“隱身”和“反隱身”是現(xiàn)代空戰(zhàn)領(lǐng)域的核心問題之一。

對(duì)當(dāng)前面臨著大量美國(guó)F-35、F-22隱身戰(zhàn)機(jī)的中國(guó)來說，提升自己的反隱身能力一直是我國(guó)的目標(biāo)。

這些年，中國(guó)也不斷突破來自美國(guó)的各種技術(shù)封鎖，我們一項(xiàng)新技術(shù)上取得的成就，便助力了我國(guó)反隱身能力有了指數(shù)級(jí)的增加。

美國(guó)F-35隱身戰(zhàn)機(jī)

比如根據(jù)2025年6月印度媒體《歐亞時(shí)報(bào)》的報(bào)道，隨著中國(guó)在碳化硅技術(shù)上的發(fā)展，使得中國(guó)空軍的殺傷能力提升了3倍，讓美國(guó)隱身戰(zhàn)機(jī)無處遁形。

“碳化硅”材料和雷達(dá)

“碳化硅”是一種新型的半導(dǎo)體材料，主要作用是用來造芯片以及雷達(dá)中的T/R組件。相較于傳統(tǒng)的雷達(dá)材料，用碳化硅生產(chǎn)的雷達(dá)有更強(qiáng)的反隱身能力。

當(dāng)前新銳的雷達(dá)，尤其是相控陣體系的雷達(dá)，主要用砷化鎵和氮化鎵這兩種材料。

其中氮化鎵最先進(jìn)，中國(guó)生產(chǎn)的最先進(jìn)的有源相控陣?yán)走_(dá)，都是用的氮化鎵。

美國(guó)F-35戰(zhàn)機(jī)使用的APG-81型雷達(dá)，則采用砷化鎵作為材料。這使得F-35在持續(xù)工作時(shí)間、功率等方面都不如中國(guó)最新銳的機(jī)載雷達(dá)。

APG-81雷達(dá)

這幾年美國(guó)在APG-81雷達(dá)的基礎(chǔ)上又研發(fā)出了APG-83型雷達(dá)，這款A(yù)PG-83雷達(dá)的T/R組件就是采用了氮化鎵材料。

在2024年中旬時(shí)，美國(guó)空軍就要求相關(guān)軍工企業(yè)在新生產(chǎn)的F-16和F-35型戰(zhàn)機(jī)上，使用APG-83型雷達(dá)。

APG-83雷達(dá)

至于俄羅斯的相控陣?yán)走_(dá)——雪豹E雷達(dá)，則受限于俄羅斯在半導(dǎo)體材料的技術(shù)和成本，不管是砷化鎵還是氮化鎵它都用不起，所以雪豹E雷達(dá)采用的是行波管。

雪豹E雷達(dá)

這使得雪豹E雷達(dá)有著持續(xù)工作時(shí)間短、精度低、抗干擾能力弱、無法測(cè)繪、無法變頻等劣勢(shì)。

碳化硅和氮化鎵的優(yōu)劣

而“碳化硅”材料相較于氮化鎵，又有了很多自己獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。

其一是“碳化硅雷達(dá)”的耐熱能力更強(qiáng)。

雖然氮化鎵理論上能承受1700攝氏度的高溫，但受限于封裝雷達(dá)的材料的耐熱能力，“氮化鎵雷達(dá)”的實(shí)際工作環(huán)境溫度最高只能在200攝氏度。

一個(gè)封裝好的T/R組件

相比較之下“碳化硅雷達(dá)”能用耐熱能力更強(qiáng)的材料進(jìn)行封裝，所以其工作環(huán)境溫度最大能達(dá)到600攝氏度。

因?yàn)槟蜔崮芰Ω鼜?qiáng)，雷達(dá)就能承受更大的功率，且在“大功率工作狀態(tài)”下持續(xù)工作更長(zhǎng)時(shí)間。

其二是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。“碳化硅雷達(dá)”可以直接集成驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)模塊，這使得其外圍零部件的數(shù)量大幅度減少，能簡(jiǎn)化雷達(dá)的結(jié)構(gòu)，降低其重量和維護(hù)難度。

以碳化硅生產(chǎn)的半導(dǎo)體（芯片）

此外因?yàn)槟艹惺艿臏囟雀撸?strong>“碳化硅雷達(dá)”在散熱部件上還能進(jìn)行簡(jiǎn)化，這進(jìn)一步簡(jiǎn)化了其結(jié)構(gòu)，降低了重量和維護(hù)難度。

其三是其抗復(fù)雜電磁環(huán)境的能力更強(qiáng)。

因?yàn)樘蓟璧呐R界擊穿場(chǎng)強(qiáng)高于氮化鎵材料，所以碳化硅能承受更高頻率的電磁脈沖。

這使得“碳化硅雷達(dá)”在面對(duì)敵人的電磁干擾時(shí)，以及在復(fù)雜電磁環(huán)境中的作戰(zhàn)能力，表現(xiàn)要好于“氮化鎵雷達(dá)”。

“碳化硅半導(dǎo)體”抗電磁脈沖能力更強(qiáng)

