氮化镓器件让055驱逐舰拥有当今威力最大的雷达

  简介:055型导弹驱逐舰可能会配备数字阵列雷达、GAN器件,这样可以有效的增强舰载雷达的探测能力,可以为航母编队提供更为强大的防空屏障

  

氮化镓器件让055驱逐舰拥有当今威力最大的雷达

 

  这个小东西将会让国产雷达的性能大增

  

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  055型导弹驱逐舰想像图,它将拥有当今威力最为强大的舰载雷达

  前不久,国内相关单位公开展出了氮化镓微波器件(GAN芯片),它具备功率大、环境适应性好等优点,可以用于雷达、电子战及通信系统等多种环境。

  目前中国海军正在设计、建造的055型驱逐舰,它配备的有源相控阵雷达可能将配备GAN器件,这样055型驱逐舰将会拥有当今最具威力的舰载雷达。

  根据雷达探测距离公式,决定雷达探测距离有两个参数:天线孔径和功率,因此为了提高雷达的探测距离,研制者都会想方设想来提高雷达天线孔径和功率,当年美苏反导条约专门对双方反导雷达的这两个参数进行了限制,美国海军最新的伯克F3构型,它采用了AMDR有源相控阵雷达替代此前的SPY-1,其天线孔径就由后者的3.66米增加到4.27米,以提高雷达的探测距离。

  按照美国人的规划,伯克F3构型雷达天线的尺寸都不够理想,为了对付新世纪三高目标(高隐身、高机动性能和高超音速)目标,美国海军原来更加依赖CGX巡洋舰,它的天线孔径尺寸超过了6米,CGX因为成本和费用太高而下马,不过美国海军还是想办法把新一代有源相控阵装备在了福特 级航母上面,以弥补大孔径雷达数量上的不足。

  

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  伯克级F3构型增加了雷达天线 孔径

  

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  美国人的眼中的目标舰是-CGX,DDG-1000已经够大了,而CGX则是DDG-1000的放大版

  从海外的资料来看,055型驱逐舰的排水量已经达到甚至超过1万吨,相比较之下伯克级F3构型大约在9500吨左右,水面舰艇越大,就可以配备更大孔径的天线,因此055型驱逐舰雷达天线孔径肯定会大于伯克级F3构型,日本的爱宕级和韩国的KDX-3虽然都是满载排水量超过万吨级宙斯盾舰艇,但是它们配备的都是SPY-1系列雷达,所以雷达天线孔径要小于055型驱逐舰。

  功率是雷达所重视另外一个指标,这个指标讲起来容易做起来,它需要相关器件能够承受住大功率微波辐射所带来高电压、大电流、大插损以及散热方面带来的设计问题以及 可靠性等一系列问题。目前各国有源相控阵雷达多采用砷化镓器件,这种器件虽然具备具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点,但是它的缺点就是导热性能低、击穿场强小,这样就限制它的发射功率, 尽管多芯片功率合成可以实现大功率,但由于器件的阻抗太低,进行内匹配和功率合成的难度很大;G a N是高电子迁移率晶体管(H E MT),而且其宽禁带特点决定它可以承受更高的工作结温、更高的击穿场强、更高的电子饱和速度、更高的功率密度,作为大功率应用,G a N的热导率是G a As的3倍,能有效改善器件的散热特性,从而使器件的冷却系统大为简化,并且能够实现高工作电压;从电路应用角度看,G a N功率器件的应用,使阻抗匹配容易实现,功率合成的结构简化,从而大大降低系统结构的复杂度,也就降低了制造成本,并且简化的系统结构还有助于提高可靠性。

  

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  国内厂家已经可以稳定提供GAN器件(http://www.hbmmc.com/PDF/2014PDF/06-GaN.pdf)

  另外中国还研制成功数字阵列雷达技术,如国产空警500预警机就采用这样的技术,它采用直接数字合成、数字波束形成和数字收/发单元技术,这样就避免了采用大量线缆和联接件,降低了雷达的重量和损耗,同时还增强了雷达探测精度,减少了成本和费用,增加了可靠性,因此数字阵列雷达可以看作是未来雷达发展的一个主要方向。

  

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  空警500采用了数字阵列雷达技术

  这样055型导弹驱逐舰配备数字阵列雷达、采用GAN器件,这样就可以得到更大的功率,加上较大的天线孔径,这样就可以得到可观的孔径*功率乘积,从而有效的增强雷达的探测距离,同时雷达的多目标、多用途性能也可以得到较大的提高,与伯克F3构型相比,由于它具备更大的天线孔径,因此探测距离更强,所以它的探测距离更强。能够覆盖更多的空域,监控更多的目标,另外强大的雷达也将让055型导弹驱逐舰具备更好的反导能力,目前有消息说美国有可能针对中国海军的航母编队发展反舰弹道导弹、高超音速巡航导弹,这样对于中国海军水面舰艇来说,不仅要提高防空能力,还要具备强大的反导能力,而性能先进的雷达显然必不可少。

  055型导弹驱逐舰将会是中国海军航母编队的护卫舰,所以强大的雷达将让055型导弹驱逐舰为中国海军航母编队垒起坚固的防空屏障。

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