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楼主: 空弹匣
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[机载设备] 南京14所和中国机载雷达

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 楼主| 空弹匣 发表于 2017-6-20 17:09 | 显示全部楼层
施洋:KLJ-7A雷达亮相巴黎航展
2017-06-19 11:57:03 http://www.guancha.cn/ShiYang/2017_06_19_413990.shtml
今天,第52届巴黎航展就要隆重召开了。作为当今世界航空工业的重要角色,中国厂商,尤其是军事工业厂商的参展无疑是航展最为重要的看点之一。由于巴黎与中国距离遥远,加之国产战机在公开方面相对敏感,中国展商往往会携带较小的模型或者关键子系统参展。因此很多时候,比起外行看航展上各种飞机的“热闹”,内行军迷和观察家们往往更乐于细品这些航展上的“门道”。
巴黎航展
除了中航工业展出的各种战机模型外,中国展台上最引人注目的大概就是中国电科参展的各类雷达和电子设备。作为中国电子产品领域的前沿领跑者之一,中国电科14所展出的多款雷达设备虽然有不少已经在2016年中国珠海航展上亮相,但此次出现在巴黎,却是西方观众第一次近距离接触这些产品。这其中,又以正准备参加“枭龙Block3”等多型轻型战斗机机载雷达竞标的KLJ-7A有源相控阵机载雷达最为引人注目。
2016年珠海航展上展出的KLJ-7A有源相控阵雷达
说起中国的机载雷达与巴黎航展,其实是有一番有趣而令人感慨的渊源:1989年6月,中国首次携实机参加巴黎航展。这不仅是中国战机首次参加巴黎航展,也是中国战机首次走出国门。当年参展的三架飞机——歼-8II歼击机、歼教-7超音速教练机和强-5M强击机都是当时中国航空工业所能制造的最先进型号。
其中的歼-8II歼击机刚刚在不到8个月前的1988年10月15日正式定型,配备的也是当时中国第一款具备全天候中距拦射能力的机载雷达——208火控雷达。不过由于当时中国的技术水平有限,以及霹雳-4空空导弹迟迟未能定型,当时定型的歼-8II既没有平显火控系统,也没有电子对抗系统,208雷达没有下视下射能力,无法满足现代空战的要求。因此歼-8II虽然定型最终没有量产,前往巴黎参展的歼-8II先后获得了伊拉克空军和伊朗空军的兴趣,但在外销领域最终也同样没有收获。
中国航空博物馆保存的歼-8II战机
提升歼-8II性能的关键,毫无疑问就在其机载雷达身上,因此在歼-8II尚未定型之时,中国空军就开始多管齐下改进歼-8II战机。这其中不仅有采用平显火控系统、垂直极化天线208雷达以及引进阿斯派德导弹的歼-8B,也有与美国合作,使用美国AN/APG-66脉冲多普勒雷达的“八二”工程。这其中小修小改的歼-8B并没有从根本上提升歼-8B的性能,而引进美国技术的“八二”工程则因为政治原因最终夭折。
在这之后,国内组织力量消化“八二”工程的牵头力量正是中国电科14所,而之后为歼-8C/H/F先后研制多型机载雷达的同样是中国电科14所。从这一角度说,正是中国电科14所研制的先进机载雷达,才让歼-8真正从“和平鸽”变成了具备中距拦射能力的中型战斗机。
今日参展的KLJ-7A有源相控阵雷达,正是中国电科14所在战斗机雷达领域深厚技术积累的进一步体现。有关KLJ-7A有源相控阵雷达的技术参数,中国电科14所在珠海航展上发布时已经对外宣布了。该型雷达在KLJ-7型脉冲多普勒雷达的基础上改进而来,采用了固态有源相控阵雷达技术,工作波段为X波段,具备对空搜索、多目标跟踪、空地和空海目标搜索与跟踪、高分辨SAR成像、高增益ESM、电子对抗、地形回避和气象等功能,并着重优化了与空战相关的相关功能,在对空搜索模式下,探测距离是传统雷达2倍、并可同时攻击多个目标。
