在二十多年前，基于先进半导体射频功放元件的有源电子扫描阵列雷达，简称为AESA相控阵雷达，曾经是我军可望而不可求的先进装备。我国虽然在上世纪七十年代就研发了7010战略预警雷达，也采用了相控阵体制，但是这部雷达使用行波管射频功放，体积巨大、能耗极高，不适合装备到飞机和舰船上。
直到十几年前，我国的军用半导体技术获得突破，AESA雷达才在我三军中普及开来。如今我国空军新生产的战斗机几乎都用上了AESA雷达，海军舰艇和陆基防空系统也普遍用上了AESA雷达，而且随着民营企业生产的相关元器件越来越成熟，甚至很多民用雷达也开始使用AESA体制。有网友感叹说，AESA在我国终于“白菜化”了。
不过，我们的军工科研人员并没有止步，而是在不停地攀登世界雷达技术的最高峰。根据香港《南华早报》最近的报道，我国科研期刊《固态电子研究与进展》上个月发表的一篇论文透露了我国在军用相控阵雷达领域的新进展。这篇论文是由中国电子科技集团（CETC）某研究所的高级工程师胡燕生领导的团队发表的，展示了一种使用新型氮化镓射频功放元件制造的功放芯片，工作在战斗机雷达最常见的X波段，用手指大小的芯片就能产生峰值功率达到2.4千瓦的雷达射频信号。这是一个极其了不起的指标。
目前世界上战斗机载AESA雷达，其每个TR收发组件的射频功放模块通常采用四合一的封装方法，将四片功放元器件封装在一起，最先进的指标大约是：每个功放元器件的峰值发射功率仅为几十瓦，整个模块的峰值发射功率仅为一百至两百瓦。
电科集团在这篇论文中展示的技术，已经比传统TR模块的发射功率高了一到两个数量级，也就是100倍以上。
我们清楚，美国从二十多年前就对中国严格禁运半导体射频放大器芯片。现在看来，这种制裁不但无效，反而促使我国军工行业开发出了世界第一流的产品，狠狠地抽打了美国的脸。
功放元器件的峰值发射功率大幅度提高，对雷达的性能提升有什么帮助呢？根据雷达作用距离公式，在其他所有条件都不变的情况下，雷达的作用距离与雷达发射功率的四次方根成正比。
也就是说，如果发射功率提升100倍，雷达的作用距离就能提升3.16倍。现代战斗机载AESA雷达对RCS 6平米左右目标的探测距离通常在400公里左右，如果使用电科集团这种新型射频功放芯片，则有可能探测到1200公里之外的同类目标。
当然，让雷达发射功率提升100倍需要做的工作远不止换上这款新型芯片就完事了。超高功率雷达对于供电系统和散热系统的要求同样很高。在战斗机上，这样的性能提升并不容易实现。
但在陆基远程雷达上，供电系统和散热系统的设计受体积和重量的限制不大，实现超高功率要容易得多。这也是电科集团在这篇论文中所阐述的应用场景之一。根据参加这个项目的科学家们预计，在采用了这款新型功放芯片之后，我国新一代AESA雷达将能够产生功率达到30兆瓦的信号，足够探测4500公里之外的目标。当然，这样的雷达将需要数万个这种芯片同时工作。
现有的射频功放芯片由于功率密度相对较低，无法满足新型超高功率微波系统的需求。在超过1千瓦的功率输出下，大多数镓基半导体都会发生击穿效应，在高压下发生电子泄露。
电科集团的科学家们在氮化镓中添加了铝，这是防止电子泄漏的屏障，但添加过多的铝又可能会影响电子流动并降低芯片的峰值功率。电科集团的科学家们经过反复试验找到了最佳配方，并且重新设计了射频功放的栅极，从常用的T形改为V形，显著提高了雷达信号的功率和质量。
AESA雷达的关键元器件不仅有射频功放元器件，数字信号处理器DSP也是关键元器件之一。在这个领域，我国军工体系一样走在世界的前列，电科集团的“魂芯”和“华睿”系列DSP芯片的最新型号，都是世界顶级DSP产品。在这些先进元器件的加持下，我军必然会拥有世界上最先进的有源相控阵雷达。
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