055B型驱逐舰是东大海军下一代的大型驱逐舰,相较于前代055型驱逐舰,其性能和装备有了显著提升。根据多项证据,055B型驱逐舰的吨位在1.8万吨至2万吨之间,并且配备了144单元甚至更多。该舰还可能安装激光武器并具备海基反导弹能力,作战能力大幅度提升;
基本原理
055B的346X雷达是全数字相控阵雷达系统,具备双波段特性。具体来说采用了多功能双波段设计,能够同时使用X波段和S波段进行探测和跟踪目标。
全数字相控阵雷达的基本原理是通过在数字域内进行幅相加权,即数字波束形成,来控制波束的方向和形状。这种雷达系统通常由天线阵列、数字发射/接收(T/R)组件、时钟、数据传输系统和数字处理机和雷达显控终端组成,能够有效应对低RCS(雷达散射截面)目标,弹道导弹、巡航导弹、高超音速导弹、敌机和水面舰艇,在400公里范围内发现和跟踪隐身目标。
雷达阵面的基本单元由RMA(雷达模块组件)组成。每个RMA包含若干个TR模块、2个双通道转换器、频率合成器和辅助功率控制器件。根据不同的探测能力需求,可以由若干数量的RMA组成雷达阵面,从而实现不同尺寸的雷达孔径和发射功率。
346X不同型号的阵面由不同数量的RMA构成。例如,055B和055用的基本T/R模块相同,但由于055B的空间和发电功率更大,那么可以增加RMA单元,增加发射功率,每个阵面波段阵列拥有超过6000个收发器.
全数字相控阵雷达中的T/R组件(Transmit/Receive组件)是雷达系统的核心部件,其工作原理和功能至关重要。T/R组件在发射模式下,通过控制器接收定时信号,并将所有T/R开关切换到发射通道,射频激励源送来的信号经过移相器调整相位、衰减器调整幅度后,通过T/R组件进行功率放大,最终发射出去。
在接收模式下,T/R组件则起到低噪声放大器的作用,接收目标反射回来的信号,并通过数控移相器和数控衰减器对信号的相位和幅度进行精确控制,以实现对信号的高效处理。此外,T/R组件还集成了限幅器、环形器以及相应的控制电路和电源调制电路,以确保信号的稳定传输和接收。
数字T/R组件利用直接数字合成技术,通过数字方式计算得到多波束发射权值的幅度和相位,从而实现发射和接收信号的相位和幅度加权,无需传统的移相器。这种全数字化的设计不仅提高了相控阵雷达的性能,还减少了相位误差和损耗,T/R组件在全数字相控阵雷达中通过发射和接收信号的功率放大、低噪声放大以及幅度和相位的调整,实现了对电磁波束的电子调控,从而确保了雷达系统的高效运行和优异性能;
相控阵雷达接收到的回波信号会被送入主机进行处理。主机通过复杂的信号处理算法,如贝叶斯跟踪算法,对目标的位置、速度等参数进行计算。
频率捷变:频率捷变技术通过在短时间内改变发射频率,使得雷达信号能够在较宽的频带上进行扫描,从而提高雷达对目标的分辨能力。可以有效地对抗干扰,提高雷达的探测距离和分辨率。特别是在多径效应影响下的“低慢小”目标探测中,频率捷变技术能够显著提升雷达的探测性能;
采用地杂波动目标显示(MTI)抑制:在海面杂波背景下,采用MTI抑制技术可以显著提高最大探测距离。这种方法通过抑制海地杂波的影响,提高了对低空小型目标的探测能力。
宽频带功能:根据国际上对超宽带(Ultra Wide Band, UWB)的定义,当雷达的百分比带宽FB大于25%时,即认为是超宽带雷达,而346X雷达具备该功能,由于其宽频带特性,超宽带雷达能够提供更高的空间分辨率,从而实现对介质中隐蔽目标的高分辨率成像探测,超宽带雷达可以获取目标的大小、形状、特性,可以用来识别高空弹道导弹等目标细节。
氮化镓雷达T/R模块优势
氮化镓(GaN)雷达模块相较于传统雷达技术在多个方面具有显著的优势和改进:
更高的功率密度:氮化镓材料的功率密度是砷化镓(GaAs)的五倍,这意味着在相同的雷达孔径下,氮化镓雷达可以提供更高的发射功率。
散热能力和工作温度:氮化镓具有更高的热导率(是GaAs的3倍),这使得氮化镓雷达芯片可以承受更高的工作结温,同时具有更好的散热特性
抗干扰能力和可靠性:由于氮化镓材料的高功率密度和高热导率,氮化镓雷达在抗干扰能力和可靠性方面都有显著提升
小尺寸和低功耗:氮化镓雷达模块由于其高功率密度,可以在更小的尺寸内产生极高的射频功率,从而实现更紧凑的设计,氮化镓器件不需要高电压电源。
激光武器上舰
未来无人武器泛滥,071开始了激光武器实验,055B电力供应充足,完全可以装上激光武器作为近程防护系统。
红旗-26导弹–海基反导
红旗-26导弹属于第四代防空导弹。具有防空和反导能力的新型远程防空导弹系统,,其最大射高超过400公里,采用主动雷达和红外成像复合制导,具有在大气层边缘甚至大气层外高层拦截中远程弹道导弹和洲际弹道导弹能力,能够同时拦截多个目标。
红旗-26导弹动能拦截器(KKV)是一种自主寻的、用助推火箭发射的动能武器,其主要工作原理是利用与目标直接碰撞时所产生的巨大动能来杀伤目标。这种武器依靠超高速飞行的非爆炸性弹头所具有的巨大动能,以直接碰撞的方式拦截并摧毁卫星或导弹等高速飞行目标。
动能拦截器的技术规格包括其自主寻的系统和助推火箭发射装置。理论上,它能够加速到10公里每秒,追求“零脱靶量”,即在理论上能够精确击中目标。动能拦截器的优点在于毁伤能力强,毁伤效果可判;不受气象限制;机动灵活,容易部署;技术简单成熟,价格低廉。然而,它的缺点包括目前推进能力有限,作战距离有限,以及难以对付多弹头弹道导弹。
动能拦截器的工作原理基于动能武器的基本原理,即通过高速运动射弹的动能来毁伤目标。动能武器的能量公式为E=0.5mv^2,其中m是质量,v是速度。因此,动能拦截器通过高速运动产生的巨大动能来实现对目标的摧毁
结束语
海基弹道导弹防御系统:随着东大海军逐渐走向远海的战略转型,红旗-26导弹可能会成为海基弹道导弹防御系统的一部分,以航母编队防空为基础,而055B大空间,大发电量,大吨位可以装载大型相控阵雷达,反导导弹进行提供了足够的空间。
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