寒霜傲雪2021
26-05-09 23:36

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R77M与PL15E已公开的雷达导引头比较
➡️图1 和图2是R77M的9B1103M2导引头,它的上一代就是AGAT设计局的9B1103M导引头(图4~图6,图源邓荔元 )。目前对R77M现有资料整理发现R77M的导引头阵列面积显著小于9B1103M,可能是为了减少修改R77的整流罩,为了降低成本模块化替换导引头而设计。从图2和图4~图6比较可知比9B1103M2面积大的是9B1103M-200,那么用9B1103M-150作为9B1103M2参照对象较为合理。根据图10可知9B1103M2导引头直径仅100毫米,比9B1103M最小的150毫米直径导引头1/3,天线增益必然小了不少。
⭐️从雷达硬件架构和工程实现的角度来看,这两款导引头代表两种截然不同的技术路线。
➡️ R77M的9B1103M2是经典的平面阵架构,其核心在于成熟的T/R组件工艺与相对简单的波束控制逻辑。这种设计通常采用传统的金属封装或陶瓷封装T/R组件,工艺成熟度高,散热路径设计直接,热管理相对容易。在FPGA层面,其算法逻辑较为线性,主要处理平面几何下的波束赋形,计算量相对可控,对处理器的实时算力要求适中,工程风险极低。
根据图10可知9B1103M2对0.003平方米(F35是迎头平均0.002平方米)探测距离大于等于2KM,它公开的波导缝隙天线便于雷达直接散热、但是 为了扫描时避免出现栅瓣(即除了主波束外,在错误方向上出现的强干扰波束),天线单元之间的间距必须严格控制缝隙小于半个波长。一旦加工误差过大,就会产生栅瓣,导致雷达测角模糊或受干扰,波导缝隙天线也意味着9B1103M2的Ku波段和Ka波段很大概率不能同时使用,因为它的波导缝隙是固定的间距无法同时满足不同波段的间距要求。
通常9B1103M2这类平面阵的有效扫描范围限制在迎头正前方 60度以内。如果需要探测侧方或后方的目标,单纯靠电子扫描很难实现,往往需要配合机械转动,但很显然R77M导引头无机械转盘,这限制了R77M的大角度探测能力。
由于空间浪费,在同等直径的弹体内,平面阵能容纳的T/R组件数量远少于共形阵,这直接限制了R77M导引头总功率和灵敏度,从9B1103M2酷似N036雷达的阵列看,它用的是Gaas。
➡️图7为印巴57空战的PL15E导引头残骸、图8疑似该导引头的产品说明,可知 PL15E则是高度集成的瓦片式双频共形阵结构,这对T/R组件的微型化提出了极高要求。为了在有限曲面上塞入Ka和X双波段组件,必须采用高级封装或多芯片组件工艺,将功率放大器、低噪声放大器、移相器垂直堆叠。这种高密度集成导致热流密度极大,散热设计是巨大的挑战。同时,FPGA面临的压力呈指数级上升:不仅要处理双频段的同时收发与隔离,还要解算共形阵列复杂的投影矩阵,实时校正每个单元因曲面安装带来的幅度相位误差,这对逻辑资源、接口带宽和功耗控制都是极限考验、那就只能用GaN实现目标。
从PL15E实物看,图8导引头同时集成Ka波段(毫米波)和X波段(厘米波),是其最核心的优势。X波段适合远距离搜索与跟踪,大气穿透性好;Ka波段则能提供极高的分辨率,用于末段精确识别和成像。
现役隐身飞行器的吸波材料主要针对X等厘米波段优化,对Ka等毫米波段的吸收效率会大幅下降。双频协同工作,使得该雷达能有效探测和识别隐身目标。
干扰机很难同时对差异巨大的两个频段进行有效压制。双频体制为雷达提供了频率分集和对抗电子干扰的冗余手段,显著提升了在复杂电磁环境下的生存和作战能力。
其次,PL15E的瓦片式结构,实现高密度集成瓦片式结构将T/R组件、移相器、衰减器等电路垂直堆叠集成在一个微小的模块中,极大地缩小了天线的厚度和体积、例如图8证明合计192TR对应直径180毫米,封装阵列更传统的R77直径仅100毫米,估算只有64~96TR,天线孔径增益低于PL15E。
最后,这种高集成度使得在有限的天线孔径内可以容纳更多的T/R组件,或者为导引头内部的其他系统(如处理器、电源)节省宝贵空间。 瓦片式模块非常薄,可以灵活地贴装在曲面(如导弹的锥形头部)上,为实现共形相控阵提供了硬件基础,从而获得迎头120度的超大扫瞄角。
⭐️图9、图11、图12可知AIM260A的光杆布局气动废阻低于PL15(蝶翼)低于AIM120(三角翼)低于R77M(边条翼)低于PL12(堪比麻雀AIM7的大三角翼),阻力大射程就吃亏、根据图3的AGAT专利证明R77M采用双脉冲(图13图源应用技术联合体),与AIM260A、PL15相同、但没有证据显示毛子掌握了NEPE量产工艺、因此燃料R77M吃亏、结合图14~图18及本博上一篇http://t.cn/AXtiIAjF对R77M射程估算,可断定R77M比120KM的PL12AE远但不如PL15E的最小攻击距离145KM,大约相当于AIM120C8射程,过载比较差只有30g低于PL12的38g、PL15和AIM120的40g。PL1X可能也是光杆弹(图16)、图15数据不一定准确、但倍率可估算约为PL15的1.4倍射程、如果PL15是200KM(印巴实战击落阵风距离据巴基斯坦称124.7英里/200KM),那么16很可能280KM略远于265KM的AIM260A,至于图14显示AIM260A射程83海里/154KM,很可能是AIM260A的最小攻击距离、比PL15远6%
⭐️ 综合来看,R77M胜在稳健与效费比,适合对成本敏感且作战场景相对单一的平台;PL15E则通过提高制造难度和算法复杂度,换取了更强的反隐身能力、抗干扰性能以及更大的探测视场,代表了新一代精确制导武器的技术制高点。

发布于 上海