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兵器评论:中国雷达技术再次超美,关岛被纳入探测范围,伯克舰不是对手|2023-10-06

军舰在现代化海战中的重要性不言而喻,但其要想在抵御敌军的同时,还能得心应手地反击回去,雷达必不可少。尤其是X波段舰载雷达,其拥有着良好的低空船舶舶特性,可以更好地跟踪、发现目标。再加上有源相控阵架构,雷达灵敏度将达到前所未有的地步。


《南华早报》报道称,中国研制出了“最强雷达”,探测距离高达4500公里。接下来,我们就一起了解一下,该雷达到底有何强大之处?与美国的相比,有何先进性?


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图解:美国AN/FPS-85雷达,体型巨大,输出功率达到30兆瓦


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 最强雷达面世:20多层楼高




当年,美国F-16战机装备的AN/APG-66脉冲多普勒雷达,一度让我国羡慕不已,据资料显示,该雷达能够极大程度上对目标进行快速分辨,不仅拥有良好的下视能力,全向探测能力也不容小觑。


不过,经过数年深入研究,我国已经成功拥有先进的机载雷达。这之后,我国继续攻克舰载雷达,《南华早报》报道称,中国正在研发一种由数万个发送/接收组件构成的新型舰载有源相控阵雷达,一旦面世,将超越美国成为全球“最强雷达”。



一款真正能成为战舰搭载的雷达,不仅体型大,连功率也极为庞大。


在此之前,美国AN/FPS-85雷达被视为最强雷达,其长度达到惊人的97米,高度达到44米,占地面积23000平方米,总体积70792立方米。此外,该雷达功率也相当高,在所有组件全部运作的情况下,功率可飙升到30兆瓦。


通常情况下,能达到30兆瓦的脉冲电磁信号,足以干扰探测范围内所有军舰的电子设备,可想而知,AN/FPS-85雷达战斗力将多恐怖。


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(图解:中国军工企业造出了成本较低的功率放大芯片)


只是,体型过大,随之也会带来很多技术难题,比如说如何将大型雷达搬上舰?如何解决军舰运行起来超负荷的问题?要知道,电源系统、电容器再加上一些其他组件,其加起来的总重量将超过1,这无疑是普通军舰难以承载的。


因此,不少国家都纷纷加速找寻新型材料,反观我国,基于5G技术优势,另辟蹊径,大胆尝试将大功率雷达小型化,就目前取得的进展而言,这一发展思路是对的。


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 指尖大小,功率却大到不可思议




《南华早报》还称,想要将大功率雷达小型化,有一个东西必不可少,那就是功率放大芯片。其实,单从名称上我们也能大致猜出其功能,即以更小的尺寸,释放尽可能大的功率。


所以,这一手指尖大小的芯片,足以释放出2.4千瓦X波段雷达射频信号。


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(图解:氮化镓属于半导体核心材料,是氮和镓的化合物,而中国是全球领先的镓供应商)


《固态电子研究与进展》详细揭示了这一芯片的研制过程,从中不难发现,科研人员在研制过程中用到了氮化镓技术


氮化镓属于一种半导体材料,具备导热系数高、抗辐射能力强、击穿电压高等特点,与过去使用的传统硅基材料相比,氮化镓更适用于此类轻量化电子产品。


就这样,在氮化镓的作用下,有源相控阵雷达中每一个发射/接收组件,都能够释放出更大功率,根据文章内容,升级后的雷达传输功率整整比过去增加了2200瓦。


还有一点需要强调,那就是通过功率放大芯片,有源相控阵雷达的探测距离会大幅提升


按照雷达工作距离公式计算,工作距离将于发射功率的四次方根成正比,所以,当发射功率每提高100倍,雷达工作距离就会增加3倍。


以歼-10CE战机为例其现在搭载的雷达探测距离为200公里,若是更换成新型有源相控阵雷达后,探测距离将会变成600公里。这放在现代化空战中,无疑是极具作战优势的。


同理,放在舰船上也是一样,甚至探测距离会增加更多,毕竟舰船不像战机那样,会因为散热等问题而导致探测距离被削弱。


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图解:采用功率放大芯片的雷达,探测距离能达到4500公里


