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第1800章 第1803章 相控陣並不是很高階的玩意

2025-10-26 作者:方寸山下

“兩塊石子落進湖裡,如果距離合適,產生的水波會交匯。注意觀察它……

如果水波交會時,一個波峰遇到另一個波谷,就會相互抵消變弱。如果一個波峰遇到另外一個波峰,則會疊加增強。

代入到電磁波,兩個頻率相同的電磁波互相干擾,會在有的方向增強,有的方向抵消。

如果改變兩個波的發射時間,或是改變兩個波的發射位置,就能夠改變增強波的方向,這就是相位干涉。

不是甚麼新鮮玩意,相關理論的行程可以追溯至三十年代……”

曲某人小小的發了一陣脾氣後,沉寂了三天。待英國佬和高盧人出發奔西昌,冒出來一群重量人士。

很重,黃金那麼重。

領頭的是個子不高,身材很瘦的劉姓老將。餘下的分別來自於國防科委、國防工辦和科裝委……這三個部門加在一起,就是以後的科工委。

原本不會有這麼大陣仗的。

某人的話傳回京城,把不少人氣夠嗆。但有點沒招兒……好像真的不太能命令得著他。

對某人瞭解頗“深”科委主任張上將得知後,篤定的說:趕緊派人去,那小子肚子裡有大貨。

就因為這話,才組團來了這麼多人……

雖然有幾個打過照面,但算不上多熟,曲某人擺出冷淡臉一視同仁。在八院設計部門的小會議室,給一幫人紮紮實實的上了一趟課……

“相控干涉”是相控陣雷達實現電子掃描的核心基礎原理之一。

完整的相控陣技術,有相位干涉、陣列天線架構和訊號處理三大核心要素。

二十年代末到三十年代理論出現,英國佬在35年發明的脈衝雷達,為後續發展奠定了基礎。

漢斯GEMA公司在36年搞出了“愛神”雷達,首次嘗試垂直面電掃描。37年的正式列裝型號時,探測距離達到96公里。

但真空管壽命和穩定性都不行事兒,雖然理論引數很亮眼,但實際應用效果並不十分理想。

老美在37年啟動了相控陣雷達研究,探索電子掃描技術的可行性。因為缺乏實用化的硬體支撐,更多隻是停留在理論和技術驗證階段……

直到五十年代後,矽基半導體材料得到初步應用,推動雷達從真空管向固態器件過渡。

55年,老美採用矽基電晶體實現電子掃描的艦載相控陣雷達,開始裝備到“企業” 號航母,算是實際應用的開端。

64年老美“微電子用於雷達計劃”(MERA)首次研製出604單元的L波段有源陣列,驗證了分散式發射與接收(T/R)元件的可行性。

69年,老美空軍將MERA升級為RASSR計劃,開發出1648單元的陣列,但受限於矽器件效能無法實用化。

同樣是69年,老美的AN/FPS-85空間監視雷達投入使用。配備32兆瓦發射功率,可跟蹤2.2萬海里外的衛星。

76年,又搞出了採用固態T/R元件的AN/FPS-115“鋪路爪”雷達,探測距離達5500公里,成為彈道導彈防禦的核心裝備……

以上的這些,都是每個天線單元都搭配1個獨立T/R元件。每個元件都能自主產生、放大訊號和處理訊號的分散式陣列,就是所謂的有源相控陣雷達。

說人話:每個天線單元都是一個小喇叭,能自己喊話、自己聽聲。

效能表現優秀且全面,但造價昂貴。

於是,一種基於費效比的折中方案出現了。

只有1個或少數幾個集中式大功率發射機,訊號先由發射機放大到高功率,再透過功率分配網路輸送到每個天線單元;接收時所有天線單元的訊號也需彙總到1個或少數幾個集中式接收機進行處理……

說人話:一個大喇叭喊話,所有天線單元傳聲,就是所謂的無源相控陣雷達。

沒錯,有源相控陣比無源相控陣出現,並得到應用的更早。但無源相控陣結構簡單成本較低,率先實現戰術級普及。

比較劃時代的例子,是75年毛子米格- 31截擊機上裝備的N007“屏障”無源雷達。米格- 31也是全球首款搭載相控陣火控系統的戰機。

到這裡,矽基相控陣雷達的發展進入了瓶頸期。

受矽高頻損耗限制,主要工作在1-6 GHz的L/S波段。難以覆蓋8-12 GHz的X波段。

對大型目標探測約200-300公里,對小型目標不足100公里。且工作頻寬窄,易受敵方電子壓制……

在80年這一時間節點,第二代半導體材料砷化鎵與相控陣雷達的應用,已經完成了實驗室驗證。

之所以沒有實際應用,是卡在了缺陷控制和工業化製備上。

高盧佬之所以急,是因為他們在70年代末,就展開了砷化鎵電子元件應用於雷達的研究。所表現出的特性,又讓人充滿了無限的期待。

但即便在實驗室條件下,砷化鎵晶錠的缺陷控制,都只能看天意。器件加工良品率不到百分之三十。製備成本高到讓人頭皮發麻,完全不具備實踐化的可能。

同樣被良品率和成本困擾的還有老美的雷神公司,他們也確認了砷化鎵材料在雷達應用上的優秀前景。

但和高盧人一樣,不論是晶錠缺陷控制還是加工良品率,有太多問題等待解決。

83年推出AN/SPY-1A無源雷達,只能退而求其次的採用鐵氧體移相器,機械加電子混合掃描體制。並以此構成了第一代宙斯盾系統的核心。

直到90年代,採用液相外延法取代了液封直拉法和水平布里奇曼法,並採用光學光刻配合電子束光刻,勉強實現了砷化鎵器件的工業化生產。

並應用到了下一代宙斯盾系統的AN/SPY-1D雷達。和F22戰機的AN/APG-77機載雷達上。成就了一段先敵發現,先敵開火的無敵神話。

後面的就不需要絮叨了,老美用功率密度一到三瓦的第二代半導體材料的砷化鎵,碾壓了功率密度0、1到0.5瓦的矽基器件,保持了二十多年的領先。

我們採用“蛙跳”戰術,跳過了第二代半導體材料,直接上功率密度十到二十瓦的氮化鎵……

在80年四月這個時間點,曲卓不知道老美的砷化鎵距離工業化製備還有多遠。但他知道京城的半導體所差的還很遠,即便有他提供的外延生長裝置。

眼下在實驗室內僅能製備2英寸單晶錠,缺陷密度高達每平方里面十的四次方。砷化鎵器件的加工,正在摸索和積累經驗。

實驗室製備,他能幫上忙。但想實現工業化製備,他能做的十分有限。

以他的所知,起碼需要自行設計鉬制加熱線圈,並完成由計算機控制的“梯度升溫法”。解決區域熔融和液相外延複合工藝,還需要研製臥式外延爐,開發晶體切割與拋光自動化生產線。

對實驗室精密裝置的“掌握”,曲卓是藉助劍橋,劍橋依靠歐洲的技術實力完成的。

工業化生產,原本也計劃藉助歐洲的技術實力。

但之前從高盧往回來時,小日子一頭撞了上來。眼下正排在戴英和高盧後面,急的一蹦一跳呢……

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