主题:没有人能随随便便成功 -- qq97
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家园 没有人能随随便便成功

(这本来是一个关于中美机载雷达发展的一个讨论的回帖,不过看了一下内容觉得发个主贴也还行)。

美国从二战后期开始研制预警机,在1980年代之前,大致分了三个阶段。

一开始也是直接把地面雷达搬上飞机,遇到了和空警一号一样的问题,没有下视能力,即使是在海上,下视能力也很差,稍强一点的海面杂波就把目标信号淹没了。两年后,不死心的美国人换了一个雷达搬上民航机,仍然没有陆上下视能力。美国人锲而不舍,50年代再次研制E-1B舰载预警机,虽然陆地下视能力仍然不行,但用在海上监测勉强还行,于是美国有了第一款“实用”的舰载预警机,生产了将近90架服役。

中国60年代末开始的空警一号,大约相当于美国1950年代初做的工作,与其说是研制预警机,不如说是做了一次把地面雷达搬到天上的一次预研试验,最大的收获就是真切见识到了地面杂波,以及第一次尝试了预警机的改装。

认识到地面杂波问题,美国人从50年代起开始研究消除地面杂波的雷达技术,这是第二阶段。这个阶段美国考虑的是用延迟线技术在时域消除地面杂波。从后来的观点,甚至是当时的观点来看,这个技术在理论上就是没有前途的,尤其是用于空中移动的预警机,更是困难。美国研制采用这个技术的预警机持续了十几年,从60年代早期推出E2-A,中后期推出E2-B,到1970年代初推出E2-C,主要用于海上监测,到最后算是勉强有了陆上下视能力。E2系列预警机陆陆续续也生产了上百架服役,主要用在海上监测。

实际上,美国人也知道延迟线方法的落后,要在频域想办法。早在1949年,由于美国空军发展空地导弹的需要,波音公司就开始了脉冲多普勒雷达的研究。脉冲多普勒雷达的研究,从理论研究到工程实现,持续了整个1950和1960年代,到1970年前后,陆续有机载脉冲多普勒雷达投入使用,但由于半导体产业技术水平的限制,开始实用的机载脉冲多普勒雷达还是采用模拟技术处理多普勒信号,直到1970年代中期,采用数字技术实时处理雷达信号的机载脉冲多普勒雷达才投入实用,1975年以后F15/F16装备了采用数字信号处理技术的机载火控雷达,此时离美国最早开始研究脉冲多普勒雷达已经过去了20多年,E3-A预警机1977年开始服役,此时离美国最开始研制预警机也已经过去了30年。即使这样,E3-A预警机仍然在海上监视、计算机和通信系统方面存在诸多缺陷,以至于后来又出了C,D,F等一系列改进型。

中国1970年代初开始预研机载脉冲多普勒技术,大约相当于美国1960年代早期的工作。不得不说TG选择科技树的眼光是一流的,和运10一样,一眼就选中了最主流、最有发展前景的技术路线。

此时美国的机载脉冲多普勒雷达正准备从模拟时代进入数字时代。1960年代末,机载多普勒雷达已经引入了计算机做控制和数据处理,但雷达信号实时处理部分由于计算量太大,仍然是用模拟技术实现的。到1970年代中期,由于当时最快速度ECL逻辑电路的出现,机载多普勒雷达的雷达信号处理部分也可以用数字信号处理技术来做了,不过,由于集成电路还是在中规模阶段,所以做数字实时信号处理系统仍然是非常艰巨的任务:要用大量的中小规模的集成电路来搭建系统,所以系统都很大,想做战斗机的火控雷达,只好做简单一些,其次当时的高速集成电路功耗也很大,这样电源等其它系统的设计也很困难,这导致了当时的第一、二代服役的机载PD雷达故障率很高,MTBF只有20多个小时,根本达不到美国空军60个小时起码的接收标准。还有一点就是,当时的逻辑电路是不可编程的,这样在设计PD雷达这样特别复杂的系统的时候,设计和技术方案在开发过程中的调整都非常困难,有什么问题经常需要重新做电路再来调试。这样的开发难度,让已经习惯于FPGA的极度灵活的后辈们想一想都觉得恐惧。

集成电路工业的发展水平没有跟上航空工业发展的需要,并没有让美国国防部退缩。美国的半导体产业就是美国国防部一手孵化和催生的,到了70年代初,美国半导体产业其实已经成功地走上了商业应用,商用、民用计算机产业发展势头良好,但美国国防部认为商业的驱动力量远不能满足国防的需求,所以在70年代末他们制定了若干10年规划(嗯,是不是很熟悉的名字),推动半导体产业发展超高速度、超大规模、以及更灵活、更可靠的集成电路。

在这个10年规划的推动下,美国的集成电路1982年进入超大规模(VLSI)阶段,1986年进入特大规模(ULSI)阶段,亚微米(线宽小于1微米),1989年线宽小于0.5微米,1992年线宽0.25微米。另一方面,美国从八十年代后期开始逐渐发展起可灵活编程的逻辑电路,从小规模的可编程逻辑电路,PLD,GAL,到CPLD,直到90年代发展出现在大名鼎鼎的FPGA,没错,就是美国制裁华为,限制向中国出口的芯片之一,FPGA。还有一条技术路线就是数字信号处理器,也就是DSP,从上世纪90年代起,用于实时数字信号处理的系统基本上都是用这两类芯片搭建的,而这两类芯片,都是美国独大。

至此,美国不仅建立的在空中雷达技术的优势地位,更重要的是它成就了美国在集成电路产业的绝对领先乃至绝对垄断的地位,这也成为了美国在几十年后的今天制裁中国最为严厉有效、而中国也最为忌惮的制裁手段。

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