如果AN/APG-77雷達探測反射面積為1平方米的目標可以達到200公里的話，相應J20的火控雷達探測同樣的目標至少可以達到300公里。這樣J20就會取得非常大的探測距離優勢，可以做到先發現，先攻擊，在戰術上就會佔據很大優勢。而且要知道，這只是中國雷達技術2011年的技術水平，此時離J20服役還有七年，仍然有時間進行比較大的技術升級，以便引入最先進的技術成果，使火控雷達的技術水平有更大的提升。

當然，也有人對上述訊息持否定態度，理由是央視在報道軍事新聞時常犯錯誤。央視報道經常出錯這個倒是真的，不過也不能就認定央視說的全都是錯的，因為很多最新最權威的訊息同樣也出自央視，況且能在同一條新聞中說清楚J20一年試飛了多少架次，這樣的訊息來源不是軍方就是廠方，資訊的可靠性還是有保障的。如果只有這樣一條訊息，我們當然不能對J20火控雷達的效能做出準確的判斷。那麼我們就從雷達功率器件、雷達收發元件、雷達工作體制、冷卻系統、供電系統、DSP處理晶片、CPU處理晶片等各個方面對J20的火控雷達進行一番仔細的分析。並且將J20火控雷達和F22火控雷達的各項效能做一個詳細的對比。

首先J20的火控雷達為何需要如此大發射功率的呢？還不是被隱形技術逼的！戰鬥機採用隱形技術之後，雷達反射面積大大縮小，會大大壓縮火控雷達的探測距離。以F22為例，如果讓一架F22用雷達探測另一架F22,在機頭方向上，雷達探測距離可能只剩下五六十公里了。要知道F22在探測1平方米的目標時還有近200公里的探測距離。如果只剩下五六十公里的探測距離，已經遠小於中距空空導彈的最大射程了，可能雙方很快就要進入近距離空中格鬥了，如果有光電探測系統，可能已經先於雷達發現目標了。如果能把雷達發射功率提高到原來的五倍以上，就可以將探測距離重新拉回到100公里左右。而這正是J20的火控雷達要乾的事！

那麼J20的機載火控雷達如何實現這麼大的發射功率呢？從雷達天線罩的外形來看，其尺寸明顯比F22的雷達天線罩要大。因為從機頭的輪廓線來說，從機身開始F22的機頭先削尖然後再收縮，到天線罩的位置留給雷達天線的尺寸就不到一米了。而J20機頭的輪廓線收縮很快，到天線罩的位置尺寸仍有很大空間，足夠裝備直徑超過一米的雷達天線。更大的天線尺寸自然可以安裝更多的收發元件，但是僅靠多出的收發元件也不可能實現五倍以上的發射功率。顯然兩種雷達採用的收發元件有著很大的不同。

我們先來回顧一下相控陣雷達收發元件技術的發展，雷達收發元件也稱T/R元件或T/R模組。雷達收發元件是主動有源相控陣和數字陣列雷達的核心部件，成本通常佔整個雷達的一半。相控陣雷達天線通常都有上千個收發元件，雷達的訊號發射和接收就靠這些收發元件，也就是說雷達的發射功率取決於單個收發元件的發射功率，而收發元件的功率大小取決於其使用的功率器件的功率。相控陣雷達使用的半導體功率器件經歷了三代的發展。第一代是矽半導體功率器件，現在已經基本上不用了。第二代是砷化鎵半導體功率器件，F22和F35戰鬥機火控雷達用的就是這種器件。第三代是氮化鎵、碳化矽、氧化鋅等寬禁帶半導體材料，其中以氮化鎵綜合性能最好。最近有報道國內研製成功了氧化鎵單晶材料，這種材料屬於超寬禁帶材料，是第四代。第三代功率器件相對於第二代器件的優勢就是發射功率可以提高一個數量級，也就是十倍，而且可以耐受更高的工作溫度。並且具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率等優點。如果說J20機載火控雷達的發射功率能達到F22的5倍以上，那麼其收發元件肯定是採用了第三代功率半導體器件。

那麼國內是否掌握了第三代功率半導體器件技術呢？我們查詢一下國內公開的技術文獻就可以發現，早在2000年就有研製成功氮化鎵功率器件的訊息，2004年的技術文獻裡出現了X波段氮化鎵功率器件研製成功的訊息，X波段正是戰鬥機火控雷達使用的頻段。2008年國內氮化鎵功率器件還有過單個器件實現119瓦功率的報道。要知道上一代砷化鎵器件單個也只有幾瓦的水平。因此我們可以知道，國內早就掌握了氮化鎵功率器件的技術。

