二、俄羅斯雷達(dá)沒有高端芯片對武器先進(jìn)性的影響。
美國的愛國者-3和俄羅斯的S-300-2相控雷達(dá)都采用先進(jìn)的脈沖多普勒體制。我們從已公開的資料和圖片中看到(例如俄羅斯售給希臘的S-300-2系統(tǒng)),二者的信號(hào)處理也都廣泛采用FFT技術(shù)。雷達(dá)每一距離通道也是通過FFT運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)多普勒速度支路。但美國用的是DSP或FPGA芯片,每個(gè)距離通道只需用一片F(xiàn)PGA或DSP芯片和一塊印制電路板(上有高速ADC/DAC芯片和電源控制) 。而俄羅斯的雷達(dá)則主要有二種方式,一種是用小規(guī)模集成電路(IC)來構(gòu)成FFT電路;另一種是中頻積累電路加上模擬式濾波器組成(理論證明這二者是等效的)。無論哪一種方式,它的一個(gè)距離通道就得做成一個(gè)不小的機(jī)柜。所以俄羅斯沒有高端芯片,雖也能做出先進(jìn)設(shè)備,但給人直觀首先是“傻大粗”。有人粗略計(jì)算,因S-300-2的距離通道至少有24個(gè),(每個(gè)距離通道又有很多速度通道),僅此一項(xiàng),如果用芯片來實(shí)現(xiàn)FFT,比起俄羅斯的辦法,至少可縮小體積三分之一。不過在總體性能指標(biāo)方面,由于俄羅斯科技人員的聰明才智和努力,包括采取自主創(chuàng)新,揚(yáng)長避短等措施,在主要方面基本上已克服了沒有高端芯片帶來的缺陷,從總體言基本上達(dá)到與愛國者同等水平。
三、 俄羅斯采取哪些措施彌補(bǔ)由于沒有高端芯片(以及微電子技術(shù)落后)帶來的缺陷?
眾所周知,自蘇聯(lián)解體后,俄羅斯經(jīng)濟(jì)一直不算景氣;他的GDP已連續(xù)多年沒有進(jìn)入世界排名前十位。在軍工方面,微電子技術(shù)和精密控制技術(shù)一直是俄羅斯的短板。而且從原蘇聯(lián)起一直強(qiáng)調(diào)武器中基本上不使用外國的元器件(事實(shí)是西方也禁止向俄出售高端電子器件)。俄羅斯缺乏世界一流高端芯片和微電子器件,卻能連連推出世界一流的新武器,俄羅斯科技人員是如何解決這一矛盾的?
我們從大量資料中看到,他們就是依靠“自主創(chuàng)新”的思想。具體說,一是靠科技人員“揚(yáng)長避短”的設(shè)計(jì)思想。充分利用俄自己在微波電路、模擬電路、微波電真空技術(shù)、慣性制導(dǎo)技術(shù)和器件等基礎(chǔ)技術(shù)方面優(yōu)勢,依靠俄科技人員聰明才智,彌補(bǔ)微電子技術(shù)的不足。這種彌補(bǔ)不是簡單的替代,而常常是一種創(chuàng)新。作者將在下面舉一個(gè)典型的成功例子:俄在S-300雷達(dá)中曾用他激晶體振蕩器(模擬電路)作為中頻信號(hào)積累,其體積雖比芯片要大,但比一般集成電路要小,可以替FFT的基本功能。由此可見,俄科技人員采取揚(yáng)長避短方針,一方面固然是出于無奈,但另方面卻促使它的模擬電路技術(shù)達(dá)到前所沒有的高水平。
二是靠俄羅斯有一支世界一流的系統(tǒng)設(shè)計(jì)隊(duì)伍。他們的設(shè)計(jì)思想是“系統(tǒng)第一”;具體說就是指“武器中各部件的水平可以一般(個(gè)別甚至可以較差),但系統(tǒng)水平,包括武器主要的系統(tǒng)性能指標(biāo)和武器可靠性必須一流”。譬如在空天防御武器領(lǐng)域,他們的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是:1,不能要求武器系統(tǒng)指標(biāo)全面超過美國,或者項(xiàng)項(xiàng)指標(biāo)世界第一。俄沒有力量全面和美國拼比。但可以抓住主要指標(biāo),解決主要矛盾,使主要指標(biāo)世界領(lǐng)先。2,不能要求武器系統(tǒng)中所有設(shè)備和部件都是一流的,但要求各個(gè)設(shè)備盡量做到揚(yáng)長避短。要追求實(shí)效尤其是高穩(wěn)定、高可靠,而不刻意追求采用先進(jìn)元器件和先進(jìn)技術(shù),不要在乎外貌 “傻、大、粗”。最后由總師們綜合出主要性能突出,水平世界一流的防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)。
美國有那么一批雷達(dá)專家(包括幾位著名老專家)專門研究俄羅斯雷達(dá)的優(yōu)勢和軟肋,并積累大量資料和數(shù)據(jù)。他們認(rèn)為,俄羅斯S-300雷達(dá)系統(tǒng)是一個(gè)“高性能,低成本,低功耗”的設(shè)計(jì)。它至少在以下四個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,大膽采取的自主創(chuàng)新的舉措:(1)采用X波段(愛國者為C波段),敢于站在高起點(diǎn)。使系統(tǒng)性能指標(biāo)的提高有很大潛力。(2)用多部雷達(dá),而不是像愛國者用一部雷達(dá)完成搜索、跟蹤、照射、指導(dǎo)、火控等多功能。這樣可使每部雷達(dá)都達(dá)到最佳性能。如搜索雷達(dá)可以將天線方向圖壓低,并將天線架設(shè)于桅桿上,大大提高搜索低空飛行目標(biāo)的能力(最低作用距離可至5米,稱世界第一)。當(dāng)然缺點(diǎn)是系統(tǒng)較“累贅”。(3)沖破經(jīng)典雷達(dá)理論的框框,大膽采用脈沖重復(fù)頻率很高(高達(dá)幾百千赫茲)的脈沖多普勒體制。使其雷達(dá)能在大空域內(nèi)對付高速機(jī)動(dòng)目標(biāo)和雜波干擾的能力。(4)采取措施努力降低系統(tǒng)射頻損耗,如微波傳輸用低損耗波導(dǎo),天饋系統(tǒng)采用獨(dú)特的收發(fā)隔離技術(shù)等。美國專家估計(jì),其天饋系統(tǒng)總的微波損耗約為5dB。這個(gè)5dB的概念是指天饋系統(tǒng)要消耗總的微波功率的三分之二,只有三分之一的功率傳播至空間,成為有效功率。但愛國者雷達(dá)天饋系統(tǒng)的損耗可高達(dá)7-12dB。理論計(jì)算表明,微波損耗每降低1dB,,就可使雷達(dá)作用距離增加6%。
俄羅斯這些出奇制勝的招數(shù),大大降低由于沒有高端芯片帶來的缺陷。俄武器設(shè)備雖傻大粗,并不妨礙他的S-300以及后來的S-400、S-500等成為世界一流的防空導(dǎo)彈系統(tǒng)。這也使普京總統(tǒng)說話有了底氣。如去年9月14日,沙特的煉油廠遭受也門武裝的無人機(jī)和巡航導(dǎo)彈襲擊,部署在附近的多套愛國者PAC-2和-3系統(tǒng)居然連目標(biāo)都沒有發(fā)現(xiàn)。于是普京親自出來說話,還是買我的S—400吧,可保你平安無事!國際上一些專家也公認(rèn),普京所說并非假話。

