【军武次位面】作者:乐乐
站在2026年,国产先进氮化镓相控阵雷达稳居世界第一,超越美国现役砷化镓雷达一代的说法,已经深入人心。但随着《南华早报》报道了,北京邮电大学吴真平团队在氧化镓材料上的突破,俨然有种要领先美国两代的味道。

▲ 前景确实广阔
不管是机载还是舰载,相控阵雷达的核心基础都是T/R模块,而抛开硬件尺寸带来的T/R模块数量因素,材料确实至关重要。一般而言,T/R模块的单体功率越高(功率密度),雷达输出功率就越强,但实际上还要考虑电压升高、发热加剧等负面因素,再加上禁带宽度(主要影响雷达工作波段),实际上组成了T/R模块材料最核心的四项基础数据。氮化镓雷达之所以被认为领先砷化镓雷达一代,就是因为四个关键指标全面超越后者,尤其是最直观的功率密度,一般能达到砷化镓三倍左右。在其他条件相当的情况下,可以轻松碾压。

▲ “阵风”败北的关键因素,是雷达罩尺寸小且T/R模块材料略逊
到目前为止,国产歼-20、歼-35以及055和052D等新锐装备,都早已完成氮化镓雷达换装,配套生产和保障技术也非常成熟。相比之下,美国虽然很早就计划,为F-35换装使用氮化镓材料的APG-85雷达,但先是因为预置软件升级引发战力混乱,导致美军连续9个月停止接收新机。前段时间又曝出雷达硬件接口设计不合理,叠加新雷达生产延误,无法安装现役APG-81雷达,只能“裸装上阵”的离谱情况。目前洛克希德·马丁的规划,是到2030年完成软硬件整合,以正式搭载APG-85。

▲ 雷达是F-35的明显短板
用更形象的说法就是,国产先进机载雷达目前至少领先美国10年,而这几年火热的国产氧化镓材料,如果能取代氮化镓,就能进一步升级成领先20年。氧化镓除了耐高温性能略差(可以凭借优秀的击穿电压性能来解决),其他基础数据都全面超越氮化镓。哪怕只是直接替换,理论上也足以将当前主流机载雷达300多千米的有效工作距离,拓展到500千米以上。要是再考虑到匹配高能量密度材料,能优化工作效率的软硬件,600千米也不是没有希望。

▲ 歼-16的强悍,在很大程度上源自优秀的雷达
事实上,国内在氧化镓领域的布局已经初见成效,去年就有生产出首片8英寸单晶衬底的消息。吴真平团队的研究,之所以能引起这么大反响,就是因为不是初代理论突破,而是真具备巨大实用价值、面向成熟产业的锦上添花。其创造性的在保留氧化镓耐高温、抗击穿性能的同时,使之具备了铁电功能(即类似U盘的记忆储存属性)。以当前微电子和AI技术的强大水平,这是个技术潜力极大的属性,甚至有可能像相控阵雷达取代传统机械雷达一样,开启军用雷达的新时代。

▲ 仅仅30多年前,国内还将苏-27SK搭载的苏制雷达视为绝对核心
美军在军用AI领域的研究比较深入,目前在武器端搞了不少新项目。其中就包括在导引头上储存地形信息,确保在导航信号被干扰后,依然能通过AI对比内部数据,保证打击精度的思路。雷达当然不需要备份导航系统,但对抗电子干扰、分散部署,以及智能化演变的思路,对现在的雷达确实是一种颠覆。特别是对于正逐渐走入高端空战领域的无人机而言,智能化机载雷达是实现真正意义上集群部署,无需人工强势干预,就能寻找并突袭高价值目标的关键。

▲ 甚至微型雷达也将成为可能
还是那句话,工业从来没有奇迹,只有打好根基之后的稳定迭代。国内目前雷达核心材料的更新,并没有脱离正常升级速度范畴,之所以能领先美国10年,并且正往20年去,最重要的原因是后者就没怎么动。


