超級(jí)被動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)lrbiS—E

蘇-35BM與初期型T-50所用的雷達(dá)是Tikhmirov-NIIP（提赫米洛夫儀器制造科學(xué)研究院）于2004年研制的Irbis-E（“雪豹-E”）PESA（被動(dòng)相控陣）雷達(dá)，這可以說(shuō)是蘇-35BM最主要的賣(mài)點(diǎn)，任何一篇介紹蘇-35BM的文章無(wú)不聚焦在它高達(dá)400千米的對(duì)戰(zhàn)機(jī)探測(cè)距離與多目標(biāo)處理能力。甚至在2007年莫斯科航展上蘇-35BM首度公開(kāi)時(shí)，Irbis-E成了蘇-35BM總設(shè)計(jì)師對(duì)潛在客戶(hù)介紹的第一個(gè)要點(diǎn)。其以成熟的3+代雷達(dá)組件搭配必要的四代技術(shù)發(fā)展而成，在探測(cè)性能上直逼昂貴的AESA（主動(dòng)相控陣）雷達(dá)，在其他技術(shù)參數(shù)上（反應(yīng)速度、能量效率、壽命等）雖仍遜于AESA雷達(dá)但遠(yuǎn)超普通PESA與傳統(tǒng)雷達(dá)，相當(dāng)于PESA與AESA雷達(dá)的平均值。Tikhmirov-NIIP為這種雷達(dá)起了—個(gè)有趣的名字：“超級(jí)雷達(dá)”（Superradar），其字頭正好是“蘇”而且刻意使用蘇霍伊設(shè)計(jì)局的符號(hào)樣式，因此同時(shí)也有強(qiáng)調(diào)其是“給蘇式戰(zhàn)機(jī)使用的超級(jí)雷達(dá)”之意。此外，大多數(shù)文章所沒(méi)有提到的是，Irbis-E是比照第四代雷達(dá)所設(shè)計(jì)，整合了許多一般火控雷達(dá)所沒(méi)有的功能。整體而言，Irbis-E幾乎與現(xiàn)階段尚未發(fā)展到極致的AESA雷達(dá)并駕齊驅(qū)，甚至在探測(cè)距離這種直接關(guān)系到作戰(zhàn)能力的性能方面還超出不少。

發(fā)展緣起與動(dòng)機(jī)

lrbis-E在2004年正式開(kāi)始發(fā)展，目的是用于當(dāng)時(shí)研發(fā)中的3++代戰(zhàn)機(jī)蘇-35BM.以及第四代戰(zhàn)機(jī)T-50的原型機(jī)或初始量產(chǎn)機(jī)，甚至計(jì)劃用于蘇-27SM2改進(jìn)方案。因此，lrbis-E從一開(kāi)始就作為第四代雷達(dá)來(lái)設(shè)計(jì)：作為一種整合式無(wú)線電系統(tǒng)，其除了火控功能外，還需整合敵我識(shí)別、電子戰(zhàn)等功能。

lrbis-E被賦予的任務(wù)包括：

1）對(duì)空中、陸地、海上目標(biāo)的主、被動(dòng)探測(cè)；

2）敵我識(shí)別：

3）識(shí)別空中目標(biāo)的類(lèi)型甚至具體型號(hào)：

4）解析密集編隊(duì)目標(biāo)的成員數(shù)量：

5）各種分辨率的對(duì)地雷達(dá)成像：

6）“地圖凍結(jié)模式”：

7）低空飛行安全信息的建立，確保地形規(guī)避的安全：

8）氣象探測(cè)：

9）校正導(dǎo)航系統(tǒng)：

10）為光電探測(cè)器測(cè)距：

11）在各種距離的戰(zhàn)斗過(guò)程中與自身甚至僚機(jī)的機(jī)上系統(tǒng)通聯(lián)。

12）其他一般火控雷達(dá)的功能、訓(xùn)練模式等。

開(kāi)發(fā)這種性能直逼AESA雷達(dá)的PESA雷達(dá)主要有兩個(gè)原因。首先，俄羅斯第四代戰(zhàn)機(jī)的AESA雷達(dá)系統(tǒng)是在四代戰(zhàn)機(jī)計(jì)劃確立以后才正式開(kāi)始研發(fā)，按Tikhmirov-NIIP總經(jīng)理尤里·貝利（YuriBeli）在計(jì)劃初期的說(shuō)法，即使資金悉數(shù)到位，完整的第四代雷達(dá)系統(tǒng)也要到2015年才會(huì)問(wèn)世，在這之前會(huì)采用漸改的方式邁入四代。因此在四代雷達(dá)問(wèn)世之前當(dāng)然要有過(guò)渡版本的雷達(dá)。

