砷化镓|氮化镓技术在战斗机雷达上的应用蓄势待发( 二 )


氮化镓基收发通道阵列具有更高的效率,这意味着它将从天线表面发射更大的功率。由于功率升高,温度也会升高。额外的热量可能会压倒F/ A-18A~D原有的强制风冷系统,因此雷神公司也为该型机安装了1套液冷系统。迪特马尔斯说:“你必须确保你的解决方案为系统带入了适量的冷却能力。它们带走热量,这样电路才能在它们的优化状态工作,保持合适的温度,确保性能和可靠性”。
为F/A-18A~D换装氮化镓有源相控阵雷达只是雷神公司在该领域的第一步。下一步,该公司将瞄准为F/A-18E/F的AN/APG-79雷达采用氮化镓技术。由于后者天线孔径更大,换装氮化镓之后也将获得更大的性能增量。准确的数据是保密的,但是迪特马尔斯透露,一般来说,氮化镓相对于砷化镓更高的功率附加效率,使之“在相同尺寸、孔径和功率总量的情况下,探测距离大约增加了一倍”。
在某种程度上,随着对手们部署射程更远的陆基防空和空对空拦射导弹,氮化镓阵列可使类似F/A-18E/ F这样的四代机变得更加重要。F/ A-18E/F缺乏F-22和F-35的隐身能力,因此最大化火控雷达的探测距离可能成为一个优先事项。这也适用于其他机型。例如,美空军正在部署配装AN/APG-82有源相控阵雷达的F-15EX战斗机,但已在2020年12月发布一份信息征询书,为该型机寻求各种可能的升级。雷神公司在响应材料中提出了为AN/APG-82雷达应用氮化镓技术,并从2021年6月初开始与美空军就F-15EX未来的雷达升级进行了后续讨论。
但雷达制造商的终极战利品将是下一代作战飞机。美空军和海军正在发展分别取代F-22和F/A-18E/F的战斗机。一型高度隐身的飞机应能更加靠近目标而不被探测到,实际上降低了对氮化镓雷达探测距离优势的需求。但是,氮化镓基传感器可以提供其他好处,例如可以采用更小的阵列,并在比砷化镓更宽的频谱范围内应用跳频技术。迪特马尔斯说:“拥有更宽的频带将使你能够进行跳频,确保你不会停留在某个特定频率上。后一种情况会让你更容易被探测到”。
此外,射频传感器技术将在下一代战斗机上得到进化:一个多功能孔径组成的网络将能完成感知、干扰和通信功能,分布在战斗机组成的网络而不是仅仅单个飞机上,“随着你转向更保形的材料和其他现有技术,你能更有效地将天线放置在任何地方。你还能真的协调分离的天线共同工作,这样,你就能在一架飞机上安装雷达,也能在僚机上协调更复杂的解决方案。当你开始将这些不同的阵列联网时,你就能做某些有趣的事情,使你既不被探测到,又能感知整个空域”。
不过,雷神公司在现有火控雷达中应用氮化镓技术的路径可能并不是通用的。美国诺格公司已在为美海军陆战队提供采用氮化镓技术的AN/TPS80“地面/空中任务导向雷达”(G/ ATOR)。该公司也是F-16战斗机的AN/APG-83,F-22的AN/APG-77和F-35的AN/APG-81等机载有源相控阵火控雷达的供应商,但它没有评论是否应为现有系统提供包括转向氮化镓在内的升级路线图。该公司空中主宰及打击副总裁格雷戈·西默(Greg Simer)表示,公司致力于在有意义的地方应用氮化镓。“我不知道那些传统‘大黄蜂’机队的具体细节,以及导致它们采用氮化镓方案的驱动因素和要求是什么。但是每型飞机都有独特的约束和要求,在正确的场合采用氮化镓也是可能的”。
【 砷化镓|氮化镓技术在战斗机雷达上的应用蓄势待发】以色列航宇工业公司埃尔塔系统分部也是机载火控雷达供应商,它确认其已将氮化镓技术应用到某种战斗机阵列,但没有提供细节。该分部研究、发展与创新副总裁以色列·卢帕(Israel Lupa)透露,“你可以这么说:我们也在机载应用方面实施氮化镓技术,包括战斗机”。