，天线俯仰角为15°，天线距目标距离为3 m，其形成图像如图4 所示：

图4 国外某新型飞机SAR 仿真图像

为模拟飞机在不同状态下的SAR 仿真图像，在实验过程中，在隐身飞机的飞机头部置换材料进行仿真，从而模拟飞机在出动多次导致头部侧面涂敷材料经多次飞行剥落的情况，并对其进行仿真，其仿真图像如图5 所示：

图5 国外某新型飞机SAR 仿真图像（损伤）

飞机在头部受损的情况下可以看出隐身飞机的头部亮度特别大，表明其涂敷材料剥落的地方散射点的强度特别大，结果与预想结果一致。

2.3 散射中心点分布状况

目标多散射中心模型的原理是将目标电磁散射的总量等效为目标各散射中心的电磁散射之和。在高频区，通常讲的散射中心就是指这些局部散射源，将SAR 成像结果进行散射点的距离方位向进行提取，并利用显像软件表示出飞机完好与受损部分的散射相对变化系数，如图6、图7 所示：

图6 散射点的距离方位图像（正常）

图7 散射点的距离方位图像（损伤）

散射点分布状况表明在机头受损部位散射点幅度变大，范围比较密集，同时在机头受损部位散射系数的变化不仅密集而且相对变化系数较高，表明隐身飞机在多次飞行涂敷材料剥落的情况下，会对其隐身效果造成较大的影响。

3 评估研究

3.1 散射系数模型

现代雷达在探测隐身目标时，抓住目标特性这一重点，大大提高了雷达发现敌方目标的概率，现在对能表征目标特性的散射系数进行建模：

如图1 所示，从不同的探测角度测得目标的RCS 值差异明显，其从小到大的顺序依次为头向、尾部、背腹部。

则所接收到的能量Pr与目标后向散射系数σ0有直接比例关系，即

其次，回波信号的功率与幅度B 存在以下关系：

对上式进行快速傅里叶逆变换，并将l=ycosθxsinθ 代入上式：

3.2 目标检测分析

麻醉诱导使用咪达唑仑2 mg，丙泊酚1～2 mg/kg、枸橼酸芬太尼2～2.5 μg/kg、顺式阿曲库铵0.15 mg/kg静脉注射，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)，并间断追加罗库溴铵维持麻醉。所有患者术后均接受经静脉患者自控镇痛(patient controlled intravenous analgesia，PCIA)，配方为酒石酸布托啡诺8～12 mg，生理盐水稀释至100 ml，以2 ml/h的速度注入静脉。若术后24 h内患者静息状态下VAS评分>3分，则采取补救镇痛措施，静脉注射50 mg氟比洛芬酯。

该信号的信噪比为：

翠姨越来越瘦了，哥哥去到外祖母家看了她两次，也不过是吃饭，喝酒，应酬了一番。而且说是去看外祖母的。在这里年青的男子，去拜访年青的女子，是不可以的。哥哥回来也并不带回什么欢喜或是什么新的忧郁，还是一样和大家打牌下棋。

3.3 仿真与分析

根据飞机不同状态下散射系数变化值不同，运用检测方法来探测散射系数变化对雷达检测的影响率，在一定的变化范围之内飞机是可以再次进行出动的，可以有效形成连续的战斗力，否则的话就需要对飞机进行维护，将散射相对变化系数代入上述模型，绘制出一定虚警概率下发现概率与散射系数变化关系，如图8 所示：

图8 不同散射变化系数下的发现概率

从仿真结果来看，在一定的虚警概率下，随着信噪比的增大，发现概率不断增大。在同一信噪比的情况下，发现概率随散射系数增大而增大，在达到12 dB 时，散射系数变化为5 时发现概率基本接近1。为更好地说明在同一信噪比的条件下散射系数与发现概率之间的关系，绘制表4 如下所示：

这么一追，竟然穿过了谷底的沼地，发现了潮湿苔癣上的一些脚印。这不是他自己的脚印，他看得出来。一定是比尔的。不过他不能停下，因为母松鸡正在向前跑。他得先把它捉住，然后回来察看。

无论何种原因导致的PEI，PERT均是首选治疗方法。PERT的作用是通过在进食时补充胰酶，以帮助营养物质的消化，有利于改善消化道症状、提高生活质量、纠正营养不良[35-38]。

表4 不同信噪比下散射系数与发现概率的数据对比

由表4 可以看出在同一散射系数下，随着信噪比的增大，发现概率也增大；在同一信噪比的情况下，散射系数越大，发现概率越大，为保证隐身飞机遂行作战任务的能力，需对散射系数变化大于5 的地方进行检查维护。

BVAC.N99D型真空主断路器是单极交流真空断路器，该部件有三个主要的组成部分：①高压电路部分。②地隔离的绝缘部分。③电空机械装置和低压电路部分。主要部件如图1所示：

4 结论

本文利用SAR 雷达成像技术对隐身飞机进行成像，通过对比不同状态下的SAR 成像，以及不同成像形成的散射强度，快速判断出隐身飞机的损伤部位，进行高效维护，对连续遂行作战任务，形成持续战斗力有重要的军事意义。