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国产相控阵雷达突破这个关键技术 体积更小重量更轻

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国产新型有源相控阵雷达,注意它采用了薄型天线

近日看航空公众号介绍航空工业607所发展历程,在相关文章之中出现国产新型有源相控阵雷达,并且首次公开这种雷达采用了“薄型有源相控阵天线”,有效提高国产作战飞机作战能力。

外界认为这种薄型有源相控阵天线应该是常说的瓦片型有相控阵天线。众所周知,有源相控阵天线主要由T/R模块组成,因此T/R模块水平好坏直接决定着天线和雷达性能高低。早期T/R模块体积和重量相对较大,号称砖块式,只能采用叠加办法安装在天线上面,导致有源相控阵天线重量迅速上升。由于天线安装在机头内部,距离飞机重心较远,产生力矩非常大,影响飞机飞行状态和姿态。当年F-15C战斗机加装APG-62V2有源相控阵雷达,由于机头重量增加较多,不得不在机尾再增加数百公斤配重,从而降低飞机飞行性能。

F-15C战斗机换装APG-63V2之后,不得不在机尾增加配重

随着微电子技术发展,多功能芯片、3D封装等先进技术运用,新一代T/R模块研制成功。它的体积和重量比上一代T/R模块迅速降低,由于它的尺寸更小,所以外界形象称之为瓦片式,瓦片式T/R模块可在雷达天线上进行高密度安装,同样尺寸和重量下安装更多模块,或者同样探测性能,天线重量更低。当然这样高密度层叠结构天线需要解决射频信号垂直互联、电磁兼容、散热等诸多技术难题,对于雷达研制水平要求极高。国产新一代机载有源相控阵雷达采用薄型天线,表明中国相关单位已经突破了这些技术,为国产作战飞机火控雷达升级换代打下了坚实的基础。

歼-16的机载雷达应该采用了瓦片式T/R模块技术

国产作战飞机机头空间比较大,歼-20、歼-16战斗机的机载雷达天线孔径接近1米,歼-10则超过700毫米,而枭龙战斗机雷达天线孔径也有600毫米左右。对于机载有源相控阵雷达来讲,同样技术条件下,天线孔径越大,T/R模块数量越多,雷达功率越大,探测性能越好。歼-16机载有源相控阵雷达天线T/R模块可以超过2000个,这样雷达可以提供4KW平均功率,相比较之下现在机械扫描雷达平均功率只有数百W,差距甚大。当然T/R模块数量越多,雷达重量也就越大,如果仍然采用早期砖块式T/R模块,雷达重量会迅速上升,国产战斗机可能不得不像F-15C战斗机那样,在机尾增加配重,从而影响飞机飞行和机动性能。而相关单位突破瓦片式T/R模块之后,机载有源相控阵雷达重量得到有效控制,飞机增加的重量在可控范围之内,不需要在机尾增加配重,这样就为国产战斗机普及有源相控阵雷达创造了有利条件。

国产KLJ-7A机载有源相控阵雷达采用三面阵

国产JY-300无人机采用了更加先进的保形天线

从2018年珠海航展来看,国产机载有源相控阵雷达还在向前进一步发展,例如采用了侧视阵,让战斗机具备侧向探测能力,从五代隐身战斗机发展来看,它的侧向RCS要大于正向RCS,所以对方攻击可能从侧面发起,所以让战斗机具备侧向探测能力非常重要,另外采用了保形阵,它与机身结构、蒙皮融为一体,可以扩展天线孔径,增加雷达探测距离。(作者署名:小飞猪的防务观察)

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