小天線暗藏大秘密，四代機的「隱身」也要靠它

乍一看這標題，很多朋友估計心裡都犯嘀咕了。眾所周知，這四代機的隱身不是都靠外形設計和隱身塗料嗎？和天線有什麼干係？其實呢，今天要給大家介紹的玩意，看似是貌不驚人的小天線，但是這東西還真的和四代機的「隱身」有著莫大的干係。

說起四代機，大家第一的印象肯定就是那個科幻的外形帶來的對雷達波的隱身能力。實際上，對於四代機的隱身或者說是低可探測性概念，除了外形隱身以外，還有一個很重要，又不被大眾所了解的射頻「隱身」能力。

▲第四代隱身戰鬥機除了必須的外形隱身設計外，對射頻隱身設計也非常重視。

射頻「隱身」其實不難理解，我們都知道，現代戰機上除了機載火控雷達外，各類導航、通信、數據鏈天線也是需要主動往外界輻射電磁波的，而這些電磁波一旦被敵方各類雷達告警接收機或電子偵察設備截獲，就非常容易暴露己方的位置，這對戰鬥機來說自然是十分危險的。因此，就算是在沒有外形隱身能力的二代、三代戰鬥機上也會有「無線電靜默」模式，也就是不開啟雷達或通信、數據鏈設備發送功能，只接收來自預警機或地面指揮中心信息。

▲就算是沒有外形隱身設計的三代機，為了提高戰場生存能力，也會採取特殊的方式來達成射頻隱身的目的。

在四代機上，射頻「隱身」這個概念得以全面貫徹。首先，火控雷達上使用了不容易觸發敵方雷達告警導致己方暴露的低截獲概率（LPI）技術。其次，在通信、數據鏈方面，收發天線拋棄了傳統的刀型天線，改用了嵌入機身蒙皮技術，能有效減少雷達反射截面積的平板天線用於配合傳統數據鏈的使用（主要是接收功能）。同時，為了進一步降低對容易被截獲的傳統數據鏈的依賴，一種專門用於四代機內部進行通信和數據傳輸的新型數據鏈就應運而生了。

▲廣泛運用在傳統數據鏈上的刀形天線，除了容易增加戰鬥機整體RCS的外形以外，其全向輻射的工作方式也容易被敵方電子偵察設備所截獲。

這種新型數據鏈首先裝備在了世界上第一款四代機F-22上，被稱之為機間協同數據鏈（簡稱IFDL）。相對於傳統的LINK-16數據鏈，IFDL採用了更先進的分布於機身各處蒙皮內透鏡式天線，在另外工作方式和工作頻段上有了很大的改進。

首先在工作方式上，相比大多數傳統數據鏈諸如LINK-16「黑夜中明亮燈塔」般的全向發射模式，IFDL的定向發射和獨特的波形控制所合成的窄波束被比喻成「手電筒」一般，不容易被敵方的電子偵察設備截獲。這樣的工作方式自然減少了在使用數據鏈時暴露自己的風險。

其次在工作頻段上，IFDL相比LINK-16使用了頻率更高、波長更短頻帶更寬的Ku波段，因此在抗干擾和通信速率上有了質的飛躍——短距離上最高可達100Mbps以上，堪比光纖。在可用距離上，雖然Ku波段的IFDL相比L波段的LINK-16有著更強的大氣衰減效應，但是得益於定向天線和高增益窄波束的工作方式，其實際作用距離可以和LINK-16保持在同一個水平線上。

▲F-22上的IFDL數據鏈採用了先進的分散式布置、低RCS外形、定向窄波束等先進的設計理念用於實現射頻隱身的目的。

綜上對比，無疑可以看出四代機的新型數據鏈相比傳統數據鏈的巨大優勢，因此在後繼的F-35上採用的多功能先進數據鏈（簡稱MADL）除了繼續沿用了IFDL的概念外，還將透鏡式天線升級為了有源相控陣天線，進一步提高了新型數據鏈的波形控制、抗干擾及低截獲概率等能力。

▲分布在F-35機身各處的MADL數據鏈天線，雖然不起眼，但是它們對於實現隱身戰鬥機的射頻隱身可謂功不可沒。

不過有意思的是，作為IFDL的發展，MADL由於各種原因卻無法與IFDL所兼容，這直接導致了F-22和F-35這兩款四代機並不能直接使用先進數據鏈進行通信或數據傳輸的尷尬局面……此美國空軍曾經打算把F-35的MADL數據鏈推廣到B-2、F-22這些隱身平台上以實現互聯互通，不過這個計劃最後也是不了了之。

▲對於美國空軍來說，不能實現兩種四代機數據鏈的直接互聯互通著實有些尷尬。

作為四代機領域的後起之秀和強有力的競爭者，中國的殲-20戰機在各方面都緊跟其主要競爭對手F-22和F-35。除了在外形上採用了必須的隱身設計外，作為四代機射頻「隱身」概念里重要組成部分的先進數據鏈自然必不可少。正如同F-22和F-35一樣，殲-20也在在機身蒙皮各處安裝了數個分散式小型相控陣天線用於構建自己的中國版「IFDL」或「MADL」。

▲殲-20上的四代機先進數據鏈也採用了類似IFDL和MADL的設計理念和分散式布置方式。

和以上型號相比，俄羅斯的SU-57，稱得上是如今爭議性最強的一款四代戰機。除了全身布滿著三代機烙印的外形設計導致其外形隱身能力被人詬病外，在射頻「隱身」設計上，也很難找到俄版「IFDL」或「MADL」存在的痕迹。雖然理論上那個最廣為人知的AFAR-X相控陣側視雷達可以發揮通信或數據鏈通信的作用，但是單靠分布於機頭的兩個側視陣列和一個機尾的後視陣列，卻無法滿足組成一個全方向無死角通信和數據傳輸的需求。

不過，俄羅斯人也有自己的看法。SU-57畢竟是定位於在廣袤縱深上執行國土防空任務的需求而設計的一款戰鬥機，並沒有執行穿透敵方防空的這類高威脅任務的需求，再結合本國的實際技術水準。因此，SU-57在外形隱身設計和射頻隱身設計上有所縮水是再正常不過的了。

時間進入2018年，距離F-22的原型機試飛已經28年之久，不僅俄國、中國擁有了自己的四代機，日本、韓國、伊朗甚至土耳其的四代機也是呼之欲出。接下來，射頻隱身設計會得到什麼樣的一個發展呢？讓我們拭目以待吧。

▲SU-57除了一直被人詬病的外形隱身設計外，其射頻隱身設計也達不到真正的四代機標準。

本文作者折光，熊杰。熊杰為航空愛好者，業餘軍事作家，出版譯著《紅鷹中隊》、《壯志凌雲——TOPGUN》（已出版三秦出版社）。

佳作推薦

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！