只為超越自己,中國(guó)突破雷達(dá)芯片黑科技,功率大到不可思議
在之前,我們介紹過是中國(guó)可能會(huì)建造一艘探測(cè)距離能達(dá)到4500公里的X波段艦載雷達(dá),這樣的雷達(dá)波段可以用于預(yù)警對(duì)方的高空飛機(jī)和彈道導(dǎo)彈,讓中國(guó)的導(dǎo)彈預(yù)警雷達(dá)由固定部署變?yōu)闄C(jī)動(dòng)部署,這個(gè)目標(biāo)一旦現(xiàn)實(shí)作用就是戰(zhàn)略性的。
近日《南華早報(bào)》又公開了一些相關(guān)的技術(shù)突破。中國(guó)軍工研制出了一種指尖大小的雷達(dá)功率放大芯片,其峰會(huì)功率達(dá)到駭人的2.4千瓦,這幾乎要比現(xiàn)役的有源相控陣?yán)走_(dá)功率放大芯片要高出2個(gè)數(shù)量級(jí)。也就是說,原來一個(gè)雷達(dá)功率放大芯的功率是幾十瓦,現(xiàn)在是幾千瓦。更厲害的是,中國(guó)軍工制造的這種芯片成本還不高,可以大規(guī)模制造。
研究人員表示,這種新型發(fā)工資片可以用于建造極為強(qiáng)大的X波段雷達(dá),在電磁波譜中屬于微波,主要由軍方用于識(shí)別威脅導(dǎo)彈和飛機(jī),也就是可以直接引導(dǎo)反導(dǎo)導(dǎo)彈和防空導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)的超遠(yuǎn)距離雷達(dá)。
由數(shù)萬顆這樣的芯片組成的新一代軍艦的主動(dòng)相位陣列雷達(dá)可偵測(cè)到4500公里內(nèi)的目標(biāo)。這個(gè)幾乎接近了美國(guó)陸基最強(qiáng)的鋪路爪長(zhǎng)程預(yù)警雷達(dá)4000至5000公里的偵測(cè)距離,而且可以裝備在艦艇上到處跑。
過去,美國(guó)也曾研制過探測(cè)距離超過2000公里的X波段艦載雷達(dá),但是被證明效果不理想。主要原因是這樣的雷達(dá)不但耗電量非常大,而且整個(gè)系統(tǒng)就有幾萬噸重,X波段雷達(dá)加上底座的高度為85米,足足有20好幾層樓那么高,光天線就重達(dá)1814噸,只能裝在一艘半潛船上。
中國(guó)這套系統(tǒng)的一大特點(diǎn)就是可以把雷達(dá)做得個(gè)頭更小,因?yàn)槠涫褂玫壴骷?,其發(fā)熱量較低,散熱能力也非常強(qiáng),主要瓶頸就是一個(gè)發(fā)電量。所以,這樣的雷達(dá)系統(tǒng)在中國(guó)可能用在兩方面:一是裝在一艘大型軍艦上,最好是有核動(dòng)力發(fā)電設(shè)備,這對(duì)我們來說并不是太難;二是在運(yùn)-20這樣的大型運(yùn)輸機(jī)上使用,哪怕發(fā)電量弱一點(diǎn),也能進(jìn)一步提供預(yù)警機(jī)的探測(cè)精度,機(jī)動(dòng)部署能力也會(huì)更強(qiáng)一點(diǎn)。
中國(guó)團(tuán)隊(duì)在這種芯片上使用氮化鎵,而中國(guó)生產(chǎn)的鎵占全球80%以上,并于8月起對(duì)外實(shí)施出口限制。不要以為隨便使用氮化鎵就能現(xiàn)實(shí)這樣的功率,在1千瓦以上的功率輸出下,大多數(shù)鎵基半導(dǎo)體會(huì)因高電壓受到破壞。
中國(guó)團(tuán)隊(duì)這次進(jìn)步關(guān)鍵是在芯片中添加了鋁,可以阻止電磁泄漏。添加過多的鋁可能會(huì)影響電子流動(dòng),降低芯片的峰值功率。新芯片即使在最大功率下運(yùn)作時(shí),也能保持在遠(yuǎn)低于安全閾值的溫度下運(yùn)作。
決定未來戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵因素之一就是態(tài)勢(shì)感知,而擁有更好的雷達(dá)又是關(guān)鍵。中國(guó)正好擁有鎵材料優(yōu)勢(shì)和更先進(jìn)的有源相控陣?yán)走_(dá)芯片技術(shù),這也預(yù)示著中國(guó)未來的艦載雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)都有可能做得個(gè)頭更小,功率更大,性能還更加穩(wěn)定,再配合中國(guó)超一流的遠(yuǎn)程導(dǎo)彈,美國(guó)人應(yīng)該能明白這代表著什么。