5月30日,在第二屆全國創新爭先獎表彰獎勵大會上,國內三代半導體(氮化鎵)團隊獲得“全國創新爭先獎牌”,表明國內在三代半導體方面取得了技術突破,為國產電子裝備性能提高和升級打下了堅實的基礎。氮化鎵(GAN)器件與現有砷化鎵(GAAS)器件相比,功率更大,耐熱性更好,是新一代有源相控陣雷達首選。有人曾經這樣形容GAN器件重要性,如果說2020年之后雷達進入了有源相控陣時代,那么2025年之后,有源相控陣將會進入GAN時代。
許多人可能很難相信自己的手機充電寶用了055萬噸大驅上面的技術我們知道雷達探測距離公式有兩個重要參數,天線孔徑和功率。在天線孔徑一定情況下,功率就成為提高雷達探測距離主要途徑。對于有源相控陣雷達來說,就是提高T/R模塊功率,更大功率意味著更大電壓,另外T/R模塊能量轉化效率較低,大部分能量轉化成了熱能,更大功率也意味著更大熱量,這些都對T/R模塊增加功率提出了挑戰。高電壓、大功率、耐熱性強正好是GAN器件優勢所在,它與GAAS器件相比,器件體積、重量更小,但是功率更大,能夠在更高溫度下工作,因此采用GAN器件的T/R模塊,功率比GAAS模塊體積更小,重量更輕,但是功率更大,耐熱性能更好,相應雷達性能也會更高,可靠性也會更好。
美國伯克F3驅逐艦,它的雷達同樣用了GAN技術GAN器件帶寬更大,增益也更高,對于雷達來說,更大帶寬意味著更好的分辨率,能夠探測更小的目標,國內外雷達工業界普遍認為2020年之后隱身目標將會更加廣泛出現在戰場上,對于雷達探測能力提出了更高要求,這也是有源相控陣雷達GAN化重要原因之一。另外更大帶寬也意味著雷達抗電子干擾性能更好,現代戰場電子戰日益激烈,這一點顯然非常寶貴。
瑞典全球眼預警機,它的雷達同樣采用了GAN技術從國外先進有源相控陣雷達發展來看,GAN化已經是趨勢。以伯克F3驅逐艦為例,它配備了SPY-6有源相控陣雷達,這種雷達就采用了GAN器件,功率迅速提高。有消息說它的平均功率超過1MW,這個數字遠高于現有艦載有源相控陣雷達,為雷達更好對抗隱身目標和彈道導彈打下了堅實的基礎。另外國外新一代機載有源相控陣雷達也配備了GAN器件,例如瑞典最新全球眼空中預警機就采用了基于GAN器件的有源相控陣雷達,雷達具有更好的抗小目標性能,更強的電子戰能力。中國相關單位也非常重視GAN器件運用,從相關資料來看,國產GAN器件已經成熟,并且進入實用階段。如電子工業第13所已經研制出GNA器件的小型高功率模塊,頻率覆蓋范圍L-X波段??梢詽M足國產大功率微波系統、有源相控陣雷達就用要求。需要指出的是13所GAN器件模塊材料、設備都實現了國產化,性能穩定可靠,已經在國產雷達上面得到運用。
國內相關單位已經能夠生產基于GAN的T/R模塊
國產GAN器件已經在雷達上面運用外界此前曾經推測國產055型驅逐艦上面艦載有源相控陣雷達可能就采用了基于GAN器件的T/R模塊,從而得到更大功率、增益和帶寬。雷達探測距離更遠,靈敏度更高,探測隱身目標能力更強。應該這個技術運用大大提高了055型驅逐艦作戰能力。另外國產新一代預警機、機載火控雷達、防空雷達等等也有可能已經或者即將運用GAN器件,為雷達性能升級打下了堅實的基礎。
GAN技術突破,讓殲20擁有更加銳利的鷹眼
隨著國產GAN器件技術突破,國產有源相控陣雷達將會更加廣泛采用GAN器件,進一步增強系統性能,將我軍作戰能力不斷向前推進。
責任編輯:pj
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