趋肤效应可用于隐身技术
毕业已多年,原当初就没有真正的学《电动力学》,稍微留下的一些概念也都还给了老师,因此,我对其中少量的内容只能是断章取义,由此得出的一些结论免不了出现错误。
从《电动力学》中关于电磁波传播的内容可知:高频电磁波在理想介质中传播时,电磁波的能量没有损失;高频电磁波辐射到理想导体的表面时,电磁波被全部反射回去,其能量没有损失,且遵从反射定律。
高频电磁波辐射到实际的金属导体的表面时,电磁波大部被反射回去,其能量损失较少,亦遵从反射定律。雷达就是通过接收金属外壳的飞机、导弹表面的反射波来探知这些飞行物的飞行轨迹。
高频电磁波辐射到金属导体的表面时,电磁波大部被反射回去,有小部分进入导体内部,进入导体的电磁波转化成焦耳热消耗掉。电磁波的频率越高、导体的电导率越大,电磁波进入导体的深度越小,这就是高频交流电的“趋肤效应”。趋肤效应中,对于良导体,其趋肤深度δ=√2/(ωμσ)。
高频的趋肤效应使导体的有效截面减小,由此我们在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线,或用铜包铝、铜包铁技术以节约铜材,这都是趋肤效应的应用,其应用还有很多,这里不再赘述。
如果我们换一种思维方式,基体是金属铜或铝等良导体,表面涂或镀一层电导率小的材料,当频率一定的高频电磁波辐射到其表面时,趋肤深度增大,透入导体的电磁波的分量增加,即转化为焦耳热的能量增加,而被反射电磁波的能量减少。
当涂或镀材料的电导率很小,涂或镀层厚度接近或达到趋肤深度时,可以使辐射到其表面电磁波反射量很少,大部分进入导体内,转化为焦耳热消耗掉。
由此设想,我们给金属外壳的飞机、导弹表面涂或镀一层电导率小的材料,那么主动雷达发射来的高频电磁波将会有大部分被吸收掉,少部分被反射,当反射电磁波的场强小于接收雷达的灵敏度时,对接收雷达来说为不可见,即实现了飞机、导弹的隐身。
涂或镀的材料既要满足隐身性能,还应保证飞机或导弹外壳的强度要求,可否镀电导率小的镍或镍的合金,还是选用新型的碳纤维材料,这需要进一步的实验和理论证明,这是我所不能的。
在此仅提供了一个设想,是否可行有待进一步论证。欢迎拍砖。