国产氮化镓获奖!可让055、歼20雷达探测距离更远,威力更强!
2020-05-14 20:51:36
在前几天我国教育部公布的第二届全国创新争先奖的拟表彰对象名单中,着实让军迷朋友们发现了不少的“宝藏”,最显眼的自然不用说,就是水下发射大型固体运载火箭研制团队;
同时虎哥也提到了另一个高超声速强预冷空天动力研究团队,但是实际上,还有一个对于我国国防事业发展非常重要的获奖团队的研究项目,即三代半导体(氮化镓)创新团队。
乍一看,相信有很多小伙伴们不知道这个氮化镓究竟为何物?但是虎哥说到一样对于现代主战装备非常重要的设备大家就知道了,这就是相控阵雷达。实际上,氮化镓正是用来制作相控阵雷达TR原件的关键材料之一。
现如今世界各军事强国的相控阵雷达越来越白菜化,但是要知道,相控阵雷达和相控阵雷达之间,差距也是非常大的。就拿我国的052C/D驱逐舰来说,两者的相控阵雷达就大不相同。
首先说052C型驱逐舰,其搭载的雷达为346相控阵雷达,这款相控阵雷达所使用的元器件还是传统的硅双极管,而到了052D型驱逐舰,其使用的346A型相控阵雷达,所使用的便是砷化镓元件。
相比于原本的硅双极管,砷化镓电阻率要高出三个数量级以上,同时电子迁移率也要高出五六倍,与此同时,其耐高温性能也要比硅双极管高出许多,能够制作出功率更大,性能更高的相控阵雷达电子元件。
而相比于砷化镓,氮化镓的性能还要强出一截,与前者相比,氮化镓所能承受的功率更大,同时耐高温程度更高,是新一代的相控阵雷达首选的元器件材料。
我们都知道,对于相控阵雷达来説,有两个指标非常重要,一个是雷达孔径,另一个是雷达功率。雷达孔径越大,也就是说元件越多,雷达的性能越好,同时相控阵雷达的功率越高,其探测性能也越好。
但是要知道,相控阵雷达孔径是不可能无限扩大的,毕竟武器装备的尺寸是由限制的。而在雷达孔径有限的情况下,自然是功率越大雷达越好。
但是功率越大,也意味着电压越高,与此同时相控阵雷达天线的基本单位——TR元件的能量转化效率又非常低,相当大一部分都转化成了热能,功率更大意味着温度越高,这就对TR元件提出了挑战。
而高电压、大功率、耐热性强正好是氮化镓器件优势所在,相比于砷化镓,前者的体积更小,更加耐高温,能承受的功率更大,相应的也会让相控阵雷达的性能得到极大的提高。
在这方面,美国走在了我国的前面,其为正在建造中的伯克3型驱逐舰配备的SPY6相控阵雷达所使用的就是氮化镓元件,探测性能要比我国的绝大部分盾舰的相控阵雷达都要好。
而我国此次的获奖名单中出现了研究氮化镓技术的科研团队,这也意味着我国在相关领域终于取得了突破性进展,此前外界就推测我国055万吨大驱的相控阵雷达就采用了氮化镓元件,而随着相关领域的研究进展,相信我国的预警机雷达、战斗机机载雷达、防空雷达等也都陆续会用上氮化镓元件。
同时虎哥也提到了另一个高超声速强预冷空天动力研究团队,但是实际上,还有一个对于我国国防事业发展非常重要的获奖团队的研究项目,即三代半导体(氮化镓)创新团队。
乍一看,相信有很多小伙伴们不知道这个氮化镓究竟为何物?但是虎哥说到一样对于现代主战装备非常重要的设备大家就知道了,这就是相控阵雷达。实际上,氮化镓正是用来制作相控阵雷达TR原件的关键材料之一。
现如今世界各军事强国的相控阵雷达越来越白菜化,但是要知道,相控阵雷达和相控阵雷达之间,差距也是非常大的。就拿我国的052C/D驱逐舰来说,两者的相控阵雷达就大不相同。
首先说052C型驱逐舰,其搭载的雷达为346相控阵雷达,这款相控阵雷达所使用的元器件还是传统的硅双极管,而到了052D型驱逐舰,其使用的346A型相控阵雷达,所使用的便是砷化镓元件。
相比于原本的硅双极管,砷化镓电阻率要高出三个数量级以上,同时电子迁移率也要高出五六倍,与此同时,其耐高温性能也要比硅双极管高出许多,能够制作出功率更大,性能更高的相控阵雷达电子元件。
而相比于砷化镓,氮化镓的性能还要强出一截,与前者相比,氮化镓所能承受的功率更大,同时耐高温程度更高,是新一代的相控阵雷达首选的元器件材料。
我们都知道,对于相控阵雷达来説,有两个指标非常重要,一个是雷达孔径,另一个是雷达功率。雷达孔径越大,也就是说元件越多,雷达的性能越好,同时相控阵雷达的功率越高,其探测性能也越好。
但是要知道,相控阵雷达孔径是不可能无限扩大的,毕竟武器装备的尺寸是由限制的。而在雷达孔径有限的情况下,自然是功率越大雷达越好。
但是功率越大,也意味着电压越高,与此同时相控阵雷达天线的基本单位——TR元件的能量转化效率又非常低,相当大一部分都转化成了热能,功率更大意味着温度越高,这就对TR元件提出了挑战。
而高电压、大功率、耐热性强正好是氮化镓器件优势所在,相比于砷化镓,前者的体积更小,更加耐高温,能承受的功率更大,相应的也会让相控阵雷达的性能得到极大的提高。
在这方面,美国走在了我国的前面,其为正在建造中的伯克3型驱逐舰配备的SPY6相控阵雷达所使用的就是氮化镓元件,探测性能要比我国的绝大部分盾舰的相控阵雷达都要好。
而我国此次的获奖名单中出现了研究氮化镓技术的科研团队,这也意味着我国在相关领域终于取得了突破性进展,此前外界就推测我国055万吨大驱的相控阵雷达就采用了氮化镓元件,而随着相关领域的研究进展,相信我国的预警机雷达、战斗机机载雷达、防空雷达等也都陆续会用上氮化镓元件。