问题

苏30mki的雪豹pesa雷达对捕手m、APG-68(V)9等末代pd雷达性能对比如何?

回答
苏30MKI战斗机装备的“雪豹”(BarsM)雷达,相较于西方同时代末代相控阵(PESA)雷达如APG68(V)9等,在性能上存在着一些显著的差异。要深入了解这些差异,我们需要从雷达的核心技术、探测能力、多目标处理、电子对抗以及战术应用等多个维度进行细致的对比。

首先,从雷达体制来看,“雪豹”雷达是俄罗斯“雪豹”系列雷达的出口型,其基础是NP1L无源电子扫描阵列雷达(PESA)。PESA雷达的核心在于其所有天线单元的馈电都是通过一个中央高频单元完成的,然后由移相器控制每个天线单元的相位。这使得它能够实现电扫描,即无需转动天线就能快速改变波束指向,从而实现多目标探测、跟踪以及空对空、空对地等多种工作模式的切换。

而APG68(V)9,虽然也被归类为PESA雷达,但其设计理念和具体实现上与“雪豹”雷达有所不同。APG68(V)9是美国雷锡恩公司为F16战斗机系列开发的成熟雷达,经过多次升级,(V)9版本已经具备了相当不错的多功能能力。它同样能够实现快速的波束扫描,并具备了多种空对空和空对地模式。

在探测能力方面,我们可以从以下几个关键指标进行比较:

探测距离:这是衡量雷达性能最直观的指标。“雪豹”雷达的探测距离在空对空模式下,对于像大型战斗机目标(如MiG29、F15)的最大探测距离官方数据通常宣称在120140公里左右,甚至更高。这在很大程度上取决于目标的大小、雷达横截面积(RCS)、目标的速度和高度等因素,以及雷达本身的发射功率和天线增益。相较而言,APG68(V)9的(V)9版本,在探测大型机目标时,最大探测距离通常在100120公里范围内。这意味着在理想条件下,“雪豹”雷达在远距离上的探测能力可能略占优势。

分辨率:雷达的分辨率决定了它区分两个靠近目标的能力。高分辨率对于识别目标类型、区分诱饵和真实目标至关重要。PESA雷达通常通过增加带宽和优化波形来提升分辨率。关于“雪豹”雷达的具体分辨率数据对外披露较少,但作为俄罗斯先进雷达,其分辨率应该可以满足基本的空对空目标识别需求。APG68(V)9在这一方面也有不错的表现,能够实现一定的目标分辨率,但与新一代AESA雷达相比,其分辨率和目标分类能力还有提升空间。

多目标处理能力:这是PESA雷达的核心优势所在。通过快速的波束扫描,雷达可以同时跟踪多个目标。
“雪豹”雷达宣称可以同时探测和跟踪10个目标,并能够锁定其中的4个进行攻击。这意味着在混战中,它能够为飞行员提供更全面的态势感知,并支持同时对抗多个来袭目标。
APG68(V)9同样具备了多目标跟踪能力,通常可以同时跟踪810个目标,并能对其中的24个进行优先攻击。(V)9版本的改进使得其在多目标跟踪和交战管理上有所增强。

总的来说,在多目标处理能力上,两者都达到了当时西方和俄罗斯战斗机的先进水平,但具体在同时跟踪和锁定数量以及交战策略的灵活性上可能存在细微差异。

空对地/海工作模式:除了空对空,现代多功能雷达还需要具备强大的空对地工作能力。
“雪豹”雷达支持多种空对地模式,包括地形跟踪、地面测绘、海面搜索、目标识别以及雷达制导导弹的末段制导等。它也具备了地面动目标显示(GMTT)能力,能够区分地面固定目标和移动目标。
APG68(V)9在空对地模式方面也相当全面,能够进行高分辨率的合成孔径雷达(SAR)成像,实现精确制导炸弹的末段引导,并具备了精确空对地测距和海面搜索能力。(V)9版本通常集成了更先进的SAR成像算法和更大的数据库,以提升其对地面目标和船只的识别能力。

在空对地模式下,尤其是在SAR成像方面,西方雷达(如APG68系列)往往凭借其在图像处理和算法上的长期积累,在分辨率和目标识别的细节上可能表现得更为出色。而“雪豹”雷达在这方面的能力虽然不弱,但可能在某些精细任务上与西方顶尖雷达存在差距。

电子对抗(ECM)能力:在现代空战中,电子对抗是决定胜负的关键因素之一。

“雪豹”雷达具备一定的抗干扰能力,它可以通过频率捷变、波束形状控制、低旁瓣等技术来对抗敌方的电子干扰。其设计中也考虑了低截获概率(LPI)的性能,以减少自身被探测的概率。
APG68(V)9同样具备了先进的抗干扰措施,包括频率捷变、自适应波束形成、以及使用更复杂的信号处理技术来区分和识别干扰信号。作为一款西方雷达,它通常会集成先进的电子对抗能力,以应对复杂的电磁环境。