採用風冷技術的中國產有源相控陣雷達

用了氮化鎵功率器件技術之後，單個功率器件的發射功率提高了一個數量級，也就是十倍。如此高的功率帶來了第一個問題就是嚴重的發熱問題，那麼如何解決這個問題呢？此前有報道，國內研製成功了機載風冷相控陣雷達，可以用來給裝備脈衝多普勒雷達的戰機進行升級換代。但是對以採用第三代功率器件的火控雷達，風冷散熱能力每平方釐米每秒只有十幾瓦，可能解決不了問題，因此普遍採用的是液冷方式。當然國內還有更先進的冷卻技術，中科院理化所劉靜教授帶領的團隊研製成功了液態金屬冷卻技術。液態金屬冷卻技術能夠實現每平方釐米每秒高達數百瓦的冷卻能力，比普通液冷的幾十瓦高了一個數量級。因次，即使J20裝備了單個功率119瓦的功率器件，散熱也不是個什麼問題，只看是否有這樣的技術需求。採用液態金屬冷卻不但可以提高散熱能力，還可以讓散熱系統的重量大大減輕。

火控雷達的功率提上來之後，產生的第二問題是電源功率不足的問題。經常有各種說法提到採用相控陣雷達之後，出現電源功率不足的問題。這些問題其實都是原來裝備脈衝多普勒火控雷達的戰鬥機升級到相控陣雷達時遇到的。相控陣雷達相對於脈衝多普勒雷達耗電量確實大了很多。但這個問題也不難解決，首先發電機技術本身難度不大,不是什麼高精尖技術。對於新飛機來說，如果原設計就考慮過這些情況，電源功率自然不是問題。對於第五代戰鬥機，單臺發動機通常都有一二十個兆瓦的功率，提取二三百千瓦的功率拿來發電當然也不會有問題。

對主動有源相控陣雷達和數字列陣雷達來說，收發元件是雷達的核心部件，成本佔整個雷達的百分之五十以上，其效能基本上決定了整個雷達的的技術水平。那麼J20火控雷達收發元件的效能是什麼水平的呢？雖然沒有直接的公開資料，但我們仍然可以透過過國內科研機構相關領域的技術進展，對此有個基本了解。

在中電科第十三所官方網站上可以看到相控陣雷達功率器件和數字化收發元件相關產品的手冊。可以看到其產品已經已經廣泛採用氮化鎵技術，工作波段從L波段到X波段種類齊全，單個元件功率從20瓦、30瓦、60瓦、80瓦、100瓦、120瓦應有盡有。收發元件的工作波段也可以覆蓋L波段到X波段，並且也實現了數字化。而實現收發元件數字化是實現數字列陣雷達的前提條件。

此前更早國內已有在數字化收發元件上實現直接頻率合成（DDS）的報道。要知道國內研製氮化鎵數字化收發元件的科研機構並不是只有十三所一家，而能公開的通常都不是最好的，這裡倒不是否定十三所的水平，畢竟在世界範圍內掌握氮化鎵數字化收發元件的科研機構屈指可數。國內收發元件的技術水平由此可見一斑。不過話說回來，能夠公開這些資訊可能意味著十三所的這些產品在內部競爭中落選了，我們才有機會看到這些公開的資料，如果十三所的產品被選上，那麼恐怕二三十年內我們是別想看到這些資料了。官方公開這些產品資料大概是在2014年左右，離J20服役還有很長時間。既然落選的效能就已經很好了，那麼沒落選的效能又會怎樣，這給了我們更大的想象空間。

我們再來看看F22和F35火控雷達的技術水平，兩者都是主動有源相控陣雷達。AN/APG-77雷達採用的是砷化鎵半導體器件，共有1956個發射通道，每通道峰值功率10瓦。對於雷達反射面積1平方米的目標探測距離為200公里。F35戰鬥機的火控雷達AN/APG-81，也是砷化鎵半導體器件，共有1676個發射通道，每通道峰值功率6瓦。對於雷達反射面積1平方米的目標探測距離為160公里。而且F22和F35火控雷達的收發元件均未實現數字化。

綜上所述，J20的機載火控雷達採用的是數字列陣雷達，在雷達工作體制上比F22和F35採用的主動有源相控陣雷達領先一代。在雷達核心部件收發元件方面，J20的火控雷達採用的是氮化鎵半導體器件，而且已經實現數字化，比F22和F35的火控雷達採用的砷化鎵半導體器件領先一代。J20火控雷達的發射功率至少是F22火控雷達的五倍以上，探測距離比F22火控雷達的探測距離至少高百分之五十。正如中電科十四所所長鬍明春所言：經過幾十年的不斷髮展，中國雷達已全面接近或達到國外先進水平，整體上全面處於並跑狀態，正處於從“跟跑”到“領跑”跨越的關口期，並且在某些領域已經實現了“領跑”。