漫谈天线“塞进”桅杆

来自北京的读者@围观老刘追兔向《兵器》提问：055级大驱最近挺火，上面的隐身复合桅杆令小伙伴们都很感兴趣。请问为何要把雷达天线装到桅杆里呢？

对此，编辑部安排了作者uncelb回答如下：

现代军舰把雷达装进桅杆主要是出于控制军舰电磁特征的需要。很多人认为隐身桅杆或者复合桅杆设计只是为了雷达隐身，这其实是个不全面的认识。把雷达“塞到”甲板建筑里，设计师的“苦衷”其实很多。首先，雷达天线往往外形复杂，装有这些复杂形状物体的平台在被雷达照射时，反射特征比较明显。其次，雷达天线本身比起军舰的主体结构要更“柔弱”，所以把它们不加遮挡地放在舱外，一定程度上是不利于保护天线的。

然而隐身桅杆的设计可不是简单地把雷达之类的设备按照大小“塞进”桅杆里。“塞”的顺序与桅杆本身的形状、材料，都是十分复杂的系统工程。与常见的单个天线使用的天线罩一样，作为多个天线共用一个“罩子”的隐形桅杆，必须要让装进去的射频设备们在“入住”后，不影响这些设备性能指标。比如，它们不能变成“近视镜”或者“哈哈镜”。桅杆的材质与结构特性需适应特定电磁波的传播，还得让天线的视角不受影响。同时，天线一多，令人挠头的电磁兼容问题，也会在天线们都挤进“一栋楼”后变得更加令设计师们伤脑筋。

隐身桅杆的外形一般是由一些利于改善所在平台雷达反射特征的外形构成。这种设计类似于隐身飞机外形设计中减少反射平面数、同时根据雷达接收机工作特点改变反射方式的思路。为了让桅杆里的天线可以工作，并降低对于平台航行性能的負面影响，隐身桅杆还需要大量的采用玻璃纤维这样的非金属材料。

这里还需要明确一个概念，隐身桅杆与复合桅杆并不是一个东西。通俗地讲，隐身桅杆指得是具备雷达隐身效果的桅杆设计。而复合桅杆一般来说是兼具其他功能的桅杆结构。比如已经很常见的烟囱桅，兼具天线或者其他设备零件转台的桅杆结构（比如潜艇的潜望镜桅杆）都可以算是复合桅杆。

如今设计师们在设计现代水面舰艇时，早已不再单一地追求雷达隐身，而是将包括雷达波、通信无线电、红外紫外、甚至可见光在内的各个频段的电磁信号系统考虑，以电磁特征这一概念来统一规划军舰的隐身性能。这时，具有隐形功能的复合桅杆显现出了优势。将雷达和通信电台共用天线罩或者天线，减少整个平台系统天线数量，显然更利于隐身和电磁兼容设计。所以，我们已经看到越来越多的军舰不仅采用了隐身桅杆，更采用了复合甲板建筑。

其实能够装进桅杆里的，也许不仅是雷达，还有通信天线，甚至光电探测与可见光设备。这样不仅利于隐身和降低电磁兼容难度，更有可能从工程上减低舱内伺服装置的设计复杂程度，提高效率，进一步解放平台的性能。不过这样的设计，还需要仰仗舰艇的各个分系统技术的发展，才能在未来逐步实现。