[推荐][原创]关于舰载雷达是否是有源还是无源阵的一些看 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 17:18:05
写了这么多,大家不顶,我自己顶

关于舰载雷达是否是有源还是无源阵的一些看法
关于有源阵的T/R单元的成品率,有朋友拿APG77的来对比。我要说:
APG-77的T/R组件难造原因很多,但不同用途的T/R组件是不同。成品率也不同

第一就是集成度太高,由于机载有源阵对器件体积限制极大,导致其T/R组件中MMIC上
整合的微波电路功能太多,太复杂造成的,要是把复杂度降低成品率上去不难,商用
MMIC器件制造就因为电路简单,成品率可达95%以上。
第二元器件的体积限制要求太大,而功率要求尽可能的高,基于所在工作频段。这玩意
的研制难度是极大的,机载的甚至比星载的难度更大(这可以说算是反常的)。
舰载有源阵则不同,第一就是T/R单元体积大,加上现有的比较成熟的微波电路工艺,
再使用一些更成熟的分立微波器件,这种混合电路,可以让成本和技术成熟度控制在
一个可接受的范围内。
我们现在的微波电路上来说所用的技术远比研制APG77时先进,举个例子:APG77上的
有源相控阵T/R单元,是90年左右基本发展成功,91年对外公开细节的。当时投产的
数字电路典型的代表是Intel80486(89年),工艺制程是1-0.8um,到1994逐步提高到
0.5-0.6um的奔腾。而微波电路和数字电路不同,微波电路对刻画精度和深度要求都比
数字电路高,因此对半导体先进制程的应用可以说要比数字电路晚。而我们97年发展
出类似APG77上的T/R组件时,我们已经有比较成熟的1-0.8um的微波电路制造技术,现
在已经发展到0.5-0.35um左右的比较成熟微波电路制造技术(批量),这几年光这种
加工设备销量是以前的N倍。了解一些微波电路的成品率细节问题可以知道为什么其生
产率低,材料的性能撇开不说(就是光刻胶,基板等品质),光从光刻图形的角度上
来说,微波电路的光刻图形的精度远大于数字电路,为什么?数字电路处理高电平和
低电平就好了,电平低一点高一点数字电路并不敏感(所以才有改动电压超频的玩法)。
而微波电路恰恰相反,其要求输出的电平波形要求非常精确,因为生成的通常是低频
低功率信号,后面还有N倍的放大电路和激励电路。低频时电平输出不精确,倍N倍频
之后,波形还能用还能看吗?所以先进的半导体工艺对微波电路的成品率提高是非常
重要的一环,一般来说微波电路刻画上还要考虑到精度和具体接受光刻的位置(光刻
在基片边缘的失真,以及光刻胶基片等可能导致的缺陷),微波电路事先会设计一些
调参的电容电阻连接图形在微波电路里,产品出来之后基本都是测试不合格的,就用
激光熔断一些微波电路中的调参用相连电容电阻的连接线条,来实现达到精确修正参
数的目的。几乎每个微波电路都要这样修正才能封装使用。由于这些修正手段都是有
有一定限制的,所有修正不了器件才是废品。激光调参修正这项技术好像在国外国外
也是90年代中期才开始在半导体工艺中大量应用(设计手段问题),国内近几年也才刚
用上。仅一个激光调参就能让微波电路的成品率提高不少,现在商品化的微波和数字
电路,基本后续都采用这个东西来提高产品成品率
因此我实在不觉得我们的舰载S波段T/R组件会比X波段机载T/R组件难和贵。成品率会
低到无法承担的水平,根据2002国内的一些报道,某所其投资几百万还是几千万组建
的同一类器件的有源T/R组件的两条生产测试兼调试线(激光调阻),一年可生产合
格某波段T/R组件6000余个(合格率好像70-80%),由于其不够生产两个阵面所用的
器件,不能满足国防需求,准备大幅度加大投资增加产量。由此可见我们舰载的T/R
组件关键问题在投资不足导致产能不大,而非合格率问题。
