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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? 第1页

  

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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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