再者，Tikhmirov-NIIP考慮到AESA雷達(dá)在先進(jìn)性之外還有一個(gè)“缺點(diǎn)”，那就是太貴，約是PESA雷達(dá)的好幾倍，且Tikhmirov-NIIP十分擅長(zhǎng)的PESA的潛力尚未被完全開(kāi)發(fā)，因此認(rèn)為仍有必要繼續(xù)改進(jìn)PESA雷達(dá)。Tikhmirov-NIIP總經(jīng)理尤里·貝利進(jìn)一步指出，價(jià)格因素限制了AESA雷達(dá)的使用范圍，例如在像教練機(jī)這樣的超小型飛機(jī)上使用AESA雷達(dá)“根本不合邏輯”，而PESA雷達(dá)卻可以，例如Tikhmirov-NIIP開(kāi)發(fā)的Osa（“黃蜂”）相控陣?yán)走_(dá)便是可以給雅克-130高級(jí)教練機(jī)使用的雷達(dá)。Tikhmirov-NIIP的專(zhuān)家們還證實(shí)，在無(wú)人機(jī)上使用PESA雷達(dá)的價(jià)格與普通機(jī)械雷達(dá)差不多，但性能卻成倍提升。此外，PESA天線較輕因而可以輕易地藉由機(jī)械輔助掃描來(lái)擴(kuò)展視野，同時(shí)對(duì)未來(lái)的高能微波武器也具有較高的免疫力。

Tikhmirov-NIIP繼續(xù)積極發(fā)展超級(jí)PESA雷達(dá)是一個(gè)非常務(wù)實(shí)的考慮，而且這種考慮也只會(huì)發(fā)生在俄羅斯等少數(shù)國(guó)家，因?yàn)槟壳霸趹?zhàn)機(jī)上使用PESA雷達(dá)的國(guó)家只有俄羅斯與法國(guó)，特別是俄羅斯早在米格-31上就采用了戰(zhàn)機(jī)等級(jí)的PESA雷達(dá)，已擁有數(shù)十年的使用經(jīng)驗(yàn)。對(duì)其他國(guó)家來(lái)說(shuō)，從無(wú)到有開(kāi)發(fā)“比較便宜”的PESA雷達(dá)的成本未必會(huì)比開(kāi)發(fā)AESA雷達(dá)便宜，因此當(dāng)然直接邁入AESA時(shí)代，而對(duì)使用PESA雷達(dá)超過(guò)20年的俄羅斯來(lái)說(shuō)開(kāi)發(fā)“超級(jí)PESA雷達(dá)”則只是舉手之勞。此外，在綜合對(duì)比Tikhmirov-NIIP的數(shù)款新型PESA雷達(dá)后可發(fā)現(xiàn)，Tikhmirov-NIIP的PESA雷達(dá)技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)雷達(dá)，并且在很多指標(biāo)上還達(dá)到了同期AESA雷達(dá)的水平。

硬件架構(gòu)與設(shè)計(jì)

“菥火相傳，穩(wěn)扎穩(wěn)打，承前啟后”可以說(shuō)是對(duì)lrbis-E設(shè)計(jì)架構(gòu)最好的概括。其以此前Tikhmirov-NIIP最新產(chǎn)品Bars與Osa相控陣?yán)走_(dá)的成熟硬件如Bars的同步器、低頻接收機(jī)、高頻接收機(jī)、信號(hào)產(chǎn)生器、真空管放大器、機(jī)械輔助掃描裝置、Bars與Osa的天線等為基礎(chǔ)，夠好的部分就沿用，不夠好的就加以改進(jìn)，并搭配全新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與多年來(lái)開(kāi)發(fā)的各種新操控軟件而成。

發(fā)射機(jī)由Oliva“橄欖”固態(tài)信號(hào)產(chǎn)生機(jī)以及內(nèi)含兩組Chelnok“獨(dú)木舟”真空管放大器的功率放大裝置組成。Oliva信號(hào)產(chǎn)生器是由Bars上的Oliha信號(hào)產(chǎn)生機(jī)發(fā)展而來(lái)，擁有2倍以上的操作頻率范圍，能產(chǎn)生相當(dāng)復(fù)雜的信號(hào)以確保多用途性與抗干擾能力。Chelnok真空管放大器乃直接延用自Bars，早已是相當(dāng)成熟的硬件，已在老蘇-35的712號(hào)機(jī)上通過(guò)飛行試驗(yàn)，兩個(gè)這種放大器讓lrbis-E擁有了峰值20千瓦與平均5千瓦的發(fā)射功率，照明模式的平均功率則為2千瓦。超大功率是大幅提升操作距離的關(guān)鍵之一，也提升了抗干擾能力。

接收機(jī)是一種建立在低噪聲輸入放大器上的、含保護(hù)裝置的四信道接收機(jī)，噪聲系數(shù)3.5dB。其擁有“超高分辨率”，用來(lái)接收與預(yù)處理高頻信號(hào)，并進(jìn)行“模擬一數(shù)字”轉(zhuǎn)換。

接收機(jī)預(yù)處理出來(lái)的數(shù)字信號(hào)直接傳送至緊鄰在旁的Solo-35.01數(shù)字信號(hào)處理計(jì)算機(jī)，得到的數(shù)據(jù)再送至一旁的Solo-35.02數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、雷達(dá)控制、任務(wù)控制等。Solo-35.01與Solo-35.02其實(shí)不只是雷達(dá)處理計(jì)算機(jī)，而是蘇-35BM上的EKVS-E中央信息系統(tǒng)的一部分。Solo-35.01擁有高達(dá)每秒800億次的浮點(diǎn)運(yùn)算能力，并有頻寬1Gb/s的光纖對(duì)外通聯(lián)能力.Solo-35.02則至少擁有每秒20億次的通用數(shù)據(jù)處理能力，甚至足以滿足四代戰(zhàn)機(jī)中央計(jì)算機(jī)與“專(zhuān)家系統(tǒng)”的需要。