对于其他质疑有源阵的说法,我的意见是不妨反证一下,我们怎样将S波段的无源阵
发射机峰值功率提高到2M瓦左右。如果为此调查一下国内真空电子管设计制造加工技
术,就可以比较容易的得出结论:在9x年项目立项时,根本不敢指望能实现无源阵用
的发射机专用大功率行波管、放大管和其他器件能按时达标完成,以今天的研制基础
或许可以,因为在2002年之后国内研制完成了一套2D的电子管CAD设计和仿真软件,标
志着我们终于对大部分电子管的基础研究取得阶段性进展,不过现在美国3D模拟仿真
的电子管CAD软件都差不多完成了,其上应用的一些新技术和设计理论我们基本刚开
始探索,基本而言在这些设计分析工具方面我们最少还有8-12年的差距。当时我们电
子管的整体水平和性能,特别是稳定性和寿命更让军方不敢奢望,经常美国同类管寿
命能上千到几千小时,而我们的才10-几百小时,差距巨大。反而我们在T/R组件上当
时已经获得很大突破,只是所用技术层次还比较老,多是采用一些大的微波分立器件,
此时我们的MMIC的研制也获得较大整体突破,所以最后在T/R组件问题上,专家建议
结合实际,新老方法混合使用,研制我们的大功率L,S,C,X...波段T/R组件技术(相
关产品预计应用到地面预警炮位雷达、机载预警雷达和舰载相控阵上)。由于有源阵
的很多特性,如10%部分器件故障不影响整体性能,这更符合国内对性能可靠性的需
求实际,用无源阵,以我们现在的电子管器件寿命来看,根本无法用,美国同类管基
本上是我们现在(2000年以后)管子平均寿命的3-10倍,精度和稳定性更好,在这项目
立项的时候,我国的电子管平均寿命甚至仅有美国的1/20-1/30,其他性能就更别提
了。
不是我非要拔高吹嘘国内的技术水平,深入了解一下国内电子元器件的生产的过去和
现状,考虑到一些现实因素,可以说当初根本就没有选择无源阵的任何可能性。当然
我并不是说国内就不发展无源阵了,处于成本以及具体功能和任务而言。无源阵的前
景还是比较好的,国内相关领域一点也不会放松。实际采用先进技术的低成本无源阵
的研制工作正在如火如荼的展开。不过但是对于机载和舰载来说,特别是舰载的类宙
斯盾系统,国内目前根本没有任何可能性采用无源阵。降低有源阵成本的方式很多,
相关杂志上有介绍,有兴趣可以去找找。

[em07][em08]写了这么多,大家不顶,我自己顶

关于舰载雷达是否是有源还是无源阵的一些看法
关于有源阵的T/R单元的成品率,有朋友拿APG77的来对比。我要说:
APG-77的T/R组件难造原因很多,但不同用途的T/R组件是不同。成品率也不同

第一就是集成度太高,由于机载有源阵对器件体积限制极大,导致其T/R组件中MMIC上
整合的微波电路功能太多,太复杂造成的,要是把复杂度降低成品率上去不难,商用
MMIC器件制造就因为电路简单,成品率可达95%以上。
第二元器件的体积限制要求太大,而功率要求尽可能的高,基于所在工作频段。这玩意
的研制难度是极大的,机载的甚至比星载的难度更大(这可以说算是反常的)。
舰载有源阵则不同,第一就是T/R单元体积大,加上现有的比较成熟的微波电路工艺,
再使用一些更成熟的分立微波器件,这种混合电路,可以让成本和技术成熟度控制在
一个可接受的范围内。
我们现在的微波电路上来说所用的技术远比研制APG77时先进,举个例子:APG77上的
有源相控阵T/R单元,是90年左右基本发展成功,91年对外公开细节的。当时投产的
数字电路典型的代表是Intel80486(89年),工艺制程是1-0.8um,到1994逐步提高到
0.5-0.6um的奔腾。而微波电路和数字电路不同,微波电路对刻画精度和深度要求都比
数字电路高,因此对半导体先进制程的应用可以说要比数字电路晚。而我们97年发展
