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歼-20采用的“有源相控阵雷达” 所用材料竟不是最先进?

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文|军事频道

雷达用砷化镓还是普通二极管?中国有源相控阵雷达材料还需疾进

近期,有源相控阵雷达成为武器装备领域一个热议的话题,无论是解放军先进舰艇,还是中国空军和海军航空兵的歼-10、歼-20战斗机,都因有源相控阵雷达的嵌入,而大幅提升了能力。那么,有源相控阵雷达的电子器件,所用的材料,是不是已经是最先进的呢?如果不是,还需要不需要继续改进呢?

可以肯定,砷化镓(GaAs)和氮化镓材料是有源相控阵雷达电子器件的主要材料,根据国内舰船类杂志的描述,中国驱逐舰052C上的346型雷达没有使用砷化镓,用的只是传统的硅双极管类的物质。砷化镓作为一种重要的半导体材料,属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,闪锌矿型晶格结构的晶格常数5.65×10-10m,熔点1237℃,禁带宽度1.4电子伏,1964年就进入实用阶段。如果先进的052C至今没有采用,似乎不太可信,毕竟我们不能迷信国家的舰船类杂志。

具体到砷化镓的功用上,它可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等,由于其电子迁移率比硅大5~6倍,在高速数字电路方面应用较广,具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。

此外,砷化镓还可以用于制作体效应器件,显示了它兼具多方面优的特质。但是,砷化镓尽管具有优越的性能,由于它在高温下分解,要生产理想化学配比的高纯的单晶材料,技术上要求比较高。或许,这就是052C没有采用的原因,也从一个侧面反映了中国军工需要突破的领域还包括砷化镓?

但是,多方消息都推测最新型052D驱逐舰的346A雷达可能采用了“砷化镓”,改变了052C的346型相控阵雷达在材料上比美国落后1~2代的局面。无论如何,052D驱逐舰的346A雷达工作频率为S波段,由于硅双极管组件的功率损耗则明显高于砷化镓T/R单元,发热也更多,所以052C型驱逐舰的相控阵雷达从外表上看是有类似APAR雷达的散热罩的,而052D型的新型346雷达则功率损耗小,散热低,所以取消了散热罩。这一点似乎就是052D型采用了GaAs组件的证明。

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