从性能上看,该型雷达的对空模式甚至与苏-30MKI/SM/SME上使用的祖克N011M相控阵雷达相当,且在尺寸、体积等适装性指标上大大优于后者。
根据公开的信息,中国电科14所作为包括歼-8系列,歼-10系列、歼-11系列,歼-15和新一代战机等国产先进歼击机机载雷达的供应商,在过去10多年中已经研制了多款机载相控阵雷达,在这一领域的经验可谓国内最为丰富的,尤其是新一代战机装备的雷达,是国内技术水平最高、产品性能最好的先进产品。在这一系列技术积累之上研制而来的KLJ-7A雷达不仅能够保证产品在技术和性能上的先进性,其研制风险和技术难度也被控制到了最小。
事实上不仅是目前部队大量装备的三代机使用了来自14所的雷达产品,歼-20上的机载相控阵雷达也是来自14所,而且可以说的目前中国最先进的战斗机机载雷达
不仅如此,由于中国电科14所原本就承担了为“枭龙”战斗机量产KLJ-7机载雷达的工作,在现有的雷达生产、装配线上只要进行部分修改,就能很快完成KLJ-7A的批量生产准备,这对于采购该型雷达的用户而言,是至关重要的。
与珠海航展时期相比,在过去的半年中KLJ-7A相控阵雷达的研制又有了新进展,目前已经开始相关的测试,并且接受用户的进一步考察。
据报道,KLJ-7A很可能会迎来竞争对手,与该型雷达竞争的是国内其它单位研制的风冷二维有源相控阵火控雷达。该型雷达出现后引起了外界的巨大关注,它的最大技术特点就是采用了风冷散热技术,减小雷达本身的重量甚至体积,并成功解决了“PD雷达战机原位直接换装有源相控阵雷达的难题”。对于“枭龙”这样的轻型战斗机而言,重量减轻以及对机载设备冷却要求降低的雷达,都是有着不小诱惑的选项。
枭龙换装KLJ-7A之后就意味着在携带霹雳-12的情况下,将具备不亚于印度苏-30MKI的超视距拦射能力
不过在当代技术条件下,风冷有源相控阵雷达仍然存在着相当大的不确定性。一方面,在技术水平一定的前提下,风冷散热系统效率的关键在于冷空气与元器件进行热交换的速率,由于没有采用液冷的高效率散热介质,所谓“原位换装”的相控阵雷达如果没有大幅度提高散热系统的能源供给,那么其散热能力虽然有所提高,但也很难有彻底的改观。
在这样的限制下,想要将机载雷达由原本的脉冲多普勒原理改为有源相控阵原理,就只能限制雷达系统的发热量,即要么减少雷达阵面上的T/R单元数量,减小雷达天线的孔径,要么降低每个单元的功率,从而在整体上减低雷达的功率。无论是哪一种方式,都会不可避免给机载雷达的性能带来消极的影响,包括雷达探测距离的缩短、探测能力的下降、电子对抗能力的减弱等等,这一切都会给机载雷达的性能带来不利影响。
作为一种用于战斗机使用的机载雷达,雷达的性能本质上才是最重要的,风冷相控阵雷达在这一方面的弱点,将会是其在竞标选型中不能忽视的问题。
诺斯罗普为F-16研发的APG-83有源相控阵雷达
至于KLJ-7A这样追求性能的有源相控阵雷达,其使用的液冷系统在散热能力上自然更具优势,而类似的相控阵雷达为了能够用于改装三代机,自然也在冷却系统的兼容性上有优化设计。例如美国用于改进F-16的APG-83有源相控阵雷达,就使用雷达内部的液冷转换单元与机上的冷却系统相连,并且采用了高度集成化的设计,使其能够在对F-16机头改动很小的情况下,实现雷达系统的快速更换。
从我国目前公布的KLJ-7A雷达的模型产品看,该型雷达的整体系统尺寸并未比KLJ-7有明显的增大,在改进设计“枭龙”Block3战机的机头位置时,基本上不需要对机头结构做大幅度的改进。虽然液冷系统的冷却交换设备与全机的冷却系统的连接需要额外的整合工作,但整体上KLJ-7A雷达在“枭龙”战机上的换装依然是相对简单容易的。这也能有效降低“枭龙”Block3这类战机的整体设计、试验的难度,减少飞机生产线上各类工装的变更数量,从而减少飞机制造商在生产“枭龙”Block2向生产Block3批次上转换的难度。