出类似APG77上的T/R组件时,我们已经有比较成熟的1-0.8um的微波电路制造技术,现
在已经发展到0.5-0.35um左右的比较成熟微波电路制造技术(批量),这几年光这种
加工设备销量是以前的N倍。了解一些微波电路的成品率细节问题可以知道为什么其生
产率低,材料的性能撇开不说(就是光刻胶,基板等品质),光从光刻图形的角度上
来说,微波电路的光刻图形的精度远大于数字电路,为什么?数字电路处理高电平和
低电平就好了,电平低一点高一点数字电路并不敏感(所以才有改动电压超频的玩法)。
而微波电路恰恰相反,其要求输出的电平波形要求非常精确,因为生成的通常是低频
低功率信号,后面还有N倍的放大电路和激励电路。低频时电平输出不精确,倍N倍频
之后,波形还能用还能看吗?所以先进的半导体工艺对微波电路的成品率提高是非常
重要的一环,一般来说微波电路刻画上还要考虑到精度和具体接受光刻的位置(光刻
在基片边缘的失真,以及光刻胶基片等可能导致的缺陷),微波电路事先会设计一些
调参的电容电阻连接图形在微波电路里,产品出来之后基本都是测试不合格的,就用
激光熔断一些微波电路中的调参用相连电容电阻的连接线条,来实现达到精确修正参
数的目的。几乎每个微波电路都要这样修正才能封装使用。由于这些修正手段都是有
有一定限制的,所有修正不了器件才是废品。激光调参修正这项技术好像在国外国外
也是90年代中期才开始在半导体工艺中大量应用(设计手段问题),国内近几年也才刚
用上。仅一个激光调参就能让微波电路的成品率提高不少,现在商品化的微波和数字
电路,基本后续都采用这个东西来提高产品成品率
因此我实在不觉得我们的舰载S波段T/R组件会比X波段机载T/R组件难和贵。成品率会
低到无法承担的水平,根据2002国内的一些报道,某所其投资几百万还是几千万组建
的同一类器件的有源T/R组件的两条生产测试兼调试线(激光调阻),一年可生产合
格某波段T/R组件6000余个(合格率好像70-80%),由于其不够生产两个阵面所用的
器件,不能满足国防需求,准备大幅度加大投资增加产量。由此可见我们舰载的T/R
组件关键问题在投资不足导致产能不大,而非合格率问题。
对于其他质疑有源阵的说法,我的意见是不妨反证一下,我们怎样将S波段的无源阵
发射机峰值功率提高到2M瓦左右。如果为此调查一下国内真空电子管设计制造加工技
术,就可以比较容易的得出结论:在9x年项目立项时,根本不敢指望能实现无源阵用
的发射机专用大功率行波管、放大管和其他器件能按时达标完成,以今天的研制基础
或许可以,因为在2002年之后国内研制完成了一套2D的电子管CAD设计和仿真软件,标
志着我们终于对大部分电子管的基础研究取得阶段性进展,不过现在美国3D模拟仿真
的电子管CAD软件都差不多完成了,其上应用的一些新技术和设计理论我们基本刚开
始探索,基本而言在这些设计分析工具方面我们最少还有8-12年的差距。当时我们电
子管的整体水平和性能,特别是稳定性和寿命更让军方不敢奢望,经常美国同类管寿
命能上千到几千小时,而我们的才10-几百小时,差距巨大。反而我们在T/R组件上当
时已经获得很大突破,只是所用技术层次还比较老,多是采用一些大的微波分立器件,
此时我们的MMIC的研制也获得较大整体突破,所以最后在T/R组件问题上,专家建议
结合实际,新老方法混合使用,研制我们的大功率L,S,C,X...波段T/R组件技术(相
关产品预计应用到地面预警炮位雷达、机载预警雷达和舰载相控阵上)。由于有源阵
的很多特性,如10%部分器件故障不影响整体性能,这更符合国内对性能可靠性的需
求实际,用无源阵,以我们现在的电子管器件寿命来看,根本无法用,美国同类管基
本上是我们现在(2000年以后)管子平均寿命的3-10倍,精度和稳定性更好,在这项目