相控陣天線主要由Osa小型相控陣?yán)走_(dá)所用的Skat“舡魚(yú)”相控陣天線放大發(fā)展而來(lái)，又稱(chēng)作“超級(jí)Skat天線”?？趶?00毫米，擁有±60度的電子掃描視野，建立波束的反應(yīng)時(shí)間為0.4毫秒，并且比Bars的天線更輕，因而允許更快的機(jī)械輔助掃描速度。

天線安置在EGSP-27雙軸液壓機(jī)械輔助掃描裝置上，系由Bars的EGSP-6A單軸裝置改進(jìn)而來(lái)，由水平掃描機(jī)械與旋轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成。前者的水平擺動(dòng)幅度由EGSP-6A的±30度擴(kuò)展至±60度并且動(dòng)作更快（這一方面也得益于lrbis-E的天線較輕）.后者則將整個(gè)裝置（天線+水平掃描機(jī)械）進(jìn)行±120度旋轉(zhuǎn)，賦予lrbis-E超大的總視野與一系列性能優(yōu)勢(shì)。

雷達(dá)控制軟件集Tikhmirov-NIIP多年經(jīng)驗(yàn)于大成。得益于中國(guó)、印度、俄羅斯在過(guò)去幾年的訂單，Tikhmirov-NIIP陸續(xù)在N-OOIVE、Bars、N-OOIV上開(kāi)發(fā)出許多先進(jìn)控制模式，這些經(jīng)驗(yàn)都將用于lrbis-E，例如型號(hào)識(shí)別、密集編隊(duì)機(jī)群解析等先進(jìn)功能便是為N-OOIV雷達(dá)（用于蘇-27SM）所研發(fā)。在“示前”之外也將開(kāi)發(fā)許多新模式而“肩后”——過(guò)渡到第四代雷達(dá)。lrbis-E的控制軟件有50%-60%可以轉(zhuǎn)嫁到第四代雷達(dá)上，其先進(jìn)性可見(jiàn)一斑。

對(duì)空模式

lrbis-E對(duì)空模式必須支持對(duì)各式有人飛機(jī)（戰(zhàn)機(jī)、電子戰(zhàn)機(jī)、預(yù)警機(jī)等）、無(wú)人機(jī)、巡航導(dǎo)彈、直升機(jī)（含懸停中的直升機(jī)）、甚至未來(lái)的高超聲速巡航導(dǎo)彈、戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈的交戰(zhàn)：

1）全天候、全方位探測(cè)與追蹤目標(biāo)，將坐標(biāo)傳給中央信息系統(tǒng)。特殊模式下可以將目標(biāo)類(lèi)型甚至具體型號(hào)傳給中央系統(tǒng)：

2）自動(dòng)區(qū)分特殊追蹤模式下的目標(biāo)類(lèi)型，依尺寸分為大、中、小目標(biāo)，依類(lèi)型分為飛機(jī)、直升機(jī)、巡航導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈、彈道導(dǎo)彈等：

3）甚至判定20種飛機(jī)（俄制與西方制）的具體型號(hào)以用于導(dǎo)彈的最優(yōu)化選擇，并以不同形狀及顏色之符號(hào)及數(shù)據(jù)標(biāo)注被識(shí)別出的目標(biāo)，影片內(nèi)的仿真測(cè)試片段中，出現(xiàn)以紅色標(biāo)出F-22的畫(huà)面：

4）偵測(cè)10個(gè)實(shí)施主動(dòng)干擾的飛機(jī)的方位，并測(cè)定其中1個(gè)的距離以用于攻擊：

5）近距格斗時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)切換至“至直空戰(zhàn)模式”（5×60度視野）或“抬頭顯示器模式”（10公里內(nèi)30×20度視野）.追蹤目標(biāo)時(shí)間少于1秒，確保空戰(zhàn)機(jī)動(dòng)不受追蹤模式的限制：

6）采用“追蹤即掃描模式”時(shí)能追蹤30個(gè)目標(biāo)，對(duì)其中的8個(gè)目標(biāo)取得足以進(jìn)行火控的追蹤精度：

7）可用于引導(dǎo)2枚半主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈或8枚主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈進(jìn)行攻擊：

8）使用主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈時(shí)可同時(shí)打擊4個(gè)300千米外的遠(yuǎn)程目標(biāo)。對(duì)此有資料指出是“耳枚射程300千米以上的超遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈或8枚RVV-AE中距空空導(dǎo)彈”，也有數(shù)據(jù)指出是“8個(gè)目標(biāo)，其中4個(gè)是300千米以上者”；

9）能用來(lái)探測(cè)并追蹤來(lái)襲的空空導(dǎo)彈與防空導(dǎo)彈，并在確保能做出有效反制的距離之外便追蹤之。據(jù)指出，這至少是在導(dǎo)彈抵達(dá)的6秒之前，換算約是幾千米的距離，這種“最后警戒距離”與多數(shù)預(yù)警系統(tǒng)如米格-35的光電傳感器相當(dāng)。但另一方面由于空空導(dǎo)彈的RCS（雷達(dá)反射截面積）約是0.01平方米，因此最大探測(cè)距離其實(shí)可達(dá)90千米，這在Tikhmirov-NIIP的展示畫(huà)面中便有呈現(xiàn)。

