据说我军对欧美西方国家所谓的高科技有一种特殊的“白菜化”情结,只要我们军队需要,不管多高大上的技术装备,那必须安排且“白菜化”大面积铺开。
在现代海军装备中,雷达系统乃重中之重,世界各国都在奋力提升相关技术水平,而我们的福建舰则以全球首创的32面主动电子扫描数组雷达(简称有源相控阵雷达),脱颖而出。
要知道美国引以为傲的福特号也不过12面雷达系统,这足以说明我国的有源相控阵技术已遥遥领先。
那么福建舰装这么多的相控阵雷达到底有什么用?我国有源相控阵技术又是如何发展起来的?
福建舰雷达系统
要知道雷达乃现代航母的眼睛,虽说航母的威力大小与舰载机有关,但舰载机是否能发挥最大威力,则要靠雷达的帮忙。
雷达可以为舰载机提供气象保障、空中坐标,安全航信信息,还担任对空远程警戒任务,雷达就如同千里眼一样,必要时结合卫星系统的侦察数据,便可迅速锁定敌舰,进行反制打击。
而传统机械式雷达需要不断转动,探测波段单一,装在车上或者固定地面还好,但完全不适用于不断行进中的舰船和飞机,为了解决机械式雷达的缺点,相控阵雷达应运而生。
相空阵雷达通过调整天线上的不同单元发出的信号相位或者频率,瞬间就能完成雷达波束在空间中的转向,所以可以迅速捕捉到高速运动物体,火力转换快,拦截效率高。
简单来说,我们可以将它理解为由多个小雷达拼成的,能够看各个方向的大雷达系统,它不用转动即可探测非常大的视野范围,就好像昆虫动物的复眼一样。
放眼世界,如今许多国家都致力于将舰艇近防炮更换上相控阵雷达,据说美国将在福特上使用6个列阵的雷达,每个列阵有两面,总共12面。
而我们的福建号装备了32面功能各异的相控阵雷达,有远程警戒的、精密跟踪的、这些共用一套后台数据处理器,反应处理迅速要比一般的“盾舰艇”更快。
具体到雷达探测数据,由于属于军事机密,尚且无准确数据显示,不过美国AMDR雷达预估探测像是弹道导弹这样的大目标,最远距离在3000千米以上,探测小型导弹也在1500千米左右。
而比之优势满满的福建舰雷达对导弹的探测范围很有可能覆盖整个日本,并向太平洋延伸。不得不说,有了32面盾加持的福建舰不但意味着我国海军能够在实战中更加精确发现、跟踪、摧毁敌方目标,取得战场优势,更代表我国在有源相控阵技术上的崛起。
有源相控阵技术
事实上我国在有源相控阵技术的发展上并非一帆风顺,早在70年代我们便启动了相控雷达相关项目,但由于美国曾经是这一领域的佼佼者,垄断市场和技术,我们想要发展亦是举步维艰。
但是后来我国在核心材料上的突破,彻底打破这一局面。在有源相控阵雷达中,T/R组件扮演相当重要的角色。
它的一段连接天线,一段接入中频处理单元,从而构成一个完整的无线收发系统,也就是说T/R组件能够决定雷达的功率最大探测距离和对不同目标的探测能力。
一部有源相控阵雷达近6成成本都在T/R组件上,美国造一个就要数千美元,像F35上搭载的1600个T/R组件,成本近320万美元。
但是我们国家不仅将T/R组件原材料升级为低成本的氮化镓,且成功实现量产。在全自动化生产车间里,平均两分钟就可以制造出一个合格的T/R组件。
如果给一架中型战斗机装备有1000个T/R组件的有源相阵雷达,基本上大概24小时左右车间就可以顺利加工出合格的全部组件。
不仅如此T/R组件的良品率也在一个相当高的水准上,良品率提高会大大降低组件生产成本,继而有源相控阵雷达的制造成本也被缩减,这可不就是实现了高科技的“白菜化”。
于是歼16、歼20、我国的新型1130近防炮都用上了有源相控阵雷达,歼10-A,歼11B,也陆续安排上。
因此对于其他国家来说,遥不可及的有源相控阵技术,在我们看来,也就平平无奇了。当然关于说道我国有源相控阵技术到底在哪一梯队,即便不算世界第一,亦同样令人惊叹。
在2023年的世界雷达博览会上,我们参展的YLC-2E型雷达就有多个有源相控阵模块组成,理论上来说具备发现F22、F35等美式隐形战机的能力。
不仅如此我国正在服役空警200、空警500等安装的都是有源相控阵雷达,据现有资料显示,在驱赶外国军机过程中,空警500曾经成功发现F35隐身战斗机的具体位置。
这无疑说明我国有源相控阵技术已经达到一个较高水准。那有没有超过美国呢?事实上虽然我们在有源相控阵技术上取得不少成绩,但并没有后来者居上。
特别是在FPGA芯片和ADC元件领域上,这两个可以说是有源相控阵雷达中核心,且大部分被美国掌握。
前者负责执行雷达系统的信号处理任务,并行处理大量数据,能够执行特定逻辑,同时形成多个波束跟踪不同方向上的多个目标。
后者主要是将雷达由天线接收的模拟信号,转成数字信号,因为必须转成数字的形式,才能进行下一步处理分析。
ADC就是描述信号的数字代码,只有ADC足够快,分辨率高,后期处理芯片才能进行高度精确的处理。
但是美国把持着全球九成的ADC元件市场,而我们一直坚持自主独立发展,并没有选择直接进口。且由于近年来我国在有源相控技术领域不断发展,老美更是将我们视为眼中钉,肉中刺,想尽办法从各个方面遏制我方发展,自然更不会卖。
最后
不过我们国家在有源相控阵技术领域整个发展势头还是较好的,在部分领域已经超过了美国。随着一些有资质,且已经着手研发技术民营企业的加入,未来我国有源相控阵雷达领域必能达到新高度。
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