中国雷达将顶级材料技术“白菜化”,功率够强反隐身事半功倍

中国雷达将顶级材料技术“白菜化”,功率够强反隐身事半功倍
2021年10月08日 18:15 贞观防务

补办的2020年珠海航展已经落幕了,这种大型防务展会防务菌自然不能缺席。因为疫情的影响,本次珠海航展的整体气氛相比往年多少还是有点差的,但从展品的推陈出新度来看,亮点依旧不少,并没有太令人失望。今天,北国防务也来说说航展,重点是较少被关注的外贸雷达。

提到雷达,自然要看中国雷达工业“祖庭”的电科14所,该所的雷达覆盖陆、海、空、天,代表了我国雷达的最高水平。本次航展,14所带来的全球首款高机动UHF反隐身雷达YLC-8E备受瞩目,防务菌在航展现场也观摩到了YLC-8E的架设和撤收场面,羽毛球场大的金属天线却能快速折叠,着实震撼。

不过,YLC-8E作为YLC-8B的高机动/升级版本,这么一个“单品”并不足以体现中国雷达的水平,它背后的材料技术细节更能展现中国雷达策马奔腾的豪迈。

△展开状态的YLC-8E型反隐身雷达,天线阵面堪称巨大

本次航展,14所推出了多波段、全谱系地面情报雷达“灵动”家族,该家族包括YLC-8E型、SLC-7型L波段多功能地基防空雷达、YLC-18A型S波段警戒雷达、YLC-12型C波段中低空多功能雷达等产品,这4款雷达覆盖UHF、L、S、C等波段,通过多频段、不同谱系之间的相互搭配这个家族的整体探测能力有了质的提升。

值得注意的是,根据展会上透露的信息,“灵动”家族中的YLC-8E、SLC-7、YLC-12等雷达悉数采用第三代半导体材料,也就是我们常说的氮化镓。此外,亮相本次航展的SLC-2E武器定位雷达同样采用了氮化镓技术。

△收起状态的YLC-8E型反隐身雷达,集成度非常高

应该说,目前国际上采用氮化镓技术的雷达产品并不算少,但氮化镓依然可以说是目前雷达领域的前沿技术。像14所这样直接把氮化镓技术“白菜化”,是个雷达(注意,这还是外贸雷达)就上,还是是比较“另类”的。

作为主流发展方向,氮化镓和雷达这俩名儿一起出现的频率是相当高了。那么,作为第三代半导体材料的氮化镓用在雷达上究竟好在哪呢?

这个问题往细了说比较复杂,但我们可以把它简单化的进行理解。雷达的性能如何,技术体制等是重要指标,但拼到最后还是会回到能量,也就是功率指标上,对于同等技术水平的雷达更是如此。而要提升功率的话,现阶段最有效的方式就是使用氮化镓T/R组件。

△首次亮相YLC-12型中低空多功能雷达,现场看其天线阵面非常大,绝不只是“补盲”那么简单

那氮化镓又是怎么“提升”功率的呢?简单的说,相比现有的二代半导体,氮化镓材料拥有更高的击穿电压,可以通过大幅提高电压以减小电流和相应的能量损耗,T/R组件的能量利用率将会大大提升,功率自然就上去了,这个道理与我国目前使用的特高压输电是类似的。对于我国而言,氮化镓技术由此可以带来如下这么些好处:

1,同等条件下,相比现有材料更容易实现大功率,有了功率就有效率,可以直接提升雷达性能;

2,因为能量损耗减少,散热问题相对弱化(氮化镓材料也更加耐热),可以简化设计;

3,雷达目前广泛的砷化镓技术和生产仍有赖于进口,通过使用同一起跑线的氮化镓技术,可以实现关键技术的自主可控,甚至弯道超车。

△SLC-7型雷达据称已经实现“软件化”,未来改进升级非常便利

全数字有源相控阵、两维相扫……这些先进技术体制在新型国产雷达(包括外贸型号)上都已经是标配,随着氮化镓技术进一步应用,中国雷达的技术水平将确保走在世界前列。未来我们要做的就是通过雷达的大规模实用,让产品更加精细化,性能更加强大。

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