在對(duì)空探測(cè)距離方面：

1）在100平方度視野內(nèi)（約lOxl0度范圍）對(duì)RCS-3平方米目標(biāo)（如米格-21）的迎面探測(cè)距離達(dá)350-400千米（探測(cè)且測(cè)距）.當(dāng)目標(biāo)高度5000米以上且以天空為背景時(shí)探測(cè)距離超過(guò)400千米：

2）1萬(wàn)米高空追擊探測(cè)距離（目標(biāo)RCS=3平方米，以天空為背景）>150千米：

3）在300平方度范圍內(nèi)（約17x17度范圍），則迎面探測(cè)距離降為200千米（空中）或170千米（低飛目標(biāo)），追擊探測(cè)距離則降為80千米（空中）或50千米（貼地目標(biāo)）：

4）對(duì)RCS=0.01平方米之低可探測(cè)率目標(biāo)如部分隱身飛機(jī)及空空導(dǎo)彈的探測(cè)距離達(dá)90千米：

5）對(duì)50千米外密集編隊(duì)機(jī)群的分辨率：間距50-100米，速度差5米/秒，視角2.5度：

6）較新數(shù)據(jù)指出，外銷(xiāo)型lrbis-E對(duì)空探測(cè)距離為250-300千米，追擊60千米以上，但未指出是哪一種視野模式。

對(duì)地與對(duì)海模式

對(duì)地模式的主要目標(biāo)是以地面為背景的低空飛機(jī)、直升機(jī)（含懸停者）、移動(dòng)中或集結(jié)中的摩托化步兵、坦克群、火炮群；移動(dòng)中或在陣地內(nèi)的防空系統(tǒng)：彈道導(dǎo)彈、交通干道，以及強(qiáng)反射目標(biāo)如通信站、雷達(dá)站等。

對(duì)海模式的主要目標(biāo)是船隊(duì)、導(dǎo)彈快艇以上的船只、隱身軍艦、油輪、海上油井等。這些目標(biāo)對(duì)雷達(dá)的徑向速度可達(dá)90千米/時(shí)。

1）lrbis-E能繪制地面與海面的雷達(dá)影像，含三種解析模式：真實(shí)波束（低分辨率）、多普勒波束銳化（中分辨率）、以及分辨率1米的合成孔徑模式（此前俄羅斯最先進(jìn)的Zhuk-MSFE雷達(dá)為3米），并能從地圖中區(qū)分出移動(dòng)中的目標(biāo)：

2）“地圖凍結(jié)模式”：即“地圖不動(dòng)飛機(jī)動(dòng)”的顯示模式：

3）可控的成像區(qū)域：

4）對(duì)RCS=5萬(wàn)平方米目標(biāo)如航空母艦的探測(cè)距離400千米，對(duì)鐵路、橋梁類(lèi)目標(biāo)（RCS=1000平方米）探測(cè)距離150-200千米，對(duì)快艇（RCS=200平方米）為100-120千米，對(duì)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈基地或坦克群（RCS=30平方米）探測(cè)距離60-70千米，可同時(shí)追蹤4個(gè)目標(biāo)，打擊其中2個(gè)：

5）對(duì)空對(duì)地模式可并行，但空地模式并行時(shí)其中一個(gè)模式會(huì)受限，例如對(duì)地追蹤目標(biāo)數(shù)由4個(gè)降為1個(gè)，或?qū)漳Ｊ絻H保留監(jiān)視功能，或僅對(duì)1個(gè)目標(biāo)取得火控級(jí)數(shù)據(jù)；

6）測(cè)量飛機(jī)相對(duì)于地面的飛行參數(shù).供低空飛行時(shí)自動(dòng)規(guī)避使用；

7）氣象雷達(dá)模式；

8）對(duì)海模式時(shí)，可用旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)天線以將極化方向改為水平，提升對(duì)海探測(cè)的效果。

其他

1）lrbis-E能以與主頻誤差+4%內(nèi)的工作頻率調(diào)制出各種脈沖重復(fù)頻率的信號(hào)并實(shí)現(xiàn)“單脈沖指向法”，同時(shí)能夠產(chǎn)生非常復(fù)雜的信號(hào)以提升探測(cè)能力與抗干擾能力。lrbis-E的信號(hào)產(chǎn)生器也為固態(tài)式，因此與AESA雷達(dá)應(yīng)沒(méi)有本質(zhì)上的差別。而除了復(fù)雜信號(hào)外，lrbis-E的超大功率自然也相對(duì)不易被干擾：

2）航展上的影片顯示，僅僅4架蘇-35BM以數(shù)據(jù)鏈互通信息便能構(gòu)成2500-3000千米防線（相比之下.4架米格-31僅能構(gòu)成800千米的防線）。然而有趣的是，蘇-35BM的AT-E數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)的對(duì)空通信距離約500千米，以這樣的距離4架飛機(jī)總間距至多1500千米，能形成的防線不超過(guò)2500千米，因此可能需要額外的通信頻道。在lrbis-E的介紹中提到其要能確?！霸诮膛c遠(yuǎn)程空戰(zhàn)中與飛機(jī)自身的航電系統(tǒng)甚至編隊(duì)或機(jī)群中的其他飛機(jī)的航電系統(tǒng)交聯(lián)”，這是否意味著lrbis-E自身能進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈通信？仍待查證。此外，前緣襟翼的AFAR-L相控陣?yán)走_(dá)也是可能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離寬帶數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)耐ǖ馈?/p>