综合来看,KLJ-7A这款轻型有源相控阵雷达在技术性能已经达到了世界先进机载雷达的水平,以很小的重量实现了与上一代高档大型相控阵机载雷达接近的性能,是一款效费比极高的高性能产品。其未来可能着眼的,不仅仅是“枭龙”这样一款轻型战机的雷达选型,而是包括一些国家第三代战斗机机载雷达升级改装市场在内的广阔区域。从这个角度来说,巴黎航展作为中国电科14所和KLJ-7A机载雷达向世界航空电子设备市场进发而言,显然是一个很好的新起点。

langge945 发表于 2017-7-8 01:38 | 显示全部楼层
华睿1号芯片研发工作顺利完成 解决国产雷达装备处理无“芯”之痛

2017-07-07 11:41:43字号:A- A A+来源:中国电科十四所官方微信号

关键字: 雷达芯片国产芯片华睿1号

“华睿1号”是中国电科14所牵头研制的国内首款具有国际先进水平的高端四核DSP芯片,填补了我国多核DSP领域的空白。经过七年艰苦卓绝的奋斗,芯片设计、软件开发、平台研制、应用验证等工作顺利完成,目前华睿1号信号处理平台已成功应用于十多型雷达产品中,为我国雷达装备高端处理芯片国产化写下浓墨重彩的一笔。往昔历历在目,今朝点点于心。
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筚路蓝缕,开拓创新,华睿1号芯动出岫
相信“华睿1号”项目团队的所有成员仍会清晰记得2010年12月27日北京人民大会堂北京厅里那场振奋人心的“核高基”重大专项---“华睿1号”DSP芯片发布会。那一天,我所正式对外宣布“华睿1号”这颗备受集成电路业界瞩目、填补国内多核DSP领域空白的芯片诞生了。
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北京发布会现场
“产学研用”是“华睿1号”DSP项目的宗旨,芯片流片成功只是万里长征的第一步,接下来必须构建测试验证平台、应用验证平台,全面测试芯片的电性能参数、环境应力指标。北京发布会之后,一支高水平信号处理平台研制队伍应运而生,在没有技术积累和参照的条件下,他们从零起步、凭借着对国防事业的满腔热情和对事业的执着追求,相继攻克仿真、叠层、走线、工艺等关键技术,历经上百次仿真与迭代,最终突破了高速信号完整性、电源完整性、稳定性等技术难题。经过连续半年无休止的奋斗,华睿1号处理平台通过300小时应力试验,奠定了坚实的硬件基础。
2012年,“华睿1号”核高基课题验收会在北京举行,验收专家组对课题成果给予了高度评价和一致认可,成为“十一五”国家“核高基”高端芯片重大专项中首个通过验收的DSP项目。
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验收会议现场
栉风沐雨,软硬兼修,全国产化软件生态链脱颖而出
再高端的芯片,能否大规模应用,完备的软件生态链起决定性的作用。华睿1号课题验收并不是结束,而是新的开始。为解决vxWorks下GMAC网络驱动联合单位无法交付的困境,我所软件开发团队充分发挥党员模范作用,受芯片总师重托,迎难而上,扛起驱动研发任务,经过十五天不分昼夜的拼搏协作,终于在第二周周六下午3点联试成功,啃下了这块硬骨头;2014年,某外方软件合作单位咬文嚼字,借合同字面描述执意采用简单的矢量化方案,而该方案根本达不到原定的降低编程难度、简化开发过程的目标,我方据理力争、以一敌六、舌战群儒,成功说服外方按自动矢量化的方案实施。如此种种,不胜枚举。
其风如疾,其徐如林,软件开发团队金戈铁马,终破楼兰,又一次走在国内前列,构建了包括ReWorks、嵌入式数据库、编译器、矢量函数库等完善的全国产化DSP软件生态链,这意味着更高的开发效率、更强的编译性能和更完备的调试手段,为产品全面推广应用筑造了厚实的软件基础。
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华睿1号完善的全国产化DSP生态链
砥砺前行,攻坚克难,产品应用全面推广
一款芯片必须经历各种复杂应用的洗礼才能不断完善、成熟,才能突破能用、进阶好用、最终管用。华睿1号作为毫无应用经验的第一款自主可控高端DSP芯片,短时间内替代国外成熟芯片8640D在雷达产品上的应用,又是一个非常艰巨而又充满挑战的任务。戈壁滩上广袤无垠的荒凉不可怕、连续几天通宵达旦的疲惫不可怕,食物水源严重匮乏的艰苦不可怕,最可怕的还是那些即使冥思苦想、绞尽脑汁仍在和我们捉迷藏的“莫名其妙”的问题。
2015年7月,某情报雷达在外场试验过程中,在所内整架期间已被调教温顺的华睿1号处理平台报出死机故障,应用验证团队马不停蹄赶赴现场,连续两天不眠不休,发现是由于新增天线通道使得华睿1号传输和处理过压,引起传输不稳定导致信号处理机停止工作,为此团队立即展开了一场底层、框架和应用优化的攻坚战,最终顺利保障雷达完成外场试验。
2015年10月,某试验装备在用户试用20天后信号处理机偶发故障,几个小时后应用验证团队就站在了架设雷达的临海小岛顶,十几天出现一次的小概率难不倒我们,故障时间出现在午夜也打不跨我们,住着严重潮湿、布满霉斑的半山腰营房,吃着川厨拿手的辣椒炒辣椒,冒着同时点亮三个手电筒都照不清2米远的大雾,踏着一眼望不到底的湿滑青石路,连续40天的拉锯战以我们的胜利而告终,由于操作系统例外页页面与芯片设计不统一造成核内cache一致性问题的沉珂恶疾被成功治愈。
拨开云雾见天日,守得云开见月明。回首“华睿1号”从芯片研制、平台建设到推广应用的历程,尽管道路是曲折的,过程是艰辛的,但结果是美好的,目前华睿1号处理平台在产品上的应用已趋于稳定,并成功应用于十四所十多型雷达产品中,创造了国产多核DSP芯片产品应用的“三个之最”:雷达装备应用型号最多、单台套应用数量最多和总应用数量最多。展望未来,按照我所“研制一代、应用一代、预研一代”的思路,下一代DSP芯片目前已完成第三方测评,基于该下一代芯片的国产化信号处理平台的产品验证与推广应用即将拉开帷幕。
“芯系中华,睿创未来”,我们在创造历史,我们永远在路上。

http://www.guancha.cn/military-affairs/2017_07_07_416979.shtml
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