原创 被淘汰的真空管,突然成了中国电子战实力的倍增器,性能过于强大
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2025-09-23 00:01:15
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在现在这场全世界都在比拼尖端半导体技术的大赛里,有项技术看着就像是上世纪的“老古董”——真空管,可没想到,它在中国的一些实验室里,正以特别让人意想不到的办法重新焕发生机。

据《南华早报》报道,北京某国防实验室成功研制出一款微型行波管(TWT),其体积仅相当于一支手枪大小,但输出功率超过500瓦,达到了过去只有大型设备才能实现的水平。

这一创新不仅是对工程技术的巨大突破,它还可能在未来的雷达探测和电子战领域产生深远的影响,能让战术形势那种微妙的平衡状态发生改变。

行波管属于一种比较特别的真空电子管,从第二次世界大战结束以后,它就一直是高性能雷达、卫星通信,还有电子战系统里特别关键的部件。

它能把特别微弱的微波信号一下子放大好几万倍,甚至好几百万倍。而且在功率大小、能量利用效率还有信号传输的带宽这些方面,就算到了现在,在好多重要的地方用起来,它还是比现在那些固态放大器要强。

然而,行波管的庞大体积,尤其是它的高度和重量,一直是它应用的瓶颈。这限制了其在现代紧凑平台上的应用潜力,尤其是在隐形战机、无人机以及先进卫星等空间极为宝贵的平台上。

中国工程师团队通过创新,成功把一种能覆盖X波段到Ku波段的宽带高功率行波管给“瘦身”!原本大块头设备,现在高度直接缩到了只有20毫米。

这个缩小后的微型行波管可厉害啦,它的厚度比国外那些最先进的同类产品还要薄一半呢,但在性能方面,却比它们还要强。

在晶体管和集成电路似乎已经完全取代真空管的今天,为什么中国还要去研究这种看起来“老掉牙”的技术?其实是因为物理规律摆在那儿,有它自身的限制。像有源相控阵雷达还有电子战干扰机,它们能不能有好的性能,很大程度上得看射频前端在功率大小、能量利用效率以及信号带宽这些方面的表现。

氮化镓等宽禁带半导体的固态功率放大器在体积、可靠性和大规模集成方面具有明显优势,但也存在局限。在极高频率和超宽带宽的应用中,单一的固态器件输出功率存在上限。为了获得足够的总功率,有源相控阵雷达系统通常需要集成数千个收发模块,每个模块都配备独立的固态放大器。

这种模式虽然有效,但在追求更高探测距离和更强干扰能力的过程中,功率需求却永无止境。提高固态模块的功率,往往面临严重的散热问题和效率衰退。

此时,如果能把行波管集成到有源相控阵雷达里,就可以充当“功率放大器”,在一个小小的器件内,能够提供数千瓦甚至更高的峰值功率,同时覆盖极宽的频率带宽。

在电子战中,功率的对抗至关重要。

搭载行波管干扰机的电子战飞机,可以有效干扰并致盲敌方雷达和通信系统,为己方的攻击机群开辟出一条安全的空中通道。中国在行波管微型化上的突破,代表着对传统雷达和电子战系统架构的全新思考。

通过将微型行波管与固态技术相结合,不仅能保持有源相控阵雷达系统的灵活性,还能显著提升整个系统的有效辐射功率。技术的进化,总在打破空间与效能的界限。

对于歼-20等隐形飞机而言,微型行波管技术意味着可以在不牺牲气动外形的情况下,有了这项技术,就能装上性能更厉害的雷达和电子战系统啦。像重型无人机、预警机、电子战飞机,就连卫星也都能用上它。尤其是无人机,用了之后能直接飞到敌人头顶上搞干扰,而且用电磁能量的时候效率比以前高了三倍。

这场技术革命的深远影响远不止雷达升级,它正在重新定义战争范式:那就是单兵电磁压制系统未来都可能用于实战化部署,一个班级的干扰能力能够媲美传统电子战营。

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