又一技术超福特号！福建舰独创电子桅杆，集成28面雷达，全球第一

福建舰的桅杆又让美国网友破防了！

前段时间，福建舰海试归来，桅杆都给熏黑了，这表明此次海试非同小可，其动力与电力系统经历了严格的测试，验证了福建舰在高速航行状态下的性能与可靠性。

但美国网友将福建舰与福特号对比之后，发现一个让他们非常失望事实,那就是福建舰的桅杆，美国根本造不出来。

福建舰的桅杆有何特别之处，为何美国造不出来呢？

桅杆的发展历史

桅杆是舰艇上最高的部件，也是主要传感器的安装位置。随着现代舰艇的发展，桅杆上的电子设备越来越多，包括雷达、通信系统、数据链、导航系统、各种信号炮、旗等，结果桅杆的重量日益增加。而且，杆本身及其安装的设备还会增加舰艇的雷达反射截面积(RCS)，从而削弱舰艇的隐蔽能力，容易被对方探测和攻击，这在对抗日益激烈的现代战场上非常不利。

现代舰艇在舰体设计中已经实现了隐身化，可以在一定程度上降低舰艇的RCS，而现代隐身杆也采用了棱台式外形、吸波材料等措施，但由于杆上面装有较多的设备，因此其RCS很难显著减少。特别是桅杆处于全舰的最高处，最易被对方雷达探测到，这就在一定程度上降低了舰体隐身效能，所以对于作战舰艇来说，首先要解决的就是桅杆的隐身问题。

而这种传统的桅杆，我们称其为“晾衣架式”，为此，美国创造性提出了一体化隐身桅杆，现代军舰把雷达装进桅杆主要是出于控制军舰电磁特征的需要，把雷达“塞到”甲板建筑里，设计师的“苦衷”其实很多。

首先，雷达天线往往外形复杂，装有这些复杂形状物体的平台在被雷达照射时，反射特征比较明显。其次，雷达天线本身比起军舰的主体结构要更“柔弱”，所以把它们不加遮挡地放在舱外，一定程度上是不利于保护天线的。因此，需要对桅杆进行隐身化处理，这就是一体化隐身桅杆的由来。

而美国的设想就是用频率选择材料(FSS)把杆封闭起来。FSS一般由周期排列的金属贴片或者金属屏上周期排列的开孔单元组成，这种材料不能吸收电磁波能量，而是利用其特殊的结构对频率不同的电磁波呈现全反射、全透射特性，用这样的材料制造桅杆，外面看起来杆是一个表面光滑的多面棱柱体，但可以让桅杆内的雷达电波完全透射，而照射本舰的雷达电波被完全反射，这就可以有效降低RCS。

美国的一体化桅杆

不过，隐身桅杆的设计可不是简单地把雷达之类的设备按照大小“塞进”桅杆里。“塞”的顺序与桅杆本身的形状、材料，都是十分复杂的系统工程。与常见的单个天线使用的天线罩一样，作为多个天线共用一个“置子”的隐形桅杆，必须要让装进去的射频设备们在“入住”后，不影响这些设备性能指标。比如，它们不能变成“近视镜”或者“哈哈镜”。桅杆的材质与结构特性需适应特定电磁波的传播，还得让天线的视角不受影响。同时，天线一多，令人挠头的电磁兼容问题，也会在天线们都挤进“一栋楼”后变得更加令设计师们伤脑筋。

中国福建舰的桅杆全球第一

那一体化桅杆既然是美国创造的，为什么又说美国造不出来呢？创造一体化桅杆的企业叫做密西西比州古尔夫波特公司，其为朱姆沃尔特级驱逐舰专门研发了一体化桅杆，谁知道，朱姆沃尔特级驱逐舰因为成本过高，再加上技术不成熟，成为了一个失败的项目，在缺少了订单之后，研发费用没有办法平摊，直接把古尔夫波特公司，给整破产了。

所以我们看到，美国主战舰艇的桅杆，先是在朱姆沃尔特级上全面领先，用到了一体化桅杆，随后就走上了“返祖”之路。到了“星座”级护卫舰和福特级航母，都恢复使用祖传的“晾衣架”式桅杆。

而中国最早在055驱逐舰上采用一体化隐身桅杆，此后又沿用在了052DL上，而福建舰上的一体化桅杆，可以说是的确是最精密复杂的桅杆了。

一般来说，一艘现代化军舰的桅杆上通常会装备雷达、电子侦察以及电磁压制这3大功能的天线。将航母上原本分散在不同位置的各种雷达、通信、电子战等设备集成在一个大型结构中，原本技术难度就非常高，