設(shè)計(jì)特色與技術(shù)進(jìn)步性分析

超大功率與超高速計(jì)算機(jī)對(duì)操作距離的影響

lrbis-E的峰值發(fā)射功率達(dá)20千瓦，平均5千瓦。此等高功率是之前最強(qiáng)悍的Zhuk-MSFE（峰值功率8千瓦）的2倍以上，甚至超越多數(shù)AESA雷達(dá)。而處理系統(tǒng)則以中央計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)，蘇-35BM的中央計(jì)算機(jī)為EKVS-E，茌運(yùn)算性能上至少已超越早期F-22的中央計(jì)算機(jī).T-50的中央計(jì)算機(jī)則又比EKVS-E強(qiáng)好幾倍。

lrbis-E的超大探測(cè)距離主要來(lái)自更大的功率與更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)。以Pharzotron-NIIR的Zhuk-MSFE為比較樣本（口徑980毫米，峰值8千瓦，探測(cè)距離190千米（目標(biāo)RCS-3平方米）.考慮雷達(dá)功率的增加（8千瓦增至20千瓦）、口徑的減少（980毫米減至900毫米）、能量效率的增加（約15%增至20%），在假設(shè)采用之前舊款計(jì)算機(jī)的情況下，這樣的功率可使探測(cè)距離擴(kuò)大至250千米左右，因此實(shí)際上其350-400千米的探測(cè)距離在很大程度上是得益于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)。lrbis-E采用中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，蘇-35BM的中央計(jì)算機(jī)的Solo-35.01用于信號(hào)處理，Solo-35.02用于數(shù)據(jù)處理。Solo-35.01擁有高達(dá)每秒800億次的浮點(diǎn)運(yùn)算能力（32個(gè)500MHz信號(hào)處理器）與1個(gè)500MHz的數(shù)據(jù)處理器以及總共數(shù)GB的內(nèi)存。新計(jì)算機(jī)使lrbis-E能使用更復(fù)雜的信號(hào)分析，進(jìn)一步提升探測(cè)距離。處理系統(tǒng)對(duì)探測(cè)距離的提升相當(dāng)顯著，以蘇-27SM為例，在采用新的Baget-54計(jì)算機(jī)后其探測(cè)距離便增加50%。從以上分析大致可估計(jì)功率與計(jì)算機(jī)對(duì)lrbis-E探測(cè)距離的貢獻(xiàn)比例。

超大功率帶來(lái)超大探測(cè)距離與更強(qiáng)的抗干擾能力，但擁有先進(jìn)接收能力的敵人也有可能在更遠(yuǎn)的距離上被動(dòng)發(fā)現(xiàn)之。就隱身技術(shù)的角度來(lái)看，這種設(shè)計(jì)等于大方地將自己的行蹤暴露出來(lái)。然而對(duì)lrbis-E而言，還必須考慮到其超大視野帶來(lái)極大的主動(dòng)預(yù)警范圍（±120度，90千米）.這使得敵方就算能發(fā)現(xiàn)蘇-35BM并率先發(fā)射武器，效果也非常差。因此可以說(shuō)超大功率在隱身性上的缺陷被其自身的主動(dòng)預(yù)警能力彌補(bǔ)了。

新型天線的優(yōu)越性

天線則結(jié)合了Bars與Osa的經(jīng)驗(yàn)。lrbis-E的前身Bars的許多性能缺陷其實(shí)都來(lái)自天線設(shè)計(jì)。Bars的天線電子掃描角度僅有±40度，搭配水平機(jī)械掃描后增加到±70度，與Pharzotron-NIIR或外國(guó)的其他相控陣?yán)走_(dá)±60 -±70度的電子掃描視野相比遜色很多。lrbis-E則使用更新的科技，達(dá)到±60度的電子掃描視野，重量卻反而比Bars更輕，這種更輕巧但性能更好的天線技術(shù)在總設(shè)計(jì)師2005年的訪談中便有提及。2006年其進(jìn)一步指出，測(cè)試中該天線在±60度范圍內(nèi)性能絕佳，而即使達(dá)到±70度效果也依然很好。

一位Tikhmirov-NIIP的天線設(shè)計(jì)師接受筆者采訪時(shí)還表示.Bars將L波段敵我識(shí)別天線寄生在主天線上，這對(duì)探測(cè)距離造成了負(fù)面影響，因此，lrbis-E將敵我識(shí)別天線移除也有助于增加探測(cè)距離。至于Osa雷達(dá)則在能量效率上有獨(dú)到之處，其能量效率在20%左右，相比之下一般雷達(dá)能量效率約在10%左右.Zhuk-MSFE約15%，AESA雷達(dá)約25%-30%。

