如何才能輻射電磁波,在最初的時候,使用的是一根天線,一根地線,高頻信號加載上去,就能發射了。
再後來,技術進步,出現了磁控管,這是一個真空管,管內電子在相互垂直的恆定磁場和恆定電場的控制下,與高頻電磁場發生相互作用,把從恆定電場中獲得能量轉變成微波能量,從而達到產生微波能的目的。
這種裝置正好發生在二戰時期,二戰中完全地實用化,各種雷達都離不開磁控管,這種磁控管不斷改良,一直用到了現在。
沒錯,就是現在,哪怕是被吹的無比先進的平板縫隙雷達天線,它也只是一個發射電磁波的天線而已,電磁波的來源,依舊是這個天線後面的磁控管。
哪怕就是被動相控陣雷達,也是如此,核心都是磁控管。
只有到了主動相控陣雷達的時候,纔算是從原理上發生了變革。
被動相控陣雷達的核心是移相器,後面發射電磁波,前面的移相器來改變電磁波的相位,而主動相控陣雷達,則是這個天線自己就發射電磁波,在發射的時候,相位就不同了。
所以主動相控陣雷達也叫做有源相控陣雷達,天線自己就發射,這就是有源的。
而這個有源相控陣天線設計的核心是t/r組件。這每一個組件,就是一個發射/接收單元,同時,這並不是普通的天線,它自己就是一塊電路板。
秦觀知道這個組件很重要,也曾經把這個組件的資料交換過來,給了114所,但是秦觀還從來沒有翻開看過,自己只是個超級軍迷,涉及到這種專業的知識,自己就所知甚少了。
現在秦觀才驚訝地發現,原來這東西就是一塊電路板啊?
“這個組件模塊,基本芯片設置包括了3個mmics組件和1個數字大規模集成電路vlsi,其中前三個分別是高功率放大器、低噪聲放大器加保護電路、可調增益的放大器和可調移相器。”
頓了頓,張工繼續說道:“我們想要把所有電路集成到一個芯片上,但是我們失敗了,這樣的集成太困難了,有嚴重的電磁干擾問題,所以我們把電路按功能進行了分類,然後放置於不同的芯片上,再通過混合的微電路進行連。”
秦觀手裡拿着這個組件,心中暗自驚奇,原來如此,己方的微電子技術的發展,纔算是給相控陣雷達的研發奠定了基礎,自己還以爲是什麼精密加工呢,原來是這樣的。
“我們現在採用基於gaas工藝的mmics技術。它有個缺點就是熱傳導係數極低,因此基於gaas的電路需要進行散熱設計。”張工笑了笑:“其實,這個模塊是大家的貢獻,我最主要的貢獻就是它的散熱設計。”
以前的時候,只知道主動相控陣雷達很先進,同時也知道技術很難達到,至於如何個難法,秦觀卻不清楚,現在來到了這裡,秦觀終於算是明白了,這個天線就是一個電路板,上面有四塊集成電路,然後,需要把這樣的一個個的小薄板都結合到一起。
“因爲它要發熱,所以我們要將每個t/r模塊安裝在有散熱板的背板上,以便及時將t/r組件產生的熱量散發。”
“我們採用的是最先進的片式結構,每個t/r模塊由三層電路板垂直疊放形成,而每層電路板又包括了4個t/r電路。t/r組件中電路產生的熱量通過電路板傳導至周圍的金屬結構中進行散發。這樣的結構,出現了很多的問題,比如最大的一個問題就是每個天線陣列輻射單元必須精確保證其在陣列中的位置,精度要求比我們的平板縫隙雷達的縫隙加工還要高。”
秦觀點點頭,想起了什麼,說道:“這種相控陣雷達天線的散熱,應該有風冷和水冷兩種方式吧?”
秦觀記得當初漢國的神盾艦,那平板的相控陣雷達,開始罩子是呈弧面的,那就是風冷散熱方式,後來就成平板了,已經是水冷的方式了,兩種相比,肯定是水冷的更好。
“對,我們現在要搞的是機載雷達,這種雷達只能採用風冷散熱,而且由於戰機的速度比較高,冷卻空氣進入不成問題,如果是搞艦載的話,那水冷就是合適的選擇了。”
秦觀今天過來,的確是大開眼界,到現在爲止,己方在四代機上終於有一個技術已經突破了,那就是相控陣雷達!
突然間,秦觀又想起了什麼:“咱們的這種雷達,對處理器的要求更大吧?”
如果每一個輻射單元都需要精確控制的話,那計算機處理能力的需求是很大的。
“是的,秦總,我們目前還只能利用商用機,我們已經看中了漢芯科技公司的漢芯二號芯片,這種芯片組合起來,形成的服務器,完全能夠滿足我們的需要,不過,這也是被人詬病的一個原因,認爲我們採用商用機無法避免核戰爭中的電磁輻射。”
秦觀點點頭,說道:“到現在爲止,還有人在抱着核戰爭的觀點不放,如果想要應付核戰爭的話,那只有電子管才行,如果用電子管的話,我們的設備體積該有多龐大?未來的戰爭是高科技戰爭,核威懾,它只是一種威懾,如果真的爆發了核戰爭,那我們即使是採用了電子管研製預警機,那也沒有用!”
相控陣雷達有反對的聲音,也包括需要的處理能力大大增加,必須採用商用機,而不是專門的軍用加固芯片。
其實,看看世界上,哪一款預警機用的是專門的軍用產品了?都是商用機加固之後使用的,哪怕就是宙斯盾戰艦,用的也是小型的商用機,因爲軍用的性能低下,處理能力不夠,根本就無法滿足需求。
“我個人的建議,既然咱們的主動相控陣雷達技術已經發展起來了,那乾脆咱們就用這種技術來打造預警機,等到空軍召開預警機技術會議的時候,我會一力支持的。”秦觀說道:“咱們114所就瞄準相控陣雷達的方向吧!”