龙勃透镜在军事领域中的应用

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。

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。

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。

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。

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，提升战场生存机率。

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）。

(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。

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。

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。