反應(yīng)速度一般是PESA相對(duì)于AESA的一大弱項(xiàng)，兩者的反應(yīng)速度分別在0.1-1毫秒與1-10微秒級(jí)，差了10-1000倍！這主要是非固態(tài)的亞鐵鹽移相器與固態(tài)移相器的差別。米格-31的Zaslon（“閃光舞”）PESA雷達(dá)的反應(yīng)速度為1.28毫秒，目前則進(jìn)步至lrbis-E的0.4毫秒以及Osa的0.15-0.3毫秒。相比之下.Osa的固態(tài)移相器（應(yīng)是用于敵我識(shí)別）反應(yīng)速度為50微秒。目前還不清楚為何lrbis-E的反應(yīng)速度會(huì)比前身Osa還要慢，一種可能是功率較大而必須做出犧牲，一種可能是僅公布保守?cái)?shù)據(jù)。 機(jī)械輔助掃描

Tikhmirov-NIIP是全球第一家在戰(zhàn)機(jī)上將機(jī)械輔助掃描與電子掃描相結(jié)合的廠商。有趣的是，其多年來(lái)采用機(jī)械掃描的動(dòng)機(jī)頗有“見(jiàn)山是山，見(jiàn)山不是山，見(jiàn)山還是山”的味道。最初在蘇-37搭配Bars雷達(dá)時(shí)，Tikhmirov-NIIP便打算附加能±30度掃描的機(jī)械裝置，在搭配“預(yù)計(jì)”能±60度掃描的Bars雷達(dá)后，能將水平視野擴(kuò)大到±90度，從而兼顧相控陣?yán)走_(dá)的敏捷性與機(jī)械掃描雷達(dá)的大視角（當(dāng)時(shí)俄制機(jī)械掃描雷達(dá)視野已達(dá)±90度）.因此機(jī)械掃描的最初目的是要“增大視野”。

但在實(shí)際使用時(shí)發(fā)現(xiàn)，Bars的天線在超過(guò)±45度范圍時(shí)探測(cè)性能會(huì)下降，要解決該問(wèn)題就必須增加天線重量，在成本因素以及考慮到在實(shí)際95%的戰(zhàn)術(shù)狀況下只需±45度電子掃描（依據(jù)祖科夫斯基學(xué)院的研究），Tikhmirov-NIIP接納Bars天線的缺點(diǎn)而將電子掃描范圍限制在±40度，并額外搭配EPGS-6A機(jī)械掃描裝置將水平視野增至±70度，因此Bars的機(jī)械掃描實(shí)際上是在“補(bǔ)償天線性能的不足”。

而到了lrbis-E上，機(jī)械掃描的目的再次回到“增大視野”。lrbis-E的天線采用更新的技術(shù)，使得天線不但比Bars更輕，而且擁有±60度的電子掃描視野。更輕的天線允許使用掃描角度倍增（±60度）的機(jī)械并附加可±120度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)基座，使雷達(dá)可以擁有兩種超大視野模式

1）以電子掃描搭配水平輔助機(jī)械，此時(shí)視野為垂直±60度、水平±120度，旋轉(zhuǎn)臺(tái)在此用于消除飛機(jī)滾轉(zhuǎn)的影響：

2）電子掃描、水平掃描、旋轉(zhuǎn)臺(tái)復(fù)合使用，可獲得各個(gè)平面皆±120度的超大視野，此時(shí)運(yùn)作過(guò)程較復(fù)雜，數(shù)據(jù)更新周期較長(zhǎng)，而且至少在初始型上，這種模式只用于搜索而不用于追蹤。

事實(shí)上，如此大幅度的機(jī)械輔助掃描并不完全因?yàn)椤疤炀€變輕”所以“剛好可以用”而已，而是與設(shè)計(jì)需求有關(guān)。相關(guān)文獻(xiàn)指出，四代雷達(dá)的要求之一是要有超過(guò)±100度的視野（當(dāng)年MFI（多用途前線戰(zhàn)斗機(jī)）計(jì)劃的N-014雷達(dá)視野便由1部前視雷達(dá)與2部側(cè)視雷達(dá)組成，賦予其±130度視野），達(dá)成此需求最簡(jiǎn)單的方法就是雷達(dá)搭配機(jī)械掃描，但若僅使用類(lèi)似Bars那樣的“電子掃描+水平機(jī)械掃描”的配置，則該寬廣視野會(huì)有相當(dāng)大的使用限制，例如飛機(jī)滾轉(zhuǎn)后，本來(lái)在大視角處的目標(biāo)便會(huì)脫離雷達(dá)視野。旋轉(zhuǎn)臺(tái)的第一個(gè)目的便是解決此問(wèn)題：讓旋轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)平衡飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)，這樣一來(lái)“電子掃描+水平機(jī)械掃描”所構(gòu)成的總視野便能不受飛機(jī)滾轉(zhuǎn)影響。當(dāng)然在附加了旋轉(zhuǎn)臺(tái)后，也多出了各個(gè)平面上都有±120度視野的功能（只是這樣的話數(shù)據(jù)更新會(huì)較慢）。另一方面藉由天線旋轉(zhuǎn)也可改變極化方向，在對(duì)海模式時(shí)具有將垂直極化轉(zhuǎn)為水平極化以增強(qiáng)對(duì)海處理能力的附加價(jià)值。

