APG77雷达的探测距离优势

三代机使用的中等尺寸机械扫描PD雷达平均功率一般在1KW以下，多采用双模行波管，因为体积、重量、散热、耐高压等方面的限制，高脉冲重复频率波型下使用低峰值功率的工作方式，故即使占空比较高，但平均功率仍只有几百W，如比较典型的APG68、RDY等雷达。少数装备重型战斗机的大尺寸、高成本雷达平均功率要高些，最大的APG71达到7KW，一般在1-3KW。APG77的发射模块平均功率仅受散热系统效率的影响，如果采用先进的发射接收同步方式工作，占空比可以达到100%，假设考虑散热要求MMIC以50%的发射功率工作，则平均功率将达到惊人的10KW，比中等尺寸PD高15倍左右，比多数大尺寸PD雷达高数倍，仅此一项APG77探测距离就可达到普通PD的2倍上下。

精心设计的AESA对比机械扫描PD，雷达内部噪声可下降4DB左右，探测距离约可提高25%。双向传输损耗AESA比普通PD低5DB以上（前提是机械扫描PD也是精心设计、制造的，部件质量直接决定传输损耗），约提高探测距离35%。这两项加起来提高探测距离约60%。

APG77雷达天线直径约1米，APG63的大型天线直径0.84米，相比较APG77可提高探测距离约20%。中等尺寸PD天线直径约0.5-0.7米（如RDY、APG65），相比较APG77探测距离可提高40%-100%，这就是大型机载火控雷达的好处，所以11B的一定要争气！还有波束驻留灵活性，AESA使脉冲在空间中的分布更加合理（通过及时改变扫描速率实现），也可一定程度上提高检测性能，增加发现目标的概率。

雷达方程是有一定局限性的，现实中空中对抗必然存在强杂波背景下的探测、强电磁干扰下的探测、强威胁环境下的雷达使用，以及天气、云、雨等外部因素影响，以上分析仅是理想条件下的探测距离估算。然而在实际使用中APG77凭借先进的数字处理系统、先进的ECCM能力和一些AESA独有的工作方式，综合探测能力必将超过任何一部机械扫描火控雷达和PESA火控雷达，这是我们必须正视的问题，也是迫切需要追赶的目标.



   F22的CIP为聚α-烯烃液冷系统，可以为3个CIP提供12KW的冷却能力，保证CIP温度不高于35度。雷达的目前没有看到过披露，但作为全机最重要的散热部分，为发挥AESA的高平均功率潜力，其冷却系统必然是强大的。国内雷达有相关报道，如某雷达1000个阵元、每个阵元最大耗热量30W（国内MMIC效率25%左右，算下来每个MMIC有效功率大概六、七瓦），其强制风冷却系统按照最大热量要求设计（机载雷达为求设备紧凑应采用液体强制冷却），保证雷达满功率工作时最高温度不高于84．5℃。



   APG77的T/R模块直接和散热基板（散热基板也是液冷的，具体结构不清楚）连接的，采取2MMIC封装成1T/R模块的方式，可以大大降低MMIC之间相对外露面积，减少热量在MMIC之间的驻留，提高散热效率，APG81是4MMIC封装成1个T/R模块，因此整个天线的散热有大幅度的下降，所以APG81的天线重量大大降低（只有APG77的1/3），散热系统也大大简化了，APG81在只有APG77的1/3体积，一半重量的情况下，实现了APG77 60-70%的探测距离。

APG77的探测距离优势主要来自于其实际可用的平均功率大，另外，虽然APG77的天线直径达到1米，但是实际天线面积并没有直径0.84米的APG71大，主要是天线外形为6边型，而71的圆形天线的实际面积要大些。因此APG77的实际功率孔径值是非常高，当然APG77已经不是GLA最高雷达水平的代表了，根据我看到的资料，目前技术上最为先进的是GLA为全球鹰开发的MISP有源相控阵雷达。这个主要用于情报监视的雷达具备非常高的功率孔径值。



   发射接收同步是近年来提出的概念，特别适合波束转换灵活的AESA使用（可以灵 活的使雷达切换重点扫描区域，对高威区域实现大平均功率的远距搜索）。实现 方法一些比较新的雷达参考书上有。实际上HPRF也可实现很高的占空比，如俄罗 斯的甲虫-27型雷达，HPRF下占空比可达到50%以上，5KW的峰值功率可实现 2-2.5KW的平均功率，或者用降低峰值功率的办法取得更高的占空比。

