新一代艦艇的標(biāo)志性設(shè)計(jì)

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綜合射頻桅桿——

新一代艦艇的標(biāo)志性設(shè)計(jì)

近日，日本與印度簽署防務(wù)合作協(xié)議，其中一項(xiàng)重要內(nèi)容是聯(lián)合建造艦載天線系統(tǒng)，核心設(shè)備是NORA-50綜合射頻桅桿。這是一種將雷達(dá)、通信、電子等多組天線設(shè)備集成在一起，能夠通過(guò)軟件控制大幅降低電磁互擾和雷達(dá)反射截面的綜合性軍工技術(shù)。日本首次向外轉(zhuǎn)移該技術(shù)，引發(fā)外界高度關(guān)注。

綜合射頻桅桿是現(xiàn)代海軍艦艇設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，它標(biāo)志著艦艇上層建筑設(shè)計(jì)從“物理堆疊”向“系統(tǒng)融合”的轉(zhuǎn)變，是軍艦適應(yīng)信息化、隱身化戰(zhàn)場(chǎng)的一項(xiàng)重要變化。

解決傳統(tǒng)桅桿“頑疾”

在綜合射頻桅桿出現(xiàn)前，各國(guó)海軍艦艇普遍采用煙囪林立、天線密布的布局，這在海戰(zhàn)中構(gòu)成致命缺陷。隨著雷達(dá)、通信、電子戰(zhàn)設(shè)備數(shù)量激增，數(shù)十根天線布置在有限的甲板空間，彼此間距較近，大功率雷達(dá)工作時(shí)極易干擾甚至燒毀鄰近的通信接收機(jī)。另外，傳統(tǒng)的圓柱形天線、桁架結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的纜線是極強(qiáng)的雷達(dá)波反射源，即便艦體采用隱身外形，這些雜亂的上層建筑也會(huì)使全艦雷達(dá)散射截面增大，讓隱身效果變差。此外，大量的外掛設(shè)備增加了上層建筑的重量和風(fēng)阻，影響艦艇穩(wěn)定性。而暴露在海上鹽霧環(huán)境中的機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和線纜接口的故障率較高，維護(hù)成本更高。

為解決電磁兼容、雷達(dá)隱身和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等制約現(xiàn)代化艦艇戰(zhàn)斗力提升的“頑疾”，綜合射頻桅桿應(yīng)運(yùn)而生。

變“物理堆疊”為“系統(tǒng)融合”

綜合射頻桅桿不是簡(jiǎn)單地將多組天線放置在一個(gè)整體外殼下，讓外觀變得簡(jiǎn)潔流暢。其核心是一個(gè)高度集成的多功能系統(tǒng)。

綜合射頻桅桿將原本獨(dú)立的搜索、火控、敵我識(shí)別、通信導(dǎo)航和電子偵察等十余種功能，通過(guò)寬帶共形天線陣列集成在同一套輻射孔徑中，一塊平板天線可同時(shí)承擔(dān)S波段對(duì)空搜索和X波段火控任務(wù)。在外形上，綜合射頻桅桿采用多面體棱柱形或傾斜錐臺(tái)形設(shè)計(jì)，表面平整光滑，無(wú)外露旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)或突出物。所有天線均嵌入復(fù)合材料蒙皮內(nèi)部，通過(guò)頻率選擇技術(shù)實(shí)現(xiàn)特定頻段的透波與屏蔽，大幅降低雷達(dá)反射截面。

在運(yùn)行上，綜合射頻桅桿實(shí)現(xiàn)軟件控制和電磁自擾消除。硬件上采用標(biāo)準(zhǔn)化有源相控陣天線模塊，功能上依賴(lài)后端數(shù)字信號(hào)處理，這意味著無(wú)需更換硬件，僅通過(guò)升級(jí)軟件即可增加新波形、新協(xié)議或提升抗干擾能力。由艦載中央計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理射頻資源，根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)動(dòng)態(tài)分配功率、頻段和波束，解決了設(shè)備間的互擾問(wèn)題。

