■ 张乃千
据《简氏防务周刊》网站报道,在今年马来西亚兰卡威防务展上,中船重工展出了一艘4000吨级的护卫舰模型。与以往不同的是,该护卫舰模型上层建筑的特征有所变化,采用了集成桅杆。桅杆是现代舰艇中重要的组成部分之一,承担着各类电子设备天线、探测系统和信号处理等功能。随着现代舰船电子信息设备数量的与日俱增,不得不增设各类天线,进而给舰船的上层建筑设计带来诸多困难。集成桅杆的出现,为解决天线布局、电磁兼容和减小雷达散射截面积等提供了新的技术方案,是未来一体化隐身舰船快速发展的重要技术基础。
现代舰船的电子战性能和隐身能力的高低,均是从舰体和上层建筑着手,采用特殊的外形设计和材料制造。其实,桅杆、天线也都是重要的雷达散射源。桅杆普遍安装在舰船最高的位置,由于需要集成大量的雷达和通信天线,形状极其不规则,最容易被敌方探测平台发现。然而,要想对桅杆“动手术”以达到更好的电子对抗性能和隐身效果,也远没有想象中那么简单。美国海军于20世纪90年代就开始桅杆的隐身化设计。1995年,美国首先进行了综合集成桅杆/探测器的研究,主要利用六边形复合材料塔罩把雷达罩起来,进而提高舰船的隐身性能。与传统桅杆相比,集成桅杆表面光滑,大大降低了雷达反射面积,同时可确保各类天线和电子设备避免水气和盐分的侵蚀,大大提高了系统的可靠性。此后,美国、英国、德国和荷兰等国海军相继投入巨资开展集成桅杆研究,先后涌现出美国海军综合上层结构、英国先进技术桅杆、德国集成多探测器桅杆、荷兰海军的“I-桅杆”等诸多项目。
作为水面舰船设计的一次重大变革,集成桅杆可不只是将各类天线和设备放到盒子里,“搭个积木”就能完成那么简单。集成桅杆面临的第一个难题就是雷达罩的频率选择材料。对雷达而言,雷达罩是选择性透过的,要求只对自己的雷达波段能有效透过。但舰船上的雷达种类繁多,频率波段也是各有特征,必须找寻到可以全部支持这些雷达频率的特种材料。此外,在封闭式集成桅杆内部,雷达和电子设备会不可避免地受到散射、折射等信号干扰,尤其是出于隐身考虑而采用的多面体外罩,更易导致信号畸变。如何有效滤去干扰波,也需要进行大量的理论计算和实地测试。
集成桅杆看似简单,却是涵盖舰船设计、电磁兼容、结构和材料等诸多学科的交叉系统工程,甚至是一个国家综合国力和军工实力的“放大镜”。此次公开展示的护卫舰上采用的集成桅杆,代表着我国海军舰船未来发展的重要技术方向,射频和外形一体化、可资源共享和统一调度的集成桅杆势必为提升我国海军作战能力提供有力支撑。
(作者单位:国防科技大学)......查看原文:http://epaper.oceanol.com/shtml/zghyb/20170908/69161.shtml