涉及到一些基本的雷达知识,不过并不复杂,建议化些时间看下,会对相控阵雷达的特有手法有个认识。
前面有个帖子算出覆盖范围123KM,这个似乎不对。
以飞机为圆心,半径400KM处的周长为2512KM,(8.86/360)*2512=61.8公里,近似上下和左右各覆盖61KM。
当然AWACS的角跟踪精度比这个要高不少,理论上AWACS给出目标点迹,火控雷达可以在小角度内探测目标。
不过这并不是俄罗斯雷达的专利-----任何可以调节波束扫描速度和角度并且具有长想干积累能力的雷达,都可以这么办。比如宙斯盾系统的雷达,宣传就是能在1000KM外发现篮球大的目标。现代相控阵雷达不论是有源还是无源的都可以这么干,关键是雷达要具有较好的
瞬时频率稳定度,至少保证数千个脉冲具有相位上的相参性(各脉冲间相位必定要为整数倍的前提下可以改变发射频率,但是这是先进AESA的能力,因为改变相位可能引起误差的增大,数字式频率综合器是必须的)。
我们知道理论上相干积累对于信噪比的改善是成倍的,比如积累2048点对比积累512点,信噪比理论上提高4倍。4开4次方等于1.41,假设积累512点下的雷达探测距离为150KM,如果积累2048点就是211KM。这基本上是APG63在85%检测概率下对3平米目标的探测距离。如果
要把探测距离在150KM的基础上提高到400KM,也就是原来的2.66倍,那么其他条件不变(这里忽略大气损耗),积累点数要达到512X50=25600点,这就是长想干积累。
怎样才能提高积累点数呢----也就是提高雷达波束驻留目标的时间。办法只有一个:降低扫描速度,并把搜索角度缩小到一个很小的区间内。APG63平时的搜索速度约为80度/秒,80/50=1.6度/秒。
现在应该明白100平方度是怎么回事了。雪豹的波束宽度正前方和APG63基本相同约3度,覆盖8.66X8.66起码需要(8.66/1.6)*5=27秒的时间,行数取5因为波束在搜索时是要重叠的。假设雪豹的平均功率比APG63大2.6倍,那么可以抵消些搜索时间。2.6开4次方等于1.27,也就是积累点数相等的条件下雪豹E的信噪比较APG63大1.27倍(这里忽略接收机噪声系数的影响,APG63V1的噪声系数和雪豹相差不超过0.5DB),那么雪豹E需要积累的点数就是25600/1.27=20000点,100平方度搜索时间为27/1.27=21秒。
以此为基础,任何现代相控阵火控雷达都可以这么干,包括APG77、APG79、APG63V3等等,条件前面已经说过了——至少保证数千乃至更高的脉冲数量下的相位稳定性。
可能大家觉得这真是一个好办法。不过需要提醒的是,这仅仅是理想状况下的。实际上脉冲间不可能没有相位噪声,2048点或许小到可以忽略,但是高达20000点的脉冲相位噪声就不能忽视了。相位噪声直接影响雷达的信噪比。更重要的是目标不是迎头直线飞来或者离去,而是不断的处于机动状态,那么目标的多普勒频率是要变化的。很长的积累时间意味着雷达的频域滤波器带宽很窄,目标机动很可能使多普勒频率超出滤波器带宽,因此实际能获得的最佳积累数是有限的,偏离滤波器带宽后积累效果下降很快。然后目标的RCS是起伏的,每个脉冲接收到的能量都是不一样的,这和理想状态下假设的回波能量恒定差别很大。最后雷达以这种小角度方式慢搜索,并且保持长时间的频率恒定,对方的RWR不是太傻很容易察觉你的存在,相应的干扰措施很容易破坏长时间的积累过程。
因此有能力采用这种手法的火控雷达,必须在抗干扰能力上有质的的飞跃,比如由DDS控制的脉冲间相干挑频、更加先进的多频同时发射、具有高质量的脉冲压缩波形等等,不能保证LPI的情况下至少要使对方难以干扰你的积累。
从波形上讲,长想干积累适合HPRF波形或大脉冲压缩的LPRF波形使用,后者在战斗机上是不能下视检测目标的,而前者用于检测前半球接近目标效果不错,后半球目标则受副瓣杂波的影响效果不好。距离门控HPRF则限制了占空比,适合大角度搜索全向目标。
最后再讨论下这种手法的意义的。将来的AWACS多将采用阵列天线的角跟踪技术,这意味这搜索状态下的天线角跟踪精度将可以和单脉冲跟踪状态下的精度相比,400KM处的实际误差也就几千米,如果真有射程这么长的空空导弹,AWACS的精度够了。实战中放弃大空域的搜索,专注小角度搜索也是比较危险的,使用高度也很有限,基本上限于高空对高空目标的探测。如果你是一架隐身机,那么这么搞很容易让人知道你在那,其实很可能你还根本没有发现对方----61X61KM的空域覆盖,足够使任何高度的RWR包括陆/海面RWR发现了。
此举的真正意义是说明雪豹E的基本性能是比较良好的-----俄罗斯以往的雷达发射机是不具备这么高的品质的。这部雷达的实际能力,假设以80度/S搜索,对5平米的无干扰目标,200KM的探测距离是可以保证的。如果降到60度/S,还可以更高些。