而福建舰桅杆上至少有28面相控阵雷达天线，要克服其磁场互相干扰以及实现兼容的问题，除此之外，如此多的天线集成到桅杆里面，难度之高前无古人。

而福建舰却只用一个电磁设备就解决了，就是多功能集成电子桅杆，中国创造性实现了一个有源相控阵雷达天线就能同时现实电子战、扫描目标和拦截加密通信等三大功能，一根天线的信号由一个高性能的计算机进行综合和处理，实现电磁传感器的一体化。这种技术减少了舰船上层结构的重量和桅杆上的天线数目，增强隐身能力，有效解决电磁兼容问题。

现代化水面舰艇桅杆上通常都安装各种型号的雷达、通信和电子战天线。从理论上来讲,每个装备都要求其能在最大限度上接收和发射电磁信号。但由于多种天线装置的共存,不可避免地会造成相互干扰,引发电磁兼容问题。这将会影响各个系统的正常运行。当然问题并非仅此而已，它对整个舰艇作战效能及生存能力的危害超乎我们的想象。以通信系统为例,它是舰艇在网络中心战中的关键部分，如果通信系统受到干扰,那么舰艇将会难以担当起整个战役或战争的角色，同时它也不能受到协同兵力有力的支持和保护。

而中国在把一根天线集成三种功能的同时又有效解决了电磁兼容问题，有效提高了福建舰的作战能力，这个独创设计可以说是独步全球。

中国一体化桅杆有多牛

我们刚刚说了，一体化隐身桅杆这个概念其实是美国海军率先提出了的，而把一根天线集成多种功能其实美国也设想过，美国曾提出过多功能射频系统(AMRFS),为此美海军投入了大量的人力和物力。该计划开始于 1995年,其目标是实现雷达、通信和电子战天线装置的一体化,由此舰艇作战系统达到低成本、高效能的理想目标。

其指导思想是通过计算机软件的控制,使雷达、通信、电子战设备可以根据需要选择不同的相控阵阵列天线，从而实现三种电子设备天线装置的一体化。为了加快研究进程,美海军将整个计划分成四个部分，分别由三个公司同时进行研制。洛克希勒·马丁公司(Lockheed Martin)负责高频段多功能接收天线阵列的研制;雷声公司(Rayteon)负责低频段多功能接收天线阵列的研制;诺斯罗普·格鲁曼公司(Nortmop Gnmman)负责高、低频段多功能发射天线阵列的研制。此外,美海军的其他部门也参与了此项计划,他们主要负责软件的开发和试验论证。但是美国却并没有实现量产。

而中国却把美国提出的一体化隐身桅杆+多功能射频系统完美结合，最终实现并且军舰大批量标配的同时进行了全方位升级创新。

和美国相比，中国的军舰设计师们在设计现代水面舰艇的一体化隐身桅杆时，早已不再单一地追求雷达隐身，而是将包括雷达波、通信无线电、红外紫外、甚至可见光在内的各个频段的电磁信号系统考虑，以电磁特征这一概念来统一规划军舰的隐身性能。这时，具有隐形功能的复合杆显现出了优势。将雷达和通信电台共用天线罩或者天线，减少整个平台系统天线数量，显然更利于隐身和电磁兼容设计。

为了设计出这种桅杆，科学家们在研制过程中遇到了诸多难题，比如，如何接收来自多个方向上的巨大数据量，接收后如何妥善的处理。为此，科学家们开发出了可以专门处理电子和光学信号的专用芯片，加快数据处理，同时调整天线，使其能够更精准的拦截信号。

总结

而反观福特号，其晾衣架式桅杆共有4个电磁设备，包括双波段雷达、电子侦察系统、电子对抗系统和通信导航系统，因为计算能力有限，不能同时处理多种电磁任务，需要根据不同的情况切换工作模式和参数，增加了操作的复杂性和延迟。这些天线暴露在海洋环境中，不但容易老化，而且还容易相互干扰，增加后期维护的复杂性。

因为工业空心化再加上在有源相控阵雷达技术上的落花，美国的确是无法制造出和福建舰同等的一体化隐身桅杆。

从另外一个角度上来说，破防的不只是美国网友，还有美国五角大楼，毕竟福建舰一体化隐身桅杆的技术设想，最早都是美国率先提出的，而最终论证可行性并且制造出来的，却又是中国，我要是美国五角大楼，我也得郁闷。