說到日本,大家應該都比較瞭解,其電子、材料等技術絕對是世界級水準,這個毋庸置疑。一開始聽到日本是世界第一個裝備有源相控陣雷達的國家,一點都不覺得奇怪,因為人家的實力確實擺在那裡,F2戰機上裝備的J/APG-1相控陣雷達,率先使用砷化鎵半導體打造,是世界上第一種將有源相控陣雷達投入服役的型號(這裡具體第幾有問號)。那個年代,我國才剛把多普勒雷達玩利索,而相控陣體質的雷達比多普勒雷達起碼要領先一代,不得不說,90年代,日本的雷達技術就將我國遠遠的甩在了後面。
相控陣雷達以往的雷達都需要機械式的進行相位角移動,透過不同的旋轉照射角度來發現不同方位的目標,相控陣採用的是電子方法實現波束無慣性掃描,因此也叫電子掃描陣列(ESA),它的波束方向可控、掃描也靈活,並且增益也可以很高。意思就是可以透過可控電子技術來實現電子掃描,雷達無需機械運動機構,所有波束都是可控的,可根據作戰需要將所有T/R元件的功率全部集中在一個方向,實現超遠距離對目標的搜尋,同時也可以將T/R元件分成不同的相位組合,實現了戰機對多目標的搜尋能力。
日本相控陣雷達技術日本發展了兩代相控陣雷達,分別是J/APG-1、J/APG-2,1982年,日本開展了首款AESA機載雷達的研製工作。它就是J/APG-1,J/APG-1雷達有750個T/R模組,使用的是GaAs工藝,孔徑約70cm,天線孔徑為橢圓形,短軸長600多毫米,長軸長700多毫米,孔徑比F一16的機掃雷達大些。據說.它每個T/R模組功率為3瓦。從這些單個數據看,J/APG-1絕對是一款革命性的新體制雷達,但是我們看整體的雷達引數,會發現,除開體質先進、材料先進、元器件先進以外,這款雷達只是掛了一個相控陣的名,卻只有一般多普勒雷達水平!J/APG-1雷達對RCS 5㎡大小的目標的上視距離僅110km,下視距離僅65 km,很難讓人相信這是一款AESA雷達。我國出口型的多普勒體質雷達引數都比J/APG-1雷達強不少。
單項技術世界一流,整體技術世界二流。J/APG-1雷達就是典型,一款高效能的雷達,講究的是整體效能的配合,單項再優秀,只要一項短板,這個水桶裝的水就高不到那裡去。
2018年,J/APG-2雷達(J/APG-1升級版)裝備XF-2A進行試飛,J/APG-2雷達是一款日本新開發的AESA雷達,在J/APG-1基礎上增大了發射功率,訊號處理、演算法等都進行了升級最佳化,同時首次採用了氮化鎵工藝,基本達到了世界相控陣雷達的主流水平。
大家都知道,我國的J10C、J16、J20、J15D、J11D都裝備了有源相控陣雷達,可以說,雖然我國相控陣雷達研究起步晚,但大面積實用化程度是遠遠超國日本的。就連教練機都裝備了相控陣雷達,可以說AESA雷達在我國已經徹底白菜化了。
說到我國相控陣雷達的水平,可以毫無顧忌的說,絕對是世界一流水準,空警2000裝備的大型相控陣雷達超過美國的E-3預警機,最新的空警600,更是採用了數字陣列相控陣雷達,比現有的AESA雷達還要先進半代,那麼,我國AESA雷達到底多先進,具體引數,我們無從查詢,這是機密,但是,從側面我們可以大概瞭解,在2015年由中國科協主辦的《科學中國人》網站刊文介紹,中電科集團首席科學家,文中提及他領導了我國第一臺X波段有源相控陣機載火控雷達的研製工作,該雷達在2009年獲國防科技進步一等獎,2010年獲國家科技進步二等獎。報道稱這種雷達的技術水平與美國F-22戰機上的AN/APG-77有源相控陣雷達相當,2016年珠海航展上出現了匹配梟龍BLOCK3的外貿型相控陣雷達KLJ-7A,KLJ-7A雷達的特色長處在於雷達的綜合性能非常強勁,孔徑只有600毫米,卻集成了1000多個T/R元件。KLJ-7A雷達的探測能力非常強悍,有官方說KLJ-7A雷達技術水平可以和F-35隱身戰機裝備的APG-81雷達相媲美。一款外貿型雷達就可以達到APG-81的水平,自用的型號水平只會更高!
比雷達水平,日本這種小國玩一玩單項技術還行,整體能力相比世界大國美國、中國就相差甚遠。至於日本新開發的J/APG-2雷達到底在一個什麼水平層次,這個我們暫時不清楚,但,J/APG-2雷達2018年還處在測試階段,論雷達技術的成熟度、實用化水平、使用經驗等方面已經全面落後我國,可以說,世界頂尖相控陣雷達技術排名,中國和美國不是第一就是第二,而第三就不重要了。不過會有童鞋會說,日本最新雷達使用的是氮化鎵工藝,我們還在使用砷化鎵,那麼氮化鎵的優勢在哪裡?
氮化鎵器件比現有的砷化鎵器件具有更強的功率和更好的耐熱效能,是新一代主動相控陣雷達的首選。由於氮化鎵器件頻寬較大,增益較高,頻寬越大,雷達解析度越高,同時雷達功率可以做到很大,因為熱損耗比砷化鎵優秀,這樣雷達探測距離就會很遠。
我國氮化鎵工藝器件的應用已經大面積普及,連我們使用的手機充電器都是加入了氮化鎵工藝器件,可想而知,軍用方面的氮化鎵器件必然也將普及,說氮化鎵工藝器件亞洲只有日本的可以休矣,055驅逐艦使用的346B型雷達很可能採用了氮化鎵。
可以說,我國在雷達設計方面已經進入了“自由王國”,可以自由發揮,不再像以往追著別人跑!日本相控陣雷達水平亞洲第二,這個沒問題,畢竟日本在很多技術方面還是有很多值得我們學習的地方,但是,日本相控陣雷達整體水平想達到世界一流水準,還有很長的路要走!