    APG77雷达每个MMIC有效射频功率10W，2000个MMIC即达到20KW的峰值功率，MMIC 不存在耐高压问题，故方便实现高平均功率，限制因素仅在于散热系统的效率。 而APG77两个MMIC一封装的形式对散热是有好处的。

传输损耗小一直是被认为是AESA的固有优势，因为其馈电环节少。具体介绍有些 出入，一般认为机械扫描雷达的大功率馈线系统在发射时约有5DB的损耗，具体可 见丁鹭飞、贲德等专家编的教材类书籍。接收机噪声系数等于放大器+放大器前所 有部件的噪声，AESA简化的多的结构可减少部件噪声，还有其放大器就方便的设 计成具有很低的电噪声水平。

扫描速度AESA有灵活控制的巨大优势，机械扫描雷达扫描中速率不可改变，AESA 则可根据所需的探测距离改变脉冲积累时间，或者随意在扫描中改变扫描速率， 适应不同威胁空域的监视需要。任何大天线雷达为提高探测距离必须减小扫描速 率，以方便窄波束完成和宽波束一样的脉冲积累数，不过即便使用相同的扫描速 率，探测距离增加的少些而已。

散热系统F22一直未作说明，目前看到的也仅是CIP的散热简要说明。但是我认为 APG77既然有远程探测的需用，高平均功率是必不可少的，因此必须采取相应的措 施提高平均功率。http://www.bjx.com.cn/files/wx%5Cdzjxgc%5C2003-5%5C2.htm,这是某雷达的散热系统介绍。

  



    美国60年代就开始搞机载相控阵，并且连续出了几部样机，投入大，可以说走的很远，技术也远较他国成熟，在有雄厚基础的情况下适当提高研制指标我想是可以的，F22作为GLA的21世纪飞机，各项指标都有突飞猛进的发展，发动机、气动、隐身、综合航电等关键系统都大大超过3代机，雷达作为战斗机最重要的传感器，研制之初给的指标必定是高标准的。70年代初美国搞出极其惊艳的AWG9、APG63，放眼当时的全世界，有谁能敌？以AWG9、APG63的指标，别说中国人，就是欧洲人、俄罗斯人哪个不叹服，但美国人楞是做到了，这就是雄厚的基础带来的技术飞跃。

仔细查阅了下资料，APG77的T/R组件接收噪声系数为2.9DB,比多数机械扫描雷达要好。但也有设计较精巧的机械扫描雷达达到4DB以下的接收噪声系数，不过功率水平远不及APG77。损耗因子机械扫描雷达双向累计有7DB以上，这个AESA有巨大优势。



    PD雷达可靠增加脉冲重复频率可以增加占空比，和增加脉冲宽度、增加峰值功率一样为增加平均功率的方法。半双工决定占空比最大能有50%，一般在50%以下，因为双工器有一定恢复时间，所以我对APG71的10KW峰值、7KW平均一直有疑问，除非雷达只发射不接收，但这样也无法跟踪目标，给AIM54C半主动盲射用？汗。所以我对STAR技术特别感兴趣，可以在峰值功率不变的情况下提高平均功率1倍，或者在降低峰值功率的情况下取得同样的平均功率，我感觉是很有前途的技术，但发射、接收通道确实比普通雷达复杂一些。

单MMIC的10W射频功率各大严谨资料都有，美国80年代就实现数瓦的MMIC了，10W还是成本、性能折衷的结果，事实上不考虑成本，MMIC的效率、射频功率很可能还能高些（以后改进APG77估计还会有大的提高）。AESA阵面的相位控制极其严格，似乎有自检系统，随时测试各单元的相位情况，这是保证低副瓣能量、高主瓣能量的必要措施。

扫描速率如果作固定速率扫描，可以参考AWG9、APG70等雷达的资料，一般搜索时扫描速率100度/S以下（因为必须照顾相参积累的点数），这个看所需探测距离的远近，如果选择三四十KM的距离量程，因为回波能量强，积累时间可适当减少些，扫描速度就可调快些。AESA的扫描速率可根据情况随时改变，实现跃进式的扫描图，如比较著名的SWT模式。

