與武器融為一體的技術 「共形天線」使偵查更隱密

軍武中心/綜合報導

世界雷達博覽會先前舉辦時,其中一項機載「共形天線」(Conformal antenna)的展示讓各界都目瞪口呆,機身安置「共形天線」後就像是穿上隱身衣一樣,這項看似不可能的技術正慢慢地走向現實。

據《中國軍網》報導,共形天線是指能與武器平台外形保持一致的天線,如同可以直接把天線陣面平滑地貼在載體表面一樣,與平台結構融為一體;共形天線看似只是輕輕一貼,但卻能夠有效降低武器平台的雷達反射面積,對載體的外形結構及空氣動力學等影響也幾乎很少,現在共形天線正成為該領域的研究熱門。

在戰場中,天線是電子設備中用於發射及接收無線電信號的重要裝置,信息化的戰場往往安置了多式多樣的各種電子裝備;以一架戰機為例,機身上裝置著雷達、導航、通信等類型的天線就高達了70多種,而且也很少安裝在機身內部,絕大部分都露在機身外面。

事實上,這些天線正在拖戰場的後腿,布置在機身外的天線,會影響氣動的布局,在安裝時也要在位置上想個半天,以免產生天線遮擋、電磁兼容等問題。即使是幫戰機天線裝備了天線罩,還是會帶來額外的雷達信號反射源,破壞戰機的隱身性能。因此,能與武器平台完美融合的「共形天線」很好的克服了這個問題。

近年來得到許多關注的智能蒙皮(Smart Skin)與共形天線也擁有共同的特點,以往放置在機頭的戰機雷達佔據了龐大的機體空間,而做成智能蒙皮後就可以放在機身的任何部位,使飛機的性能得到大幅提升。智能蒙皮還能用在更大空域、更遠距離的目標掃描與探測;另外,採用共形天線,對武器平台的載重、大小幾乎沒什麼特殊要求,就連水上的艦艇都能實現天線、桅杆、艦橋(指揮室)一體化的設計,應用範圍非常廣泛。

▼中國電科38所在2016年珠海航展亮相的JY-300無人預警機,共形天線設計相當明顯。

美國空軍從2004年開始就和雷神公司(Raytheon Company)對X波段薄型相控陣雷達進行研究,採用的天線技術正好就是共形天線。美軍支援的「系統研發型飛行器」項目也在智能蒙皮技術的基礎上取得重大突破。通過超材料設計,這一項目將F-18「大黃蜂」的垂尾變身成為機載通信天線和合成孔徑雷達,可進行「多方位、多任務」的快速雷達波束掃描。

此外,美國國防部也制定了《推動智能蒙皮天線技術快速發展》的計畫,歐洲也在為無人機量身打造一款曲面掃描天線,等於直接把天線貼在了無人機表面上。隨著共形天線技術的快速發展,未來也將在諸多領域有更加廣闊的應用,如飛機、導彈、衛星、軍艦、潛艇、坦克等,都朝著優化天線設計、將天線與武器平台結構共形的方向發展。預計此技術會在無人機或導彈上最大化的應用,尤其是小型的無人機,可以充分地發揮共形天線的優勢,將整個無人機平台外表層都做為雷達天線,執行更廣泛的偵查通訊、雷達成像等任務。

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