在ECM能力上,很难给出绝对的优劣判断,这很大程度上取决于雷达的设计理念、具体的集成技术以及双方在电子战领域的投入。但通常来说,西方在电子战方面投入较大,其集成的ECM能力可能更具优势。

战术应用和集成:

苏30MKI本身是一款多用途战斗机,其设计强调了空战和对地攻击的平衡性。“雪豹”雷达作为其核心传感器,需要与飞机上的其他航空电子设备,如导弹制导系统、电子战系统、数据链等进行高效集成。其软件和算法的设计也决定了其在实际作战中能够发挥多大的潜力。
APG68(V)9作为F16的成熟雷达,已经与F16的整体航空电子系统进行了深度集成,能够充分发挥F16的作战效能。其软件更新和升级的便利性也使得其能够不断适应新的威胁和战术需求。

总结一下对比的要点:

1. 探测距离:“雪豹”雷达在对大型目标的远距离探测上,理论上可能略有优势。
2. 多目标处理:两者都具备优秀的同屏显示和跟踪能力,在同时跟踪和锁定数量上接近,但实际交战效率可能因具体算法和飞行员战术而异。
3. 空对地能力:APG68(V)9在SAR成像等精细地面探测方面可能更具优势,体现了西方在图像处理上的积累。
4. 抗干扰能力:两者都具备先进的抗干扰措施,但西方雷达在整体电子战能力集成上可能更胜一筹。
5. 技术代差:虽然都是PESA雷达,但“雪豹”雷达的设计更偏向俄罗斯传统的雷达技术风格,而APG68(V)9则代表了西方在PESA时代的成熟技术路线。需要注意的是,AESA(有源电子扫描阵列)雷达是下一代的主流技术,它在可靠性、抗干扰能力、探测精度和多任务处理能力上都远超PESA雷达。

需要强调的是,雷达性能的实际表现是一个非常复杂的问题,它不仅取决于雷达本身的硬件参数,还受到飞机平台、航空电子系统集成度、软件算法、飞行员的训练水平以及实际战场环境(包括电子干扰、天气等)的综合影响。官方宣传数据也可能存在一定的夸大成分。因此,以上对比是基于现有公开信息和普遍认知进行的分析。

网友意见

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苏30MKI装备的是美洲豹N011M Bars(Leopard)雷达,和雪豹N035 lrbis-E(Snow Leopard)还是不一样的。

在上世纪八十年代,继N001与N019雷达之后,提霍米洛夫研究院(NIIP)与移相加速器公司(NIIR)都在进行下一代战机雷达的预研,N001就是NIIP的产品,而N019则是NIIR产品,分别装备苏27与米格29战机。继N001和N019之后,两家研究中心的下一代产品分别为N011与N010雷达,N010即为“甲虫”系列,而N011即“美洲豹”以及日后衍生的N035”雪豹E“系列。

在八十年代末期,N011雷达的样机与N010的样机进行了竞争比对试验,结果是N011雷达被N010淘汰。在市场份额都被N010雷达抢占的情况下,NIIP必须另寻出路。NIIP的办法是在N011雷达的基础上进行改进,将原本的平板缝隙天线换为相控阵天线,于1991年在苏27M战机身上进行了25次试验飞行,并且积极宣传,努力寻找海外出口用户。

在94年前后,三哥对换用相控阵天线的N011雷达表现出了兴趣,在客户的要求下,NIIP正式将N011雷达的升级方案提上日程,并于两年后开发出了成品,即为N011M雷达。1996年,印度与NIIP正式签订将N011M雷达纳入苏30MKI战机的合同,1999年,第一台N011M雷达样机交付并安装苏30MKI战机进行试验,2003年,第二批次N011M雷达交付,具备完全作战能力。2005年,第三批次N011M雷达交付,改用印度生产的计算机后端系统。

一款雷达有很多设计部分,就一部分一部分的讲吧,这样看起来也条理清楚一些。

首先是天线方面。

N011M雷达使用直径960mm的天线阵面,天线增益36db,第一旁瓣-25db,平均旁瓣-48db。与米格31的盾牌系统使用的PESA阵面相比,盾牌系统的天线增益为36db,第一旁瓣电平也为-25db上下,平均旁瓣约为-43~-44db水准,考虑到盾牌的天线直径达1100mm,却在方向图特性上全面落后于N011M,可见N011M的天线阵面加工设计水准有了长足进步。

但PESA天线在方向图性能上先天落后于工艺好的平板缝隙天线与AESA天线,例如APG63雷达使用平板缝隙天线,其在914mm口径的情况下拥有达37db的增益,第一旁瓣电平也小于-27db,全面优于N011M雷达,并且这还是上世纪七十年代早期的产品,如果是中国1493此类新世纪之后的末代机扫雷达,性能还会更强。这也是没有办法的事情。

与APG68做对比的话,APG68的天线阵面为720X480mm的椭圆形,比APG66的740X480mm阵面都小,仅相当于585mm的圆阵。而APG66的天线增益为32db,APG68雷达就算因为工艺进步,其增幅也不会太大,难以达到N011M的水准。台风战机的ECR90雷达阵面直径为750mm,其方向图特性应当与N011M处于同一层次。