冷却系统没有好的资料，一直在召唤达人，不过冷却系统能力可以反推出大致的平均功率，可能美军暂时还不会公布。



   F22的环控系统似乎比3代复杂的多，包括空气-空气热交换、燃油-滑油热交换、液压油-燃油热交换等等，制冷能力为60KW，估计90%以上用于雷达及电子设备舱三代机使用的中等尺寸机械扫描PD雷达平均功率一般在1KW以下，多采用双模行波管，因为体积、重量、散热、耐高压等方面的限制，高脉冲重复频率波型下使用低峰值功率的工作方式，故即使占空比较高，但平均功率仍只有几百W，如比较典型的APG68、RDY等雷达。少数装备重型战斗机的大尺寸、高成本雷达平均功率要高些，最大的APG71达到7KW，一般在1-3KW。APG77的发射模块平均功率仅受散热系统效率的影响，如果采用先进的发射接收同步方式工作，占空比可以达到100%，假设考虑散热要求MMIC以50%的发射功率工作，则平均功率将达到惊人的10KW，比中等尺寸PD高15倍左右，比多数大尺寸PD雷达高数倍，仅此一项APG77探测距离就可达到普通PD的2倍上下。

精心设计的AESA对比机械扫描PD，雷达内部噪声可下降4DB左右，探测距离约可提高25%。双向传输损耗AESA比普通PD低5DB以上（前提是机械扫描PD也是精心设计、制造的，部件质量直接决定传输损耗），约提高探测距离35%。这两项加起来提高探测距离约60%。

APG77雷达天线直径约1米，APG63的大型天线直径0.84米，相比较APG77可提高探测距离约20%。中等尺寸PD天线直径约0.5-0.7米（如RDY、APG65），相比较APG77探测距离可提高40%-100%，这就是大型机载火控雷达的好处，所以11B的一定要争气！还有波束驻留灵活性，AESA使脉冲在空间中的分布更加合理（通过及时改变扫描速率实现），也可一定程度上提高检测性能，增加发现目标的概率。

雷达方程是有一定局限性的，现实中空中对抗必然存在强杂波背景下的探测、强电磁干扰下的探测、强威胁环境下的雷达使用，以及天气、云、雨等外部因素影响，以上分析仅是理想条件下的探测距离估算。然而在实际使用中APG77凭借先进的数字处理系统、先进的ECCM能力和一些AESA独有的工作方式，综合探测能力必将超过任何一部机械扫描火控雷达和PESA火控雷达，这是我们必须正视的问题，也是迫切需要追赶的目标.



   F22的CIP为聚α-烯烃液冷系统，可以为3个CIP提供12KW的冷却能力，保证CIP温度不高于35度。雷达的目前没有看到过披露，但作为全机最重要的散热部分，为发挥AESA的高平均功率潜力，其冷却系统必然是强大的。国内雷达有相关报道，如某雷达1000个阵元、每个阵元最大耗热量30W（国内MMIC效率25%左右，算下来每个MMIC有效功率大概六、七瓦），其强制风冷却系统按照最大热量要求设计（机载雷达为求设备紧凑应采用液体强制冷却），保证雷达满功率工作时最高温度不高于84．5℃。



   APG77的T/R模块直接和散热基板（散热基板也是液冷的，具体结构不清楚）连接的，采取2MMIC封装成1T/R模块的方式，可以大大降低MMIC之间相对外露面积，减少热量在MMIC之间的驻留，提高散热效率，APG81是4MMIC封装成1个T/R模块，因此整个天线的散热有大幅度的下降，所以APG81的天线重量大大降低（只有APG77的1/3），散热系统也大大简化了，APG81在只有APG77的1/3体积，一半重量的情况下，实现了APG77 60-70%的探测距离。

APG77的探测距离优势主要来自于其实际可用的平均功率大，另外，虽然APG77的天线直径达到1米，但是实际天线面积并没有直径0.84米的APG71大，主要是天线外形为6边型，而71的圆形天线的实际面积要大些。因此APG77的实际功率孔径值是非常高，当然APG77已经不是GLA最高雷达水平的代表了，根据我看到的资料，目前技术上最为先进的是GLA为全球鹰开发的MISP有源相控阵雷达。这个主要用于情报监视的雷达具备非常高的功率孔径值。



   发射接收同步是近年来提出的概念，特别适合波束转换灵活的AESA使用（可以灵 活的使雷达切换重点扫描区域，对高威区域实现大平均功率的远距搜索）。实现 方法一些比较新的雷达参考书上有。实际上HPRF也可实现很高的占空比，如俄罗 斯的甲虫-27型雷达，HPRF下占空比可达到50%以上，5KW的峰值功率可实现 2-2.5KW的平均功率，或者用降低峰值功率的办法取得更高的占空比。

