[飞帅]双波段雷达:是照妖镜还是千里眼?

双波段雷达即DBS , 是美国首创的新概念雷达 , 装备于其最新的福特级航母 , 象DSI进气道一样 , 这个概念又一次被我国的055型导弹驱逐舰发扬光大 。
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【[飞帅]双波段雷达:是照妖镜还是千里眼?】美国福特级航母采用X波段的SPY3和S波段的SPY4 , 都是六面阵雷达 , 之所以没有采用探测距离更远的L波段 , 是因为L波段波长太长 , 天线的聚焦能力差 , 波束太宽 , 但绕射能力强 , 更适合通讯 , 比如北斗导航卫星和很多手机信号就用了L波段 , 但其不适合做雷达的载波 , 况且美国海军有几十年SPY1的使用经验 , 对S波段的各种情况了如指掌 。
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福特级航母 , 极具视觉冲击力
X波段波长大约3厘米 , 能对中程防空导弹进行制导和末端照射 , 低空传播特性极佳 , 能抑制多路径效应 , 这个效应通俗的讲就是导弹信号经由海面反射 , 又被雷达所接收 , 形成了类似水上倒影的假目标 , X波段基本没有绕射现象 , 信号不易失真 , 且因频率高 , 频带宽度很大 , 也有利于对目标的识别 , 擅长探测集群目标 , X波段雷达的距离分辨率是S波段雷达的3倍左右 。
S波段波长大约10厘米 , 这个波段不但传输损耗小 , 探测距离远而且波束宽度能做小 , 能进行精密跟踪 , 精度足以与X波段直接进行目标交接 , 别的波段就不行 , 比如E2预警机的UHF波段 , 即分米波段 , 波长约75厘米 , 不能直接引导战斗机的X波段火控雷达 , 必须由航母作中介 。
双波段雷达有突出的反隐形能力 , 双波段本身就拓展了雷达的带宽 , 显示的目标细节更丰富 , 更立体 。 四代机面对两个波段的雷达 , 特别是这两个波段差别很大时 , 隐形能力会大幅下降 , DBS之于传统的单波段雷达就好象人的两只眼睛和一只眼睛的差别 , 面对DBS四代机是顾了这头顾不了那头 , 比如舱门锯齿 , 无论是雷达舱、座舱、起落架舱 , 还是发动机舱 , 只能设计一种尺寸 , F35的锯齿就只针对X波段优化 , 我国的歼20舱门锯齿也只能专门针对S波段设计 。
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这个角度都能看到锯齿 , 证明其尺寸不小
其实双波段由来已久 , 最典型的是俄罗斯的顶板 , 两个背对背天线分别工作于S/C波段 , 我国的仿制型号为382“海鹰” , 并且在水面舰只上广泛装备 , 只不过DBS应用了固态有源相控阵和氮化镓元件等一干新技术 , 双波段雷达与传统雷达在基本原理上没有质的变化 。
固态有源相控阵雷达 , 即采用晶体管微波集成电路 , 不再用原先的行波管、速调管这类真空器件了 , 体积小、重量轻 , 可以做成点阵分布到天线上 。
砷化镓取代了硅双极晶体管 , 工作频率提高了很多 , 砷化镓曾在海湾战争中大显神威 , 频率是上去了 , 但功率却下来了 , 因为击穿电压下降了 , 我记得日本引以为豪的JPG1有源相控阵雷达每个收发单元的功率只有8瓦 , 8瓦!跟小号节能灯一个功率!一提到砷我就想到了硫化砷和三氧化二砷 , 朱砂和砒霜 , 所以对它印象不好 , 没有到砷和镓的化合物还有如此妙用 , 镀金成了高科技产品 。
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F22采用砷化镓元件的APG77雷达
氮化镓的原子体积只有砷化镓的一半 , 镓不与砷合伙了 , 傍上了氮 , 氮是气体分子 , 分子量要比砷小得多 , 因此氮化镓器件更轻小 , 且氮化镓是极稳定的化合物 , 有高硬度和达1700摄氏度的熔点 , 用氮化镓做成器件后理论上可以工作于800摄氏度的高温环境 , 都快赶上金属铜了 , 氮化镓的击穿电场/电压分别是硅双极管和砷化镓的数倍和数十倍 , 有益于有源阵进一步提高阵面的功率密度 。