最神秘的KJ2000预警机相控阵雷达性能


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固态有源相控阵形体庞大,结构复杂,需要解决一系列的技术难题,如射频组件、阵面电源、阵面冷却管道等。一般认为风冷天线比用液冷天线的重量大一倍,显然不可取。空警2000雷达的一个原始设计方案重量目标是9吨,使用液冷天线。液冷需要考虑二次冷却的问题,如果功率很大、单元数很多,二次冷却也会成为严重的问题。比如烧红的铁块放进一盆冷水里,水已经很烫手了,铁块还不能用手接触,显然是失败的冷却。空警2000雷达的一个原始设计方案采用了“组合单元式”液冷,在1000多个T/R组件与阵面电源的冷却点上,“将若干个收发组件组成一个组合单元(Unit),用冷板将其损耗的能量通过流经该冷板的冷却液带走,从而来确保满足T/R组件及前级功放正常工作时的散热要求。由于该雷达是低副瓣天线和相控阵体制,对各个组合单元的输出功率进行了加权处理,因此各个组合单元冷板要带走的热量也不尽相同,这就要求冷却液分配网络能够自适应地作相应的流量调节,以保证整个阵面T/R组件的温度趋于均匀、一致。”间接液冷指冷却液不与电子器件直接接触,电子器件装冷板上。热量自由对流,传导或辐射至冷板,冷板传给冷却液,冷却液将热量带走。国产防冻液没有找到资料,也许可以用俄国的乙二醇防冻液。组合单元组件的结构设计带来一个问题,T/R组件内部的元器件安装极其紧凑,只能采用强迫液冷。


固态有源相控阵雷达天线口径与工作频率直接相关,天线尺寸和重量控制同样重要,载机扛着太重的天线飞起来太累人。空警2000雷达的一个原始设计方案的天线反射体重量小于 500kg,天线口径8.88m×1.54m。天线反射体材料有铝蜂窝夹层板与碳纤维复合材料,因为铝蜂窝夹层板技术更成熟,最有可能选中。蜂窝夹层板以铝蜂窝作为芯材,夹层板上下两面覆盖的铝蒙皮与芯材之间用胶粘结的“三明治”结构。


固态有源相控阵雷达T/R组件发射的功率在空间合成,通过增加天线阵面中的T/R组件数量增加雷达输出功率。一般来说固态有源相控阵雷达全寿命周期成本低,维修方便,具有高精度、多功能、高可靠性等性能优点。

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