提升艦艇實(shí)戰(zhàn)能力

綜合射頻桅桿是各國(guó)在發(fā)展新一代水面作戰(zhàn)艦艇時(shí)努力攻克的新技術(shù)，其實(shí)戰(zhàn)價(jià)值體現(xiàn)在以下方面。

艦艇生存能力提升。綜合射頻桅桿優(yōu)異的隱身性能使反艦導(dǎo)彈的探測(cè)距離大幅縮短，配合電子戰(zhàn)系統(tǒng)，可大幅提升艦艇在高威脅環(huán)境中的生存能力。

作戰(zhàn)效能倍增。由于消除了電磁自擾，全艦傳感器可以同時(shí)滿(mǎn)功率工作；資源動(dòng)態(tài)調(diào)度實(shí)現(xiàn)了“一部設(shè)備頂多部用”的效果，反應(yīng)時(shí)間從秒級(jí)提升至毫秒級(jí)。

全壽命周期成本下降。雖然初期研發(fā)投入巨大，但由于減少了設(shè)備數(shù)量、降低了機(jī)械磨損和維護(hù)工時(shí)，長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本反而下降，維護(hù)工作量也大幅減少。騰出的甲板空間與重量余量還可用于加裝更多武器或新型載荷，使艦艇不斷升級(jí)，從而適應(yīng)變化的外部威脅，避免技術(shù)落伍。

目前，美國(guó)朱姆沃爾特級(jí)驅(qū)逐艦、英國(guó)45型驅(qū)逐艦、法國(guó)阿基坦級(jí)護(hù)衛(wèi)艦、日本最上級(jí)護(hù)衛(wèi)艦和德國(guó)F125型護(hù)衛(wèi)艦等均采用綜合射頻桅桿。這些艦艇憑借高度集成的射頻系統(tǒng)與隱身外形，實(shí)現(xiàn)高效天線協(xié)同，在復(fù)雜電磁環(huán)境下保持穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)感知能力。

高門(mén)檻下的技術(shù)挑戰(zhàn)

雖然綜合射頻桅桿優(yōu)勢(shì)明顯，但目前全球僅有少數(shù)國(guó)家掌握這一技術(shù)，這主要受制于其較高的技術(shù)壁壘，包括電磁兼容設(shè)計(jì)、熱管理與散熱問(wèn)題、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料、系統(tǒng)集成與算法設(shè)計(jì)復(fù)雜等。比如，在熱管理與散熱問(wèn)題上，有源相控陣天線模塊集成在桅桿內(nèi)，熱流密度極大，傳統(tǒng)風(fēng)冷方式失效，需采用復(fù)雜的液冷技術(shù)，同時(shí)需開(kāi)發(fā)高溫寬禁帶半導(dǎo)體器件。再比如，在系統(tǒng)集成與算法設(shè)計(jì)層面，不同傳感器數(shù)據(jù)融合困難，實(shí)時(shí)資源調(diào)度算法的復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，需構(gòu)建開(kāi)放式架構(gòu)，引入人工智能輔助管理，建立完善的仿真驗(yàn)證平臺(tái)。

綜合射頻桅桿是衡量一國(guó)海軍裝備現(xiàn)代化水平的關(guān)鍵標(biāo)尺，擁有該技術(shù)，意味著該國(guó)具備獨(dú)立建造一流主力戰(zhàn)艦的能力，不再受制于外部技術(shù)限制。這正是印度不惜重金尋求日本技術(shù)轉(zhuǎn)讓的主要原因——獲取的不僅是硬件技術(shù)，更是通向艦艇自主研發(fā)的“入場(chǎng)券”。

（于 斌）

（中國(guó)國(guó)防報(bào) 2026年7月21日第四版）

責(zé)任編輯：王 蕊