根据飞行国际等媒体报道,韩国韩华集团正在紧锣密鼓地生产和测试将装配KF-21的、首批量产型有源相控阵雷达。
该批雷达的生产合同签署于2024年。按照合同要求,韩华集团将在2026至2028年期间交付40套雷达。目前看来,首台产品将在今年正式交付。韩华集团主要负责该雷达的硬件设计制造,软件系统由LIGNex1公司研发。
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韩华公司发布的雷达实物照片。
从媒体报道来看,韩华集团针对这款雷达开展了广泛的测试工作。在2022年11月到2023年2月期间,该雷达样机装载在一架由波音737-500客机改装而来的航电验证飞机上,进行了多项测试。这款航电验证机隶属于南非飞机仪表与电子公司。2023年3月,该雷达首次搭载在KF-21第三架原型机上进行了试飞。
2025年8月底,韩华集团在其位于韩国龙仁市的研发中心为首台量产型雷达的下线举办了仪式。这个新研发中心是韩华集团为了进一步加快推动有源相控阵雷达研发工作而专门建设的。据报道,韩华集团为该研发中心配备的测试评估设施“可以满足1000个收发模块雷达的相关需求”。目前,韩华集团是韩国唯一一家成功开发、批量生产并已经出口先进军用雷达的公司。
韩华集团在有源相控阵雷达领域的迅速进展,凸显了韩国作为目前消费电子领域全球市场的重要生产国,在电子电气领域较为雄厚的研发能力。在市场或政府需要的情况下,一些企业能够将其能力从消费类电子延伸至军品领域。
近年来,韩国、日本等战后承接了美国相关产业转移的国家已经具备了较强的电子电器类产品研发能力。在适合的政经背景下,这些能力极有可能很快地转化为军用雷达产品。结合近年来全球电子电气领域的多个重要变化,这些消费电子领域的研发能力更显重要。
更充裕、更易于流动的专业人员
近年来,大规模集成电路的广泛使用为雷达产业带来了两个方面的变化:一方面是,在信号处理等功能的实现上,雷达获得了体积小、可靠性高、多功能化、具备灵活定义调节能力等突破性的优势。另一方面是,模拟信号的采集、计算和处理等工作,此前都是考验技术人员理论功底和工程经验的重要和高难度工作,但如今已经被转移到了更基础的芯片设计和制造环节——如今,在多数高校的电子类专业中,期末考试中在模电课程上挂科的学生普遍比数电课程更多。
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手机蜂窝式基站和军用雷达之间存在紧密的关系。
这使得雷达在型号研发层面涉及的工程技术开发难度被大幅度降低,与无线通信等领域的基础技术和工程经验共享程度大幅提高,相关劳动成本降低,从业者的专业技能培训和跨领域流通门槛也被降低。
真空器件固态化带来的性能提升
此外,早期雷达系统的大功率电磁波发射源是基于真空电子学的磁控管。而现代先进雷达的电磁波发射源已普遍更换为基于固态半导体器件的发射模块,体积更小,功耗更低,寿命更长,可靠性也更高。举例来说,磁控管的一个“近亲”是早期电视中的显像管,但如今,电视已经也已经早已不使用显像管,而使用液晶面板。
当雷达核心组件从真空器件进化到固态器件,其实际性能和理论潜力也会大幅提升。
高性能材料和元器件的巨大进步
高性能材料和元器件是先进雷达的研制基础。一个最常见的例子是,由于以氮化镓为核心材料的高性能器件实现市场普及化,包含充电头在内的电源适配器,现在一个口红大小的产品就可以实现近100W的功率指标——而其生产成本可能只有几十元到一百多元。
回顾十几、二十年前,实现同样的功率,至少需要一块大砖头的体积和重量才能做到,价格更高得多。
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俄罗斯先进军用雷达高度依赖外界提供的高性能元器件,这也是目前西方国家对俄国制裁的核心领域。
从当今来看,电路的数字化、集成化和核心器件的固态化是军用雷达发展的重要基础。未来,一国在军用雷达上的长远发展潜力和进步速度,不仅取决于军用型号本身的研发经验,更取决于国家经济体系,能不能在正向盈利的自持条件下,不断推动广义上无线电产业涉及范围内,高性能材料器件与专业人力资源的大规模、高质量发展。
在二战后美国对亚洲地区国家进行的产业转移和布局中,韩国和日本在电子电气领域积累了较雄厚的基础,包括可观的材料和元器件产业基础,以及较多的相关人力资源。它们相对欠缺的是针对军用雷达的工程研发经验,尤其是军用雷达在不同场景下面对不同目标和干扰条件的数据经验。
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日本古野电气制造的船舶民用雷达。目前日本占有世界船舶雷达市场份额的30至40%。
这意味着,通过进行一些针对性的数据收集工作,在政经条件允许的情况下,韩国和日本等国在军用雷达产品方面的跨越式进步可能很快就会发生。
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F-2飞机雷达使用砷化镓材料制造核心器件。
尤其是日本,目前日本制造的民用雷达,如船舶雷达,在世界范围内占据了很大的市场份额。依托民用雷达奠定的产业基础,日本军用雷达在技术突破上并不比其他发达国家落后:搭载砷化镓有源相控阵机载雷达的F-2战斗机在20世纪90年代末就开始批量交付。先进空空导弹的导引头雷达有源相控阵化也首先在日本AAM-4B上实现。
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韩华集团为F/A-50飞机配备的有源相控阵雷达已出口多个国家。
包括雷达在内,韩国在电子电气产业发展上显然参考了日本的发展路径。而且由于韩国面对来自美国的政治约束更为宽松,其近年来在先进军用雷达的出口方面获得了不少成绩,产品已经出口至中东和欧洲多个地区,对于不同地区和作战目标场景的经验积累甚至还多于日本。
目前来看,KF-21项目不会在AESA雷达上遭遇太多的困难,未来KF-21能否升级为隐身战机“完全体”,最大的挑战依然在弹舱系统的设计和研发上。(候知健)
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