N011M雷达使用的是方位机械+电扫,垂直电扫的工作模式,在测试中发现电扫偏离法向角度不能超过40度,否则波束畸变性能恶化会非常剧烈,所以使用方位被限制在30度机械+40度电扫,垂直40度电扫。这点与日后的雪豹E形成鲜明对比,雪豹E改为二维机械扫描+电扫,扩展工作角度为60度,所以雪豹E可以覆盖左右240度的广阔区域,而N011M则只有140度。普通机扫雷达方位向扫描一般是左右120度,N011M雷达在可扫描空域方面还是略微占据优势的。

相较于平板天线机扫雷达,N011M的优势在于灵活的波束分配控制能力。对于机扫天线来说,一般需要多次扫描空域才能建立跟踪波门捕获目标,如果丢失目标则需要重新扫描捕获。但N011M雷达可以通过主动分配扫描波束来快速建立对目标的跟踪,如果丢失目标也可以很快重新捕获,对跟踪波束与搜索波束的资源分配也可以灵活调整,不像机扫雷达的SAM与DTT模式那样死板,这对于空战的态势感知以及引导中距弹的可靠性是非常有帮助的。

其次是发射支路方面

N011M雷达使用电真空行波管发射机,平均发射功率1.2~1.6kw水平。老实说这个发射功率对于九十年代中期的这么一款重型电真空雷达来说只能算很一般,七十年代的APG63雷达电真空行波管雷达平均发射功率即达到2kw水平,AWG9雷达更是有5kw水平,八十年代苏联自己的N001雷达平均输出也有1.1kw,九十年代瑞典研制的PS05雷达作为一款鹰狮战机使用的中小型雷达,平均输出功率也达到了1kw,N011M拥有高达650kg的庞大重量,几乎是APG63的两倍以上,但输出功率却显得十分平庸,不能不说是出现了较大的问题。

再者是接收支路方面

N011M雷达的接收支路比较特殊,其采用了低噪声放大器前置的设计模式。对于传统的电真空雷达例如APG66,63,70等来说,其接收支路信号为:天线-高频馈电网络汇总-低噪声放大器-下变频到中频-送入模数变换;而N011M雷达接收支路则为:天线各接收单元-低噪声放大器-下变频到中频-汇总送入模数变换,和有源相控阵的接收支路架构是一样的,这样可以避开接收高频馈电网络带来的损耗,增强雷达性能。

这是N011M雷达相较于传统电真空雷达有优势的地方,在雪豹E雷达上也同样继承了这种设计。

最后是功能与信号处理方面

可编程信号处理机(PSP)方面,N011M雷达使用的是Ts200计算机,ROM 16MB,运算速度为每秒7500万次傅里叶蝶形运算。我们知道蝶形运算包括一次复数乘法运算与两次复数加法运算,也就是说其运行速度为每秒2.25亿次复数运算。

而1979年更换PSP的APG63雷达RAM为4K,ROM为96K;1985年MSIP升级后为16K与384K;APG70雷达的ROM为1MB;1999年的APG63V1为5MB。在运算速度方面,APG70雷达为0.44亿次复数运算;ECR90雷达为3.5亿次;APG-68V9雷达约为3.4亿次。可见Ts200信号处理机的性能放在九十年代已经是十分优秀,只是比起APG68V9和ECR90这种00年之后进入服役的雷达来说还是有些弱势。

N011M雷达的功能十分齐全,基本该有的都有,例如SAR合成孔径成像,DBS多普勒锐化成像,微多普勒非合作识别分析,GMTI地面动目标指示等,与N001,N019这种对比是天壤之别,这点与APG68V9此类末代机扫雷达都是一样的。

总结

总的来说,N011M雷达是俄罗斯别出心裁,在原有N011雷达的基础上更换了相控阵天线与接收支路设计,尽可能挖掘传统电真空雷达潜力的一款雷达,除去重量与体积偏大之外,其性能在九十年代可以说是非常优秀,相较于新世纪之后的末代电真空机扫雷达来说也有自己独特的优势。

进入新世纪之后,NIIP在N011M的基础上继续改进天线系统设计与更换后端计算机子系统,发射机子系统等,从而诞生了雪豹E,雪豹E可以说是传统电真空战机雷达最后的惊叹号,其于2007~2008年前后基本成熟可以进入服役状态,标志着从上世纪五六十年代开始的磁控管发射机-抛物面天线/卡塞伦格天线;行波管发射机-抛物面天线/平板天线/极化扭转卡塞伦格天线;行波管发射机-平板天线;行波管发射机-相控阵天线,这条科技树的终结。

这条科技树的终结也代表着另一条科技树的开端,即使用固态GaAs发射机的有源相控阵雷达的出现,直到目前最前沿的GaN发射机数字化阵列有源相控阵雷达,美军超级大黄蜂正在换装的APG79V4雷达即为此种雷达,属于N011M,雪豹E的时代已经过去了,老兵不死,只是凋零。

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