【獨家】相列雷達研發遇瓶頸 配裝海軍新一代飛彈巡防艦有變數
為配合「訊聯專案」的海軍新一代艦載戰鬥系統，中科院以代號「迅達計劃」研製海基型相列雷達，因資料處理器體積過大，加上部分技術問題未突破，使得整個研發進度嚴重落後，這也讓海軍新一代飛彈巡防艦會不會裝上相列雷達出現了變數。
海軍新一代兵力的規劃，未來新型艦艇的作戰系統都是使用「迅聯系統」，這是由中科院研發一種開放式戰鬥管理系統，與船艦防空、水面、反潛、電戰及資料鏈路系統結合；迅聯系統透過海軍現有資料鏈路系統取得聯合作戰資訊，呈現在共同戰術圖像中，並可接受聯合作戰中心的指揮，執行聯合作戰任務。就國防部期程規劃，迅聯系統要在2019年完成研發後，開始進行各項武器系統的整合，包括海基型相列雷達、MK-41垂直發射系統等都陸續開始研製與技轉。
因此海軍海公布未來二十幾年的造艦的規劃的新一代兵力中，無論是主戰艦或是新一代飛彈巡防艦的介紹，都包括了海基型相列雷達、MK-41垂直發射系統。甚至海軍曾規劃，若一切研發與技轉順利，讓新一代飛彈巡防艦升級成為具有「小神盾」功能的戰艦。
海軍規劃未來新型艦艇的作戰系統都是使用「迅聯系統」（圖），是由中科院研發的開放式戰鬥管理系統，與船艦防空、水面、反潛、電戰及資料鏈路系統結合。（攝影：朱明）
中科院相列雷達需瘦身 才能放入新一代飛彈巡防艦
據指出，中科院代號「迅達計劃」研製海基型相列雷達，研發進度卻嚴重的落後，其主因是中科院自行設計且使用中的相列雷達，都是源自天弓飛彈的長白雷達延伸，雷達架構外購自美國奇異航太公司收購的RCA技術，近年雖自行開發且更新部分子模組，但雷達架構與使用的關鍵零組件已落後，且依然仰賴美國廠商，直接限制雷達效能與尺寸之縮裝。
據了解，海軍對於海基型相列雷達的規格，偵測距離要超過300公里，目前中科院的相列雷達要達到此效能，在資料處理器與信號處理器兩大部分的體積與重量過大過重是不爭事實，而且整套雷達重量超過600公斤，因此中科院規劃以資料處理器與信號處理器分離兩個位置，分散空間與重量，但卻發現訊號波從高頻轉低頻輸送的過程，出現了「失真」的現象，因此以分散方式是行不通；另外將信號處理器的縮裝也因訊號的不穩定，一直無法突破技術關卡。
知情人士指出，就因為中科院規劃的海基型相列雷達，過大過重若要安裝在4500噸的新一代飛彈巡防艦上，首先要將噸位加大才能將過大過重問題解決，並解決巡防艦平衡的問題，但必須修改到5800噸位以上，但這又涉及另一型戰艦結構設計，海軍並不贊成。
據了解，目前中科院的整套雷達重量超過600公斤，分散空間與重量後又引發訊號失真問題，研發進度嚴重落後；圖為中科院研發之固定式全相列雷達。（中科院提供）
新一代飛彈巡防艦明年初啟動 能否裝相列雷達恐有變數
至於用一座旋轉式裝一片或兩片3D相列雷達系統來取代的方案，以旋轉式設計來滿足360度搜索，仍然有傳統雷達搜索間隔問題，雖雷達搜索精度高於傳統雷達，但接戰目標仍有所限制，海軍也不同意這樣的設計，但真正問是題還是因採用分離式的設計，還是無法克服訊號波從高頻轉低頻輸送的過程，出現了「失真」的現象，在技術無法突破的前提下，海基型相列雷達的研發進度是嚴重的落後。
就因為中科院無法在短期內克服海基型相列雷達的技術問題，而海軍代號「震海計劃」的新一代飛彈巡防艦的原型艦將於2019年初啟動，屆時若中科院還是無法克服技術問題，海軍是否要裝上海基型相列雷達將會有變數。
國防部將集思廣益 為相列雷達系統找未來發展方向
