國產有源相控陣雷達突破這個關鍵技術 重量更輕 性能更好
國產新型有源相控陣雷達,注意它采用了薄型天線
近日看航空公眾號介紹航空工業607所發展歷程,在相關文章之中出現國產新型有源相控陣雷達,并且首次公開這種雷達采用了“薄型有源相控陣天線”,有效提高國產作戰飛機作戰能力。
外界認為這種薄型有源相控陣天線應該是常說的瓦片型有相控陣天線。眾所周知,有源相控陣天線主要由T/R模塊組成,因此T/R模塊水平好壞直接決定著天線和雷達性能高低。早期T/R模塊體積和重量相對較大,號稱磚塊式,只能采用疊加辦法安裝在天線上面,導致有源相控陣天線重量迅速上升。由于天線安裝在機頭內部,距離飛機重心較遠,產生力矩非常大,影響飛機飛行狀態和姿態。當年F-15C戰斗機加裝APG-62V2有源相控陣雷達,由于機頭重量增加較多,不得不在機尾再增加數百公斤配重,從而降低飛機飛行性能。
隨著微電子技術發展,多功能芯片、3D封裝等先進技術運用,新一代T/R模塊研制成功。它的體積和重量比上一代T/R模塊迅速降低,由于它的尺寸更小,所以外界形象稱之為瓦片式,瓦片式T/R模塊可在雷達天線上進行高密度安裝,同樣尺寸和重量下安裝更多模塊,或者同樣探測性能,天線重量更低。當然這樣高密度層疊結構天線需要解決射頻信號垂直互聯、電磁兼容、散熱等諸多技術難題,對于雷達研制水平要求極高。國產新一代機載有源相控陣雷達采用薄型天線,表明中國相關單位已經突破了這些技術,為國產作戰飛機火控雷達升級換代打下了堅實的基礎。
國產作戰飛機機頭空間比較大,殲-20、殲-16戰斗機的機載雷達天線孔徑接近1米,殲-10則超過700毫米,而梟龍戰斗機雷達天線孔徑也有600毫米左右。對于機載有源相控陣雷達來講,同樣技術條件下,天線孔徑越大,T/R模塊數量越多,雷達功率越大,探測性能越好。殲-16機載有源相控陣雷達天線T/R模塊可以超過2000個,這樣雷達可以提供4KW平均功率,相比較之下現在機械掃描雷達平均功率只有數百W,差距甚大。當然T/R模塊數量越多,雷達重量也就越大,如果仍然采用早期磚塊式T/R模塊,雷達重量會迅速上升,國產戰斗機可能不得不像F-15C戰斗機那樣,在機尾增加配重,從而影響飛機飛行和機動性能。而相關單位突破瓦片式T/R模塊之后,機載有源相控陣雷達重量得到有效控制,飛機增加的重量在可控范圍之內,不需要在機尾增加配重,這樣就為國產戰斗機普及有源相控陣雷達創造了有利條件。
國產KLJ-7A機載有源相控陣雷達采用三面陣
國產JY-300無人機采用了更加先進的保形天線
從2018年珠海航展來看,國產機載有源相控陣雷達還在向前進一步發展,例如采用了側視陣,讓戰斗機具備側向探測能力,從五代隱身戰斗機發展來看,它的側向RCS要大于正向RCS,所以對方攻擊可能從側面發起,所以讓戰斗機具備側向探測能力非常重要,另外采用了保形陣,它與機身結構、蒙皮融為一體,可以擴展天線孔徑,增加雷達探測距離。