    APG77雷达每个MMIC有效射频功率10W，2000个MMIC即达到20KW的峰值功率，MMIC 不存在耐高压问题，故方便实现高平均功率，限制因素仅在于散热系统的效率。 而APG77两个MMIC一封装的形式对散热是有好处的。

传输损耗小一直是被认为是AESA的固有优势，因为其馈电环节少。具体介绍有些 出入，一般认为机械扫描雷达的大功率馈线系统在发射时约有5DB的损耗，具体可 见丁鹭飞、贲德等专家编的教材类书籍。接收机噪声系数等于放大器+放大器前所 有部件的噪声，AESA简化的多的结构可减少部件噪声，还有其放大器就方便的设 计成具有很低的电噪声水平。

扫描速度AESA有灵活控制的巨大优势，机械扫描雷达扫描中速率不可改变，AESA 则可根据所需的探测距离改变脉冲积累时间，或者随意在扫描中改变扫描速率， 适应不同威胁空域的监视需要。任何大天线雷达为提高探测距离必须减小扫描速 率，以方便窄波束完成和宽波束一样的脉冲积累数，不过即便使用相同的扫描速 率，探测距离增加的少些而已。

散热系统F22一直未作说明，目前看到的也仅是CIP的散热简要说明。但是我认为 APG77既然有远程探测的需用，高平均功率是必不可少的，因此必须采取相应的措 施提高平均功率。http://www.bjx.com.cn/files/wx%5Cdzjxgc%5C2003-5%5C2.htm,这是某雷达的散热系统介绍。

  



    美国60年代就开始搞机载相控阵，并且连续出了几部样机，投入大，可以说走的很远，技术也远较他国成熟，在有雄厚基础的情况下适当提高研制指标我想是可以的，F22作为GLA的21世纪飞机，各项指标都有突飞猛进的发展，发动机、气动、隐身、综合航电等关键系统都大大超过3代机，雷达作为战斗机最重要的传感器，研制之初给的指标必定是高标准的。70年代初美国搞出极其惊艳的AWG9、APG63，放眼当时的全世界，有谁能敌？以AWG9、APG63的指标，别说中国人，就是欧洲人、俄罗斯人哪个不叹服，但美国人楞是做到了，这就是雄厚的基础带来的技术飞跃。

仔细查阅了下资料，APG77的T/R组件接收噪声系数为2.9DB,比多数机械扫描雷达要好。但也有设计较精巧的机械扫描雷达达到4DB以下的接收噪声系数，不过功率水平远不及APG77。损耗因子机械扫描雷达双向累计有7DB以上，这个AESA有巨大优势。



    PD雷达可靠增加脉冲重复频率可以增加占空比，和增加脉冲宽度、增加峰值功率一样为增加平均功率的方法。半双工决定占空比最大能有50%，一般在50%以下，因为双工器有一定恢复时间，所以我对APG71的10KW峰值、7KW平均一直有疑问，除非雷达只发射不接收，但这样也无法跟踪目标，给AIM54C半主动盲射用？汗。所以我对STAR技术特别感兴趣，可以在峰值功率不变的情况下提高平均功率1倍，或者在降低峰值功率的情况下取得同样的平均功率，我感觉是很有前途的技术，但发射、接收通道确实比普通雷达复杂一些。

单MMIC的10W射频功率各大严谨资料都有，美国80年代就实现数瓦的MMIC了，10W还是成本、性能折衷的结果，事实上不考虑成本，MMIC的效率、射频功率很可能还能高些（以后改进APG77估计还会有大的提高）。AESA阵面的相位控制极其严格，似乎有自检系统，随时测试各单元的相位情况，这是保证低副瓣能量、高主瓣能量的必要措施。

扫描速率如果作固定速率扫描，可以参考AWG9、APG70等雷达的资料，一般搜索时扫描速率100度/S以下（因为必须照顾相参积累的点数），这个看所需探测距离的远近，如果选择三四十KM的距离量程，因为回波能量强，积累时间可适当减少些，扫描速度就可调快些。AESA的扫描速率可根据情况随时改变，实现跃进式的扫描图，如比较著名的SWT模式。

冷却系统没有好的资料，一直在召唤达人，不过冷却系统能力可以反推出大致的平均功率，可能美军暂时还不会公布。



   F22的环控系统似乎比3代复杂的多，包括空气-空气热交换、燃油-滑油热交换、液压油-燃油热交换等等，制冷能力为60KW，估计90%以上用于雷达及电子设备舱