立项的时候,我国的电子管平均寿命甚至仅有美国的1/20-1/30,其他性能就更别提
了。
不是我非要拔高吹嘘国内的技术水平,深入了解一下国内电子元器件的生产的过去和
现状,考虑到一些现实因素,可以说当初根本就没有选择无源阵的任何可能性。当然
我并不是说国内就不发展无源阵了,处于成本以及具体功能和任务而言。无源阵的前
景还是比较好的,国内相关领域一点也不会放松。实际采用先进技术的低成本无源阵
的研制工作正在如火如荼的展开。不过但是对于机载和舰载来说,特别是舰载的类宙
斯盾系统,国内目前根本没有任何可能性采用无源阵。降低有源阵成本的方式很多,
相关杂志上有介绍,有兴趣可以去找找。

[em07][em08]
好贴,不过有个别地方看不明白
[此贴子已经被作者于2005-5-19 15:12:34编辑过]
[B]以下是引用[I]中华土鸡[/I]在2005-5-19 15:08:00的发言:[/B][BR]郁闷,改的时候被人拉出去次数太多,还有什么多不通的地方
气死了,大家凑和着看吧..[em03][em03][em06][em06]
蛮有趣得,分析得方法独辟蹊径~~~
[B]以下是引用[I]中华土鸡[/I]在2005-5-19 14:56:00的发言:[/B][BR]由于有源阵
的很多特性,如10%部分器件故障不影响整体性能,这更符合国内对性能可靠性的需
求实际[em07][em08]


没错,对于有源的,损坏一些独立模块级别的T/R组件并不影响整体性能,但是模块与模块之间不能形成组件级别的损坏。
写的非常好,很专业哦
看不懂,弱弱的问一句,有源好,还是无源好?
不要拍我,我是菜鸟哦
[em06][em06][em06][em06][em06]
好象是专业人士写的,关注中华土鸡N久了,果然味道好极了!![em03]
专业,精辟
好文.
如方便, 请指教以下问题:
1. MMIC的中文是什么?
2. 文中所述的微波电路制造设备是有国产的吗? 若只能进口, 进口渠道广吗? 会不会受到限制?
3. 170上似乎没有照射雷达, 是否意味170的雷达类似APAR也是X波段, 具有照射功能.
4. 无源阵有什么特长,为什么还有生命力?
5. 现役[B]机载[/B]有源阵性能是否已超出机械雷达?
6. 能否预测[B]国产机载[/B]有源阵何时服役.
专业,专业性的言论。说起来老毛子在波控管上是很厉害的。
成都红光还是国光就在做这个管子,比同样总量的黄金还贵。
还是有源好,
> 好文.
> 如方便, 请指教以下问题:
> 1. MMIC的中文是什么?
MMIC的学名是:单片微波集成电路
> 2. 文中所述的微波电路制造设备是有国产的吗?
〉若只能进口, 进口渠道广吗? 会不会受到限制?
首先说明一下
我谈到和涉及的微波制造技术是制作MMIC器件时所用的半导体光刻。
基本上我国目前在0.35微米以上的半导体光刻技术,基本可以立足于自产
可以说我们基本上已经实现0.35微米以上的半导体生产技术的全面国产化。
这方面不国产化的也是一些意义不大的周边设备。
基本上国内生产的新设备和国外的二手设备现在都很多,个人觉得,封锁
意义不大。
国内正在研制0.1um的半导体核心技术:197nm的准分子光刻设备,该设备是
国外实现0.09-0.11um半导体制程生产的关键。并有潜力达到0.07um左右,
更进一步的话可能用软X光或其他技术来实现,这方面国内外都处于初期阶
段。该光刻机各部件已经陆续有报道了,可能这一两年就会有更深入的信
息。
> 3. 170上似乎没有照射雷达, 是否意味170的雷达类似APAR也是X波段,
> 具有照射功能.
170不是X波段的,上面必定有照射雷达,不然对100KM以外的目标不能进行
较高精度的引导(如果导弹采用TVM方式制导的话)
> 4. 无源阵有什么特长,为什么还有生命力?
