新战斗机吧 关注:1,167贴子:14,586
  • 16回复贴,共1

一些雷达的基础知识

只看楼主收藏回复

前情:本人听说很多人受不了战斗机吧殖人盛行,不少人跑来了新战斗机吧来营造新的讨论环境,我打算为此助力,这个贴说一些基础的互联网讨论的战斗机雷达常识。会驳倒一些谣言
1.雷达的性能并不能直接由雷达罩的大小决定,也不能由TR组件数的多少决定,更不能说由某种雷达材料决定。雷达的性能一般由四个要素综合决定,信噪比,噪声系数,发射机功率,发射天线增益。转换到具体的雷达元件上一般我们就说三个东西:雷达孔径,收发设备和天线增益,具体放到现实中可以举一些例子,比如很多战机斗兽棋里的不少人通过公开数据对比会发现俄制战机的雷达并不逊色于美制战机,但为什么实际战绩拉胯了?其实很简单,因为多数斗兽棋是只考虑雷达的最大探测距离Rmax,但其实雷达的性能检验指标还有三点:目标识别能力,分辨率,虚警率和漏警率,原理我们不细讲,但表现我们可以专门说说。
探测距离:
测量雷达能够稳定探测到目标的最大距离,这是衡量雷达性能的关键指标之一。通常在标准条件下,对已知距离和特性的目标进行探测,记录雷达能够成功探测到目标的最远距离
分辨率:
包括距离分辨率和角度分辨率。距离分辨率是指雷达能够区分两个相邻目标的最小距离,角度分辨率是指雷达能够区分两个相邻目标的最小角度。通过测量雷达对不同间距和角度的目标的分辨能力,来评估其分辨率性能
目标识别能力:
评估雷达对不同类型目标的识别准确率,如能否准确区分飞机、舰船、导弹等目标。这通常需要结合雷达的信号处理算法和目标特征数据库来进行测试
虚警率和漏警率:
虚警率是指雷达错误地将非目标信号判断为目标的概率,漏警率是指雷达未能探测到实际存在的目标的概率。通过统计雷达在一定时间内的虚警次数和漏警次数,来评估其检测性能的可靠性
所以为什么俄制战机斗兽棋不输于美制,战绩却跟不上呢?因为俄国的战机雷达发展十分粗暴,非常粗暴,属于那种我们说的重要三个部件里疯狂发展雷达孔径的,而收发设备和天线增益发展得很一般甚至不如欧洲,比如雪豹E雷达的最大探测距离可以达到151km,F35的APG81也只有153km,两者一个档次,但APG81显著优于雪豹E,因为雷达的性能不仅仅由探测距离决定,APG81的全向预警,多波束成形和目标识别能力远在雪豹E之上,所以APG81才能在“纸面数据”上看似和雪豹E一个档次但战绩远强于雪豹E的重要原因。再比如KLJ-A按照官宣的5m² 170km的探测距离按照四次方雷达公式的计算是0dBsm即1m² 113km(上述的距离和接下来的给的都是0dBsm的数据),而我们可以对比一下基本同体积的F16,F16block70/72即F16V的APG83的探测距离是92.6km,美军自己装备的F16block50的探测距离更是只有74.08km,为何会有这般差异,那就不得不谈到KLJ-A按照买方要求用GaN元件远强化了其雷达的收发设备的灵敏度和功率,这个时候雷达孔径差不多也能拉出明显差距。至于天线增益带来的优势,最典型的就是PESA和AESA,很多人都知道AESA优于PESA,是下一代,但是具体提升了哪说不出来,其实提升最大的就是天线增益,举个例子,按照《航空学报》的数据,KJ500的探测距离是0dBsm 480km,而美国那边公布的E2D的探测距离是0dBsm 430km,有这般差异不是别的原因,正是因为E2D是PESA,KJ500是AESA,无源有源雷达之间最大的差异就在于天线增益。再举个例子,USN的SPY-6相较于SPY-1D(V)的主要提升是信噪比+20db,而这我们可以近似看作为天线增益+20db,而这带来的提升有多大呢?按照四次方雷达公式的计算,这把SPY6的探测距离一下拉到了0dBsm >750km,至于甚至是超过750km,所以说这个提升也极为恐怖。
2.雷达的TR组件材料现代战机一般是GaAs和GaN,差别是什么?有代数关系吗?
先说好,许多人形成了一种误区,战机雷达TR用GaAs相较于用GaN落后了一代,简言意骇就是这就是一个代差?但其实,这是错的,GaN和GaAs不是雷达跨代的标识,那么具体谁更好?好在哪?这也是我们需要探讨的问题
不可否定的是,GaN相较于GaAs有着显著提升,最明显的就在于那三点里的收发设备的提升,现代5G网络的基站基本全部使用了GaN,正是因为GaN具备GaAs无可比拟的高功率密度上的优势,让西方国家即使GaN产量稀少也要高价换GaN做5G基站。我们举个战斗机的例子,在24年6月份交付的F18-E/F配备了APG79(V)4,是一款GaN雷达(这并不是新雷达,2021年10月份USAF给加拿大空军的F18配备的就是这款雷达),APG73对于0dBsm的探测距离约是100km,但APG79(V)4达到了148.16km,不错的提升,主要得益于GaN TR带来的高功率密度优势


IP属地:江西来自Android客户端1楼2025-01-15 15:17回复
    说这么多,那为什么GaN和GaAs称不上代差呢?因为一个东西如果产生代差标志,说明这件事是升级必须做的,但是我们可以看USN雷达的进化史,直接从SPY-1的GaAs PESA到了SPY-6的GaN AESA,所以,这并不是“一代”的差距。其次,GaN TR虽然显著优于GaAs TR,但不代表GaAs雷达一定优于GaN雷达,比如F22的APG77作为GaAs雷达依然是目前所有公开数据中探测距离最强的雷达,达到了0dBsm 230km,更能看出这只是优质材料的选择,而不会产生代差


    IP属地:江西来自Android客户端2楼2025-01-15 15:20
    回复
      广告
      立即查看
      最后顺带说一说许多人喜欢说的雷达隐身的话题,现如今雷达隐身涂料的主要针对波段是3~8GHz,在0~1GHz内的雷达工作频段,无论是哪款隐身战机,你的RCS都得在1m²往上,所以我常说隐不隐身要看哪个波段,不搭配这点看就是流氓。雷达隐身不是雷达看不见,不要这么理解,是降低雷达的探测距离,所以任何隐身战机都可能不隐身,特别是在强电磁争夺战的环境下,那可能五代机都得“裸奔”,不过我个人认为五代机最重要的能力并非雷达隐身,而是态势感知能力,也就是先进雷达和先进传感器组成的先进航电系统,对于体系化建设而言,我认为这点比隐身更重要


      IP属地:江西来自Android客户端3楼2025-01-15 15:26
      收起回复
        欢迎欢迎,加您私信


        IP属地:河南4楼2025-01-15 16:30
        回复


          IP属地:天津5楼2025-01-16 10:27
          回复
            学习了


            IP属地:浙江来自iPhone客户端6楼2025-01-16 12:52
            回复