當(dāng)然，“碳化硅雷達(dá)”對(duì)比“氮化鎵雷達(dá)”也不全然都是優(yōu)勢(shì)，這兩種雷達(dá)互有優(yōu)劣。

“氮化鎵雷達(dá)”對(duì)比前者，主要有三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。

其一是“氮化鎵雷達(dá)”在高頻段分辨率更高，這使得其不僅能空戰(zhàn)，還能探測(cè)地面的地形。

此外因?yàn)椤疤蓟枥走_(dá)”在毫米波頻段這樣的“高頻段”效率相對(duì)更低，所以在“短兵相接”的空戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)上，“氮化鎵雷達(dá)”在距離隱身戰(zhàn)機(jī)更近的情況下，更容易發(fā)現(xiàn)隱身戰(zhàn)機(jī)。

戰(zhàn)機(jī)距離越近，氮化鎵雷達(dá)越有優(yōu)勢(shì)

其二是“氮化鎵雷達(dá)”的功率密度更高。

也就是說，同樣是1000個(gè)T/R組件，“氮化鎵雷達(dá)”的體積可以做得比“碳化硅雷達(dá)”更小。

其三是“氮化鎵雷達(dá)”的瞬時(shí)帶寬更寬，可以兼容更多通信頻段。

這一優(yōu)勢(shì)使得一個(gè)“氮化鎵雷達(dá)”上可以兼容更多的功能，比如說除了用雷達(dá)電磁波探測(cè)目標(biāo)的功能外，還能搭載對(duì)敵方電子系統(tǒng)的干擾能力。

氮化鎵雷達(dá)可以集成更多功能

“碳化硅雷達(dá)”的優(yōu)勢(shì)

根據(jù)印度媒體援引印軍前飛行員的說法，他稱中國(guó)已經(jīng)將這類雷達(dá)技術(shù)運(yùn)用在了殲20身上，使得殲20的性能再次被強(qiáng)化。

（殲20戰(zhàn)斗機(jī)）

其實(shí)，集合“氮化鎵雷達(dá)”和“碳化硅雷達(dá)”各自的優(yōu)劣來，我們可以發(fā)現(xiàn)，“碳化硅雷達(dá)”不僅能“強(qiáng)化”戰(zhàn)斗機(jī)，它似乎更適合放在預(yù)警機(jī)上。

因?yàn)椤疤蓟枥走_(dá)”在功率和持續(xù)工作時(shí)長(zhǎng)上的優(yōu)勢(shì)，裝備了“碳化硅雷達(dá)”的預(yù)警機(jī)可以獲得更遠(yuǎn)距離的探測(cè)能力。

“碳化硅雷達(dá)”適合裝在預(yù)警機(jī)上

現(xiàn)有的預(yù)警機(jī)，像美國(guó)E-3、E-2D，以及中國(guó)空警-500，可以探測(cè)距離在600~800公里左右。那么搭載了“碳化硅雷達(dá)”的預(yù)警機(jī)，探測(cè)距離可能達(dá)到1000公里以上，甚至可以更遠(yuǎn)。

此外預(yù)警機(jī)因?yàn)轶w積大帶來的承載能力更強(qiáng)，還可以采用“復(fù)合雷達(dá)”。也就是它的雷達(dá)同時(shí)裝備“碳化硅雷達(dá)”和“氮化鎵雷達(dá)”，從而集合兩種雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前我國(guó)正在研發(fā)空警-3000型預(yù)警機(jī)，該型預(yù)警機(jī)采用運(yùn)-20運(yùn)輸機(jī)作為平臺(tái)，最大起飛重量達(dá)到了200噸左右，遠(yuǎn)超空警-500預(yù)警機(jī)的70多噸。

疑似空警-3000預(yù)警機(jī)試飛

一款最大起飛重量達(dá)到200噸的預(yù)警機(jī)，自然是有能力同時(shí)裝備以上兩種類型的雷達(dá)。

此外因?yàn)椤疤蓟枥走_(dá)”對(duì)高溫忍耐能力的優(yōu)勢(shì)，這款雷達(dá)還能裝在一些小型飛行器上。

一些飛行器因?yàn)轶w積小，所以雷達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)的距離就比較近。而發(fā)動(dòng)機(jī)在持續(xù)工作中會(huì)產(chǎn)生高溫，這會(huì)對(duì)雷達(dá)造成一定的影響。

小型無人機(jī)的雷達(dá)系統(tǒng)受發(fā)動(dòng)機(jī)溫度影響較大

“碳化硅雷達(dá)”就不用擔(dān)心這種問題了，其T/R組件在封裝之后能承受600攝氏度的溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫對(duì)其影響更小。

到時(shí)候我國(guó)生產(chǎn)的小型無人機(jī)上，說不定都能裝使用了碳化硅T/R組件的有源相控陣?yán)走_(dá)。

信息來源： 【1】新華網(wǎng)·《美空軍要求諾格公司提供APG-83火控雷達(dá)系統(tǒng)以升級(jí)F-16戰(zhàn)斗機(jī)》 【2】全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)·《每日科技名詞|碳化硅》