就是比有源便宜,甚至便宜很多,技术更成熟,性能好,性价比高。
有时候体积重量也相对较小。
有源阵在各方面对周边设备的要求都比无源阵提高一个档次。而且有源阵具
备很多的特性,可以发展出比无源阵更多的特色功能,这些都需要摸索和实
践才行。这个过程和周期相当长,大家必须有足够的耐心,不然F-2的雷达
就是我们的榜样(器件的先进不等于雷达的先进)。所以长期以内国内雷达
主要还是无源多些。
> 5. 现役机载有源阵性能是否已超出机械雷达?
我想我们预警机上的有源阵,已经可以说明问题了
这东西好坏必须看技术成熟度,不然F-2就是榜样。
> 6. 能否预测国产机载有源阵何时服役.
预警机上已经服役了。
机载有源火控雷达,国内至少自1996年左右开始研究其中的很多细节。这样
一款雷达从部件开始研制,需要至少15年以上,拖到20年也不奇怪。大家看
看美国日本和欧洲这方面的工程进度和时间就知道了。日本失败的原因很大
一部分是日本过于自信其加工技术的先进,而雷达项目实施的时间并不长,
和美国一款机载火控雷达的研制周期比,它应该多预计5-8年时间开发。因为
日本明显缺课,对于我们而言现在PD技术的群体提高,正是因为80,90年代
我们吃足了苦头,才有今天的进步。我们的第一款PD雷达自78年开始研制,
到1995年才初步解决J8和平鸽问题,整整17年。对于难度更大的机载有源相
控阵,其他不说光周边可实现的各种花哨功能就是PD雷达数倍。日本在之前
没有什么成熟和完整的机载PD雷达研制经验的前提下,盲目追求高新,于是
面临着机载PD技术和有源技术下的PD技术的增强和扩展两大技术难题,而它
们从具体计划实施到F-2上天,仅11-12年就想完成当然是痴人说梦,失败是
注定了的(美国根本不会转让这方面的核心技术)。
我们现在的能力而言,机载PD雷达比日本基础好,但是我们不和美国比,光
和欧洲比,这方面都要落后很多,而欧洲的机载有源阵大概要06-08年才能
成熟到服役状态(雷达已经上机试验,但还达不到服役状态),说实话我们
的要能达到服役这个状态,如果能赶在2012-2014年,可以说就不错了,实
际上这个时间差也是我们现在和欧美在有源阵器件研制进度上的时间差。
好文!!又长见识了!!!
国产的机载有源阵看来能比四代机出来的早.
如方便, 请继续指教:
1. 目前为止, 170似乎确实没看到有专门的照射雷达. S波段是否也能实现照射功能? 除X 波段, 有其他波段也能实现照射功能吗? 另, 国外有不需照射的现役远程导弹吗?
2. 机载雷达. 美国[B]战斗机用的[/B]现役有源阵性能上能超过现役的机械雷达吗? F2的破烂货, 以色列的雷达挺强但目前为止也没有机载有源阵, 这些似乎表明目前的[B]战斗机用的[/B]机载有源阵性能不会很好.
3. 能否评价一下11B的"三位一体"PD雷达. 比如与SU30MK的比.
4. 能否介绍一下国产的机载PD雷达的发展过程和现状.
后面的3个问题有点跑题,  但比较感兴趣, 请见谅.
[B]以下是引用[I]pinglong[/I]在2005-5-21 15:59:00的发言:[/B][BR]国产的机载有源阵看来能比四代机出来的早.
如方便, 请继续指教:
1. 目前为止, 170似乎确实没看到有专门的照射雷达. S波段是否也能实现照射功能? 除X 波段, 有其他波段也能实现照射功能吗? 另, 国外有不需照射的现役远程导弹吗?
.


S波段不能进行照射,C波段也可进行照射.
另外一个天线罩子里并一定就只容纳一个天线或者是一个波段的天线.
感觉形势一片大好啊!
我们能生产197nm的光刻机?
这件事比造出龙芯还值得向毛主席报喜!