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 4500公里,关岛被纳入探测范围




负责研发功率放大芯片的人员还介绍称,采用这一芯片的舰载雷达,探测距离至少可以达到4500公里,直接将整个关岛覆盖在内。


何况,我国还拥有着055大驱这样的强大军舰,其态势感知能力本身就强,若是加上功率放大芯片,那最终将强强联合,让数千公里内的所有目标都躲无可躲,敢冒头就直接锁定。


但是,我们在看到先进的同时,也应该看到其背后隐藏的大量技术难题。因为当数以万计这样的芯片无缝协同工作时,产生的巨大电磁波很容易导致电子泄漏。


好在,工作人员及时找到解决办法,他们先是考虑在芯片中增加铝,以此来防止电子泄漏,但后来发现,铝加少了,解决不了问题,加多了又会导致芯片峰值功率下降,于是,科研人员不停地探寻新材料,并重新设计栅极,最终实现雷达信号功率持续稳定。


科研人员还称,相比于传统雷达,新芯片能够一直保持在安全阈值的温度中,不会受到热应力干扰


正因如此,中国电科高级工程师胡燕生认为,这种先进技术,在未来实际运用中,将拥有相当光明的发展前景


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图解:除了相控阵雷达技术,中国在磁信号处理器DSP技术上,也处于领先水平


实际上,除了这类功率放大芯片技术,我国在雷达领域,还占据了其他一些技术上的优势,如磁信号处理器DSP技术


DSP”是数字信号处理的英文首字母缩写,我们也能将该技术简单理解为强大的信号处理手段,可更快、更精准地采集、滤波、增强、压缩、识别信号。


雷达,是一种利用电磁波探测目标的电磁设备,可想而知,该技术将可以通过对信号高质量、高效率的处理,进一步增强雷达探测能力。


当然,除了雷达,无人机、声呐等各种需要信息处理的设备,都将无一例外地使用到磁信号处理器DSP技术


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 核航母还未面世,配套雷达已就位




专家认为,采用了功率放大芯片的有源相控阵雷达,未来可以被装在大型军舰或者是大型军机上,比如采用核动力的军舰、运-20或是由运输机改装的预警机


而且,当新雷达完成安装后,军舰与飞机的探测能力和机动部署能力都会变得更强大。


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(图解:上海江南造船厂公布的005号航母概念图


有心人士提出疑问,既然新雷达更适用于核动力军舰,那是否意味着其今后可以登上核动力航母?单就上述言论来看,是有一定可能的。


核动力航母一直是军迷们最关注的舰船,此前,江南造船厂刚发布舷号20”的核动力航母构想图,下一秒就引起热议,大家纷纷猜测中国可能很快就要进入核航母时代。


与之一同被讨论的,还有可能安装的一些设备与舰载机。在很多人看来,若是中国真的打造核航母,那电磁弹射器与歼-35登舰可能性会非常大。


此外,还有上述提及的新型有源相控阵雷达有了该装备,我国航母编队战斗力会更加强悍。若是再配合一些超一流反舰导弹,那释放出来的威慑力,将达到空前程度。


通过以上内容,我们能够推断出,未来中国不光在氮化镓原材料上占据优势,还能够利用材料优势,推出功率放大芯片一类的先进技术和设备,这也预示着,中国舰船与飞机上的雷达,会越做越小、探测距离越来越远,性能越来越强大。


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图解:阿利·伯克级收件“杰克·卢卡斯”号,采用了宛如大锅一样的SPG-62火控雷达


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 在中国面前,美军最新伯克舰过时了




美国现在正在不断推出新型阿里·伯克级驱逐舰,其作为各种“黑科技”的集合体,自然也被拿来与中国军舰做对比。


阿利·伯克级驱逐舰首舰为“杰克·卢卡斯”号,数月前已经完成交付,但可能准备过于仓促,所以在交付时连水兵都没有凑齐,专家猜测,其极可能到10月以后才能达到满员状态。


从已传出的图片中可以看到,“杰克·卢卡斯”号采用了祖传的SPG-62火控雷达,该装备对于其他国家来说,自然具备较强威慑力,可面对中国雷达时,我们就只能送上一句“遗憾”。


且不论我国是否已经装上最新采用功率放大芯片的有源相控阵雷达,单就055大驱的双波段雷达来说,对方的SPG-62火控雷达已经有些“过时”


因此,毫不夸张地说,我国的确在雷达领域,做到了世界领先。


结语:对于中国研发的采用功率放大芯片的新型有源相控阵雷达,大家还有什么了解的吗?欢迎在评论区留下您的看法和故事。

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