這種雙機(jī)械輔助掃描讓lrbis-E在極大的范圍內(nèi)都保有主雷達(dá)的探測(cè)與火控能力，甚至超越了“主雷達(dá)+若干小型側(cè)視雷達(dá)”的設(shè)計(jì)（這是因?yàn)樾⌒蛡?cè)視陣列探測(cè)能力必不如前視雷達(dá)，若側(cè)視雷達(dá)要有主雷達(dá)的探測(cè)距離，則相當(dāng)于同時(shí)安裝若干部主雷達(dá)，是相當(dāng)不經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)）。這讓?xiě)?zhàn)機(jī)在戰(zhàn)時(shí)能采用更靈活的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)而不失去對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的接觸，甚至賦予飛機(jī)極強(qiáng)的警戒能力。在歐洲EF-2000改進(jìn)方案中，其AESA雷達(dá)也是安裝在類(lèi)似的雙軸機(jī)械輔助掃描臺(tái)上的。

雖然就直覺(jué)而言這種方式可能因?yàn)闄C(jī)械掃描的關(guān)系而無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)空域，但全空域掃描周期其實(shí)在個(gè)位數(shù)秒，這么短的周期內(nèi)只有視距內(nèi)目標(biāo)有辦法橫越1道探測(cè)波束的寬度，對(duì)其他目標(biāo)而言（也就是絕大多數(shù)的目標(biāo)）這種雷達(dá)視野等效于實(shí)時(shí)的。據(jù)設(shè)計(jì)師指出.lrbis-E的機(jī)械輔助掃描裝置與旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度大約都是每秒120度，因此在第一種大視野模式（垂直±60度，水平±120度）時(shí)數(shù)據(jù)更新周期約2秒：在第二種大視野模式（上下左右各120度）時(shí)數(shù)據(jù)更新周期約4秒。在這樣的時(shí)間差內(nèi)飛機(jī)、來(lái)襲導(dǎo)彈等目標(biāo)一般而言很難飛越探測(cè)波束寬度，因此對(duì)雷達(dá)而言幾乎算是靜止。除非是纏斗距離（小于10千米）內(nèi)的飛機(jī)、來(lái)襲導(dǎo)彈，或一定距離以?xún)?nèi)橫越的高超聲速目標(biāo)，才有機(jī)會(huì)在這段時(shí)間內(nèi)飛越一道波束的寬度。需注意的是，第一種大視野模式的更新周期約2秒，大約是F-22發(fā)射武器時(shí)彈艙開(kāi)合的周期，因此F-22在發(fā)射武器的過(guò)程中很容易被探測(cè)到。

對(duì)高能微波武器的免疫力

所謂的”微波武器”或”電磁脈沖武器”是藉由高功率電磁波或超強(qiáng)脈沖以破壞對(duì)方無(wú)線電系統(tǒng)接收電路的技術(shù)。戰(zhàn)機(jī)的AESA雷達(dá)由于總功率比一般非AESA雷達(dá)高很多（例如APG-77與APG-81的總峰值功率約15-20千瓦，而一般高功率雷達(dá)的峰值常在5千瓦以下），因此可以將能量匯聚在敵方天線以燒毀其電路，相當(dāng)于一種微波武器。

對(duì)此，Tikhmirov-NIIP總經(jīng)理尤里·貝利指出，PESA雷達(dá)的接收模式中，收到的信號(hào)要先經(jīng)過(guò)移相系統(tǒng)，再經(jīng)過(guò)保護(hù)系統(tǒng)，才會(huì)進(jìn)入輸入放大器（接收端放大器），因此需要相當(dāng)大的功率才有機(jī)會(huì)燒毀接收電路。反觀AESA雷達(dá)，外來(lái)信號(hào)一開(kāi)始就先進(jìn)入放大器（AESA雷達(dá)的放大器安置在最外端）.如果要進(jìn)行防護(hù)在技術(shù)上反而比較困難。此外防護(hù)措施必須做在每一個(gè)天線單元上，也就是一做就是上千個(gè)，價(jià)格也相當(dāng)驚人，因此其認(rèn)為在抗微波武器的能力上PESA雷達(dá)具有極大優(yōu)勢(shì)。

lrbis-E除了擁有PESA雷達(dá)先天的抗微波武器特點(diǎn)外，由其20千瓦的峰值功率也可窺知其抗微波武器的能力。20千瓦的峰值功率相當(dāng)于甚至大于各種同時(shí)期的戰(zhàn)機(jī)用AESA雷達(dá)，換言之?dāng)撤紸ESA雷達(dá)聚焦過(guò)來(lái)的“殺傷脈沖”跟lrbis-E自身的波幾乎沒(méi)兩樣，真要燒毀電路可能得接近至已經(jīng)不具實(shí)際意義的距離。這個(gè)距離不難定性估計(jì)：假設(shè)lrbis-E探測(cè)距離L以?xún)?nèi)的目標(biāo)會(huì)有危險(xiǎn)，則表示其發(fā)射信號(hào)在行進(jìn)2L距離后強(qiáng)度可能足以傷害接收機(jī)，那么總功率同樣是20千瓦的AESA雷達(dá)如果在距離2L以?xún)?nèi)便有機(jī)會(huì)傷害lrbis-E。然而L必然小于雷達(dá)的最小操作距離，而最小操作距離通常僅有數(shù)百米，換言之AESA雷達(dá)必須進(jìn)入個(gè)位數(shù)公里才較有機(jī)會(huì)使用其微波武器功能，幾乎可以考慮為無(wú)意義。而在此時(shí)，甚至在AESA雷達(dá)可以燒壞lrbis-E之前，或許lrbis-E已經(jīng)先擁有燒壞AESA雷達(dá)的可能性。因此理論上，AESA雷達(dá)的微波武器功能對(duì)lrbis-E無(wú)效。

