中國雷達將頂級材料技術“白菜化”,功率夠強反隱身事半功倍

 補辦的2020年珠海航展已經落幕了,這種大型防務展會防務菌自然不能缺席。因為疫情的影響,本次珠海航展的整體氣氛相比往年多少還是有點差的,但從展品的推陳出新度來看,亮點依舊不少,並沒有太令人失望。今天,北國防務也來說說航展,重點是較少被關注的外貿雷達。

提到雷達,自然要看中國雷達工業“祖庭”的電科14所,該所的雷達覆蓋陸、海、空、天,代表了我國雷達的最高水平。本次航展,14所帶來的全球首款高機動UHF反隱身雷達YLC-8E備受矚目,防務菌在航展現場也觀摩到了YLC-8E的架設和撤收場麵,羽毛球場大的金屬天線卻能快速折疊,著實震撼。

不過,YLC-8E作為YLC-8B的高機動/升級版本,這麼一個“單品”並不足以體現中國雷達的水平,它背後的材料技術細節更能展現中國雷達策馬奔騰的豪邁。

△展開狀態的YLC-8E型反隱身雷達,天線陣麵堪稱巨大

本次航展,14所推出了多波段、全譜係地麵情報雷達“靈動”家族,該家族包括YLC-8E型、SLC-7型L波段多功能地基防空雷達、YLC-18A型S波段警戒雷達、YLC-12型C波段中低空多功能雷達等產品,這4款雷達覆蓋UHF、L、S、C等波段,通過多頻段、不同譜係之間的相互搭配這個家族的整體探測能力有了質的提升。

值得注意的是,根據展會上透露的信息,“靈動”家族中的YLC-8E、SLC-7、YLC-12等雷達悉數采用第三代半導體材料,也就是我們常說的氮化镓。此外,亮相本次航展的SLC-2E武器定位雷達同樣采用了氮化镓技術。

△收起狀態的YLC-8E型反隱身雷達,集成度非常高

應該說,目前國際上采用氮化镓技術的雷達產品並不算少,但氮化镓依然可以說是目前雷達領域的前沿技術。像14所這樣直接把氮化镓技術“白菜化”,是個雷達(注意,這還是外貿雷達)就上,還是是比較“另類”的。

作為主流發展方向,氮化镓和雷達這倆名兒一起出現的頻率是相當高了。那麼,作為第三代半導體材料的氮化镓用在雷達上究竟好在哪呢?

這個問題往細了說比較複雜,但我們可以把它簡單化的進行理解。雷達的性能如何,技術體製等是重要指標,但拚到最後還是會回到能量,也就是功率指標上,對於同等技術水平的雷達更是如此。而要提升功率的話,現階段最有效的方式就是使用氮化镓T/R組件。

△首次亮相YLC-12型中低空多功能雷達,現場看其天線陣麵非常大,絕不隻是“補盲”那麼簡單

那氮化镓又是怎麼“提升”功率的呢?簡單的說,相比現有的二代半導體,氮化镓材料擁有更高的擊穿電壓,可以通過大幅提高電壓以減小電流和相應的能量損耗,T/R組件的能量利用率將會大大提升,功率自然就上去了,這個道理與我國目前使用的特高壓輸電是類似的。對於我國而言,氮化镓技術由此可以帶來如下這麼些好處:

1,同等條件下,相比現有材料更容易實現大功率,有了功率就有效率,可以直接提升雷達性能;

2,因為能量損耗減少,散熱問題相對弱化(氮化镓材料也更加耐熱),可以簡化設計;

3,雷達目前廣泛的砷化镓技術和生產仍有賴於進口,通過使用同一起跑線的氮化镓技術,可以實現關鍵技術的自主可控,甚至彎道超車。

△SLC-7型雷達據稱已經實現“軟件化”,未來改進升級非常便利

全數字有源相控陣、兩維相掃……這些先進技術體製在新型國產雷達(包括外貿型號)上都已經是標配,隨著氮化镓技術進一步應用,中國雷達的技術水平將確保走在世界前列。未來我們要做的就是通過雷達的大規模實用,讓產品更加精細化,性能更加強大。