雷達開發(fā)進展

原文：

https://www.digitalcombatsimulator.com/upload/medialibrary/751/420tvzzkl8vyxzukcdzamjf7gcrhwzmo/Eagle_Dynamics_Radar_White_Paper_v1.pdf

AN/APG-63、AN/APG-65和AN/APG-73

我們的AN/APG-65和AN/APG-73探測距離估算是基于公開的AN/APG-63雷達數(shù)據(jù)[1], [2]和一般雷達理論考慮。根據(jù)[1]，AN/APG-63 HPRF RWS模式對9平方米RCS（T-33飛機的正面RCS）目標的平均探測距離約為63海里，在MPRF模式下對6平方米RCS（T-33飛機的平均后部RCS）目標的探測距離約為25海里。所有三個雷達的一般技術(shù)信息在下表中進行了總結(jié)。

注：表中的所有探測距離都假定目標有5平方米的RCS；標星距離—我們的估算，這將在下面解釋；沒有參考/沒有標記的項目—我們的假設(shè)。為了進一步解釋，我們需要雷達方程，因此：

Pavg – 平均發(fā)射機功率?

Ae – 有效天線面積，Ae = n * PI * d^2/4, d – 天線直徑，n – 孔徑效率?

σ - 目標RCS?

tot - 到目標時間（駐留時間）?

L – 損失（所有種類）?

λ – 雷達波長?

kTs – 平均噪聲能量?

(S/N)req – 要求探測概率信噪比?

Rpd – 達到所需探測概率的距離?

首先，這個方程包含幾個未知值的參數(shù)（Pavg、(S/N)req和L），對我們的方法產(chǎn)生了影響。我們決定不對這些缺失的數(shù)值進行最佳估計，而是將重點放在參數(shù)比率上。這三種雷達都是由同一家公司開發(fā)的，具有類似的通用設(shè)計，并具有類似的信號處理。因此，我們判斷這種方法將提供良好的結(jié)果。

AN/APG-63和AN/APG-65(73)的平均發(fā)射功率是未知的；但是，根據(jù)雷達尺寸和假定的功率消耗，這些雷達應(yīng)該有非常相似的Pavg。即使我們假設(shè)功率相差1.5倍，探測距離的合理差異將是。換句話說，檢測距離的差異將小于11%。因此，在我們的估算中，Pavg假設(shè)是相等的。

目標RCS σ應(yīng)該是一個恒定的參考值，以使任何比較/估算成為可能。為方便起見，對5平方米的RCS重新計算了來自[1]的探測距離。即63海里*=54海里，25海里*=24海里。

下一個參數(shù)是有效天線面積，Ae。根據(jù)雷達方程，探測距離與Ae的平方根成正比（二次方x?次方=?次方）。Ae本身與天線直徑的平方成正比，所以探測距離與天線直徑成正比。因此，我們有54海里*0.675/0.915=40海里。然而，我們的雷達是掃描式的，我們必須考慮到波束寬度的差異，因為它影響到目標的時間，這也包括在雷達方程式中。

波束寬度與天線直徑成反比（我們假設(shè)波長是一樣的），因此TOT也是。這給了我們40海里*=43海里。到目標時間也取決于平均掃描率，但這些雷達的掃描率大致相同，因此，由于差異很小，我們忽略這種可能的差異。

信噪比，SNR和L損失是最復(fù)雜的參數(shù)，因為它們中的每一個都結(jié)合了幾個不同的噪聲和損失源。不幸的是，關(guān)于現(xiàn)代雷達組件和DSP功能的信息很少，所以估計將只考慮已知數(shù)據(jù)。其他參數(shù)假設(shè)不變或適度改變。

AN/APG-65(73)的多普勒分辨率是AN/APG-63的2倍，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的振幅分辨率也有所提高，還有其他一些變化。這可能意味著2倍的信噪比。讓我們把它算作43海里*=51海里。這是我們對AN/APG-65雷達的HPRF RWS模式的最終探測距離估算。?

AN/APG-65 MPRF模式使用13:1的巴克碼脈沖壓縮，與AN/APG-63一樣。然而，實際的距離-多普勒分辨率是未知的。假設(shè)與AN/APG-63相比，在HPRF模式下，分辨率有同樣水平的提高，然而我們可以預(yù)期HPRF和MPRF探測距離之間的比率與AN/APG-63相同。因此，這里是我們的AN/APG-65 MPRF探測距離51海里*24/54=23海里。

AN/APG-73是AN/APG-65的升級版。根據(jù)公開資料，AN/ APG-73使用與APG-65相同的天線和相同的行波管發(fā)射機，但它接受了一個新的數(shù)據(jù)處理器、電源和收發(fā)器。由此我們可以得出結(jié)論，至少接收機的噪聲系數(shù)得到了改善。由于AN/APG-63和AN/APG-65接收機都配備了低噪聲放大器，我們可以預(yù)期有1-2dB的適度改進。這使我們的HPRF RWS檢測距離約為51海里 * ??= 55海里，在MPRF模式下為23海里 *?= 25海里檢測距離?？紤]到這一點，增加數(shù)據(jù)處理器的吞吐量和2倍好的多普勒分辨率，我們可以期望通過更密集的DSP來提高額外的信噪比。將假設(shè)它又有2倍的改進，55海里*=65海里，25海里*=30海里。這是我們對AN/APG-73的最終探測距離估算。

參考文獻

1. F-15 design approach presentation? http://aviationarchives.blogspot.com/2016/06/f-15-designapproach-presentation.html

2. Introduction To Airborne Radar, G.W. Stimson, 1st edition.

3. Introduction To Airborne Radar, G.W. Stimson, 2nd edition.

2023 ? Eagle Dynamics SA