在二十多年前，基于先進半導體射頻功放元件的有源電子掃描陣列雷達，簡稱為AESA相控陣雷達，曾經(jīng)是我軍可望而不可求的先進裝備。我國雖然在上世紀七十年代就研發(fā)了7010戰(zhàn)略預警雷達，也采用了相控陣體制，但是這部雷達使用行波管射頻功放，體積巨大、能耗極高，不適合裝備到飛機和艦船上。

直到十幾年前，我國的軍用半導體技術(shù)獲得突破，AESA雷達才在我三軍中普及開來。如今我國空軍新生產(chǎn)的戰(zhàn)斗機幾乎都用上了AESA雷達，海軍艦艇和陸基防空系統(tǒng)也普遍用上了AESA雷達，而且隨著民營企業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)元器件越來越成熟，甚至很多民用雷達也開始使用AESA體制。有網(wǎng)友感嘆說，AESA在我國終于“白菜化”了。

不過，我們的軍工科研人員并沒有止步，而是在不停地攀登世界雷達技術(shù)的最高峰。根據(jù)香港《南華早報》最近的報道，我國科研期刊《固態(tài)電子研究與進展》上個月發(fā)表的一篇論文透露了我國在軍用相控陣雷達領(lǐng)域的新進展。這篇論文是由中國電子科技集團（CETC）某研究所的高級工程師胡燕生領(lǐng)導的團隊發(fā)表的，展示了一種使用新型氮化鎵射頻功放元件制造的功放芯片，工作在戰(zhàn)斗機雷達最常見的X波段，用手指大小的芯片就能產(chǎn)生峰值功率達到2.4千瓦的雷達射頻信號。這是一個極其了不起的指標。

目前世界上戰(zhàn)斗機載AESA雷達，其每個TR收發(fā)組件的射頻功放模塊通常采用四合一的封裝方法，將四片功放元器件封裝在一起，最先進的指標大約是：每個功放元器件的峰值發(fā)射功率僅為幾十瓦，整個模塊的峰值發(fā)射功率僅為一百至兩百瓦。

電科集團在這篇論文中展示的技術(shù)，已經(jīng)比傳統(tǒng)TR模塊的發(fā)射功率高了一到兩個數(shù)量級，也就是100倍以上。

我們清楚，美國從二十多年前就對中國嚴格禁運半導體射頻放大器芯片?，F(xiàn)在看來，這種制裁不但無效，反而促使我國軍工行業(yè)開發(fā)出了世界第一流的產(chǎn)品，狠狠地抽打了美國的臉。

功放元器件的峰值發(fā)射功率大幅度提高，對雷達的性能提升有什么幫助呢？根據(jù)雷達作用距離公式，在其他所有條件都不變的情況下，雷達的作用距離與雷達發(fā)射功率的四次方根成正比。

也就是說，如果發(fā)射功率提升100倍，雷達的作用距離就能提升3.16倍?，F(xiàn)代戰(zhàn)斗機載AESA雷達對RCS 6平米左右目標的探測距離通常在400公里左右，如果使用電科集團這種新型射頻功放芯片，則有可能探測到1200公里之外的同類目標。

當然，讓雷達發(fā)射功率提升100倍需要做的工作遠不止換上這款新型芯片就完事了。超高功率雷達對于供電系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)的要求同樣很高。在戰(zhàn)斗機上，這樣的性能提升并不容易實現(xiàn)。

但在陸基遠程雷達上，供電系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)的設計受體積和重量的限制不大，實現(xiàn)超高功率要容易得多。這也是電科集團在這篇論文中所闡述的應用場景之一。根據(jù)參加這個項目的科學家們預計，在采用了這款新型功放芯片之后，我國新一代AESA雷達將能夠產(chǎn)生功率達到30兆瓦的信號，足夠探測4500公里之外的目標。當然，這樣的雷達將需要數(shù)萬個這種芯片同時工作。

現(xiàn)有的射頻功放芯片由于功率密度相對較低，無法滿足新型超高功率微波系統(tǒng)的需求。在超過1千瓦的功率輸出下，大多數(shù)鎵基半導體都會發(fā)生擊穿效應，在高壓下發(fā)生電子泄露。

電科集團的科學家們在氮化鎵中添加了鋁，這是防止電子泄漏的屏障，但添加過多的鋁又可能會影響電子流動并降低芯片的峰值功率。電科集團的科學家們經(jīng)過反復試驗找到了最佳配方，并且重新設計了射頻功放的柵極，從常用的T形改為V形，顯著提高了雷達信號的功率和質(zhì)量。

AESA雷達的關(guān)鍵元器件不僅有射頻功放元器件，數(shù)字信號處理器DSP也是關(guān)鍵元器件之一。在這個領(lǐng)域，我國軍工體系一樣走在世界的前列，電科集團的“魂芯”和“華睿”系列DSP芯片的最新型號，都是世界頂級DSP產(chǎn)品。在這些先進元器件的加持下，我軍必然會擁有世界上最先進的有源相控陣雷達。