中科院代號「迅達計劃」研製海基型相列雷達，因部分技術未突破，使得整個研發進度嚴重落後，影響海軍未來新一代造艦兵力的發展，由於中科院研發是以早期的無源相控陣被動式（PESA）為基礎進行性能提升，但現今各國研發相列雷達是以有源相控陣主動式（AESA）為主流，各國也積極研發自己的戰機、海基艦載、陸基的AESA雷達，據了解，國防部已重視到相列雷達未來的發展性，本月將邀請產官學者就此提出分析報告，來思考未來海軍相列雷達是要向美國採購美製神盾系統的SPY-1外銷版？或是下決心在國防自主政策指導來研發國產的AESA雷達系統。
AESA採固態功率放大組件 重量輕體積小維護性高
現今各國軍事運用的相列雷達是電子掃瞄雷達(Electronically Scanned Array, ESA)區分為被動式(PESA)及主動式(AESA)，目前在PESA運用最外界熟知的是美國神盾艦的SPY-1系統；而AESA是是一種更為先進與複雜架構，天線陣列不再共用一個或少數幾個發射機，而是每一個陣元後面，都有功率放大器件（T/R組件）。簡單來說相當於每一個陣元都有單獨的發射機來運作。並採用採用固態功率放大組件，因此重量輕，體積小，可靠性和可維護性高，例如AESA雷達平均維護時間間隔超過3,000小時，遠超過PESA的300小時，可靠度更符合現代戰爭需求，因此包括薩德飛彈防禦系統所使用的 AN/TPY-2，以及F-35戰機的 AN/APG-81雷達都屬於此系統。
F-35戰機使用AN/APG-81的先進電子掃描陣列AESA雷達（Advanced Electronically Scanned Array)，平均維護時間間隔超過3,000小時，可靠度更符合現代戰爭需求。(圖片取自美國空軍網站)
知情人士指出，台灣台積電是有全球最大的矽基半導體製造公司，而穩懋半導體是全球最大的 GaAs 代工廠（也有提供 GaN 製程，製造AESA雷達需要用到製程），台灣已具備完整製造 AESA 雷達的硬體能力。
該名人士表示，任何國家要開發AESA雷達，需要解決幾個技術難點，首先要取得成熟的半導體製程、解決雷達內部單元時脈同步及單元相位控制、高功率發射晶片設計等技術。
台灣已具備完整製造 AESA 雷達的硬體能力，像是台積電是有全球最大的矽基半導體製造公司，穩懋半導體是全球最大的 GaAs 代工廠（也提供 GaN 製程，製造AESA雷達需要用到製程）。圖為中科院提出的AESA雷達概念原型，但體積過大，有違發展的方向。（攝影：朱明）
該名人士強調，如果我國要發展AESA 雷達時，首先要使用最新的半導體處理器，來大幅降低雷達運算所需要的晶片體積與耗電。處理器硬體部份各國實作差異不大；但最大差異來自系統軟體與先進雷達演算法的掌握能力。因此在設計AESA 系統軟體時，盡可能基於開源軟體，再針對我國AESA需求進行功能與效能最佳化，這避免閉門造車的風險。
相列雷達由中科院主導 思考整合研發AESA雷達系統
據指出，但是目前國內對於相列雷達的研發都是由中科院在主導，其技術源自外購美國奇異航太公司收購的RCA技術的被動式（PESA）的長白相列雷達，再於此為基礎延伸出系列的相列雷達；因這次研製海基型相列雷達遇上技術瓶頸，這也讓國防部不得不正視此問題，重新思考是否要整合國內產官學技術能力，就如同首個由台灣完全自主研發的「福衛五號」光學遙測衛星一樣，以跨部會整合國內技術後，在國防自主政策指導來研發國產的AESA雷達系統。
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