Tikhmirov-NIIP的其他優(yōu)勢(shì)技術(shù)

除了前面提到的探測(cè)距離以及能量效率外.Tikhmirov-NIIP還有多項(xiàng)足以在“非AESA-領(lǐng)域稱(chēng)霸的技術(shù)。目前，絕大多數(shù)最先進(jìn)的非AESA雷達(dá)（機(jī)械雷達(dá)與PESA雷達(dá)）平均故障間隔約100-250小時(shí)（例如Pharzotron-NIIR的Zhuk-MSFE為200或250小時(shí)），但Tikhmirov-NIIP的Osa被動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)平均故障間隔已高達(dá)400-550小時(shí)，已相當(dāng)甚至高于尚未達(dá)到理論極限的現(xiàn)有AESA雷達(dá)（例如Pharzotron-NIIR的Zhuk-AE主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)平均故障周期為900小時(shí)，美制APG-77約450小時(shí)）。

據(jù)設(shè)計(jì)師所言，lrbis-E的天線是由Osa雷達(dá)所用者放大修改而來(lái)，更大、零件更多、功率更強(qiáng)，因此平均故障間隔較小，預(yù)計(jì)是100小時(shí)。此外根據(jù)Tikhmirov-NIIP官網(wǎng)，lrbis-E的使用壽命與戰(zhàn)斗機(jī)相同，是6000小時(shí)或30年，第一次大修周期與大修周期都是1500小時(shí)或12年。平均修復(fù)時(shí)間（找出問(wèn)題并換上備件）為30分鐘。

測(cè)試與生產(chǎn)

lrbis-E在早期發(fā)展階段被稱(chēng)作lrbis，于2005年6月24日搭配Pero反射式PESA天線在蘇-30MK2上進(jìn)行飛行試驗(yàn)，以驗(yàn)證探測(cè)距離與多目標(biāo)處理能力，當(dāng)時(shí)已測(cè)得對(duì)9個(gè)目標(biāo)的多目標(biāo)處理能力（含2個(gè)真實(shí)目標(biāo)與7個(gè)虛擬目標(biāo)）。Pero是一種廉價(jià)的相控陣天線，其性能與能量效率都不是最好的，但使用Pero試驗(yàn)的其中1個(gè)原因是其擁有很大的操作頻率范圍等優(yōu)勢(shì)，故能用以模擬許多未來(lái)雷達(dá)的復(fù)雜工作模式。

第一部lrbis-E原型機(jī)于2006年秋準(zhǔn)備安裝于蘇-30MKK的503號(hào)機(jī)。不過(guò)由于“非Tikhmirov-NIIP的原因”直至2007年1月前后才完成裝配（但沒(méi)有裝設(shè)機(jī)械裝置）.并進(jìn)行飛行試驗(yàn)，測(cè)試對(duì)地功能，展現(xiàn)出很強(qiáng)的對(duì)地處理效能，對(duì)空試驗(yàn)則于3月進(jìn)行，據(jù)稱(chēng)第一階段試飛中已取得“正面成果”。2008年初刊登的尤里·貝利訪談指出，“飛行試驗(yàn)證實(shí)那些許多人不相信的參數(shù)都是可能實(shí)現(xiàn)的，對(duì)RCS=3平方米的目標(biāo)的探測(cè)距離達(dá)到250-290千米，這原則上證實(shí)我們達(dá)到了設(shè)計(jì)參數(shù)?！边@里需注意的是，用于飛行試驗(yàn)的蘇-30MK2本身采用的雷達(dá)平均功率為1千瓦，lrbis-E則是5千瓦，因此這一測(cè)試數(shù)據(jù)可能是降低功率后的結(jié)果。

至2010年末，lrbis-E的基本工作模式已趨近測(cè)試完成（包括超遠(yuǎn)程模式）.至于根據(jù)雷達(dá)反射特性識(shí)別型號(hào)、判定密集編隊(duì)機(jī)群內(nèi)飛機(jī)數(shù)量等（這些被歸類(lèi)于“特殊模式”）功能則仍需要一些時(shí)間。

最初的4部原型雷達(dá)是由Tikhmirov-NIIP與GRPZ（國(guó)家梁贊儀器制造廠）合作生產(chǎn)的，第5部之后則完全由GRPZ生產(chǎn).2008年已實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線生產(chǎn)。生產(chǎn)線出產(chǎn)的lrbis-E最早裝設(shè)于蘇-35BM 904號(hào)機(jī)上，然而該機(jī)首飛時(shí)便在滑行過(guò)程中撞毀。因此，Tikhmirov-NIIP生產(chǎn)了額外的lrbis-E用于901或902號(hào)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。

lrbis-E可以如此快速地完成量產(chǎn)準(zhǔn)備反應(yīng)了生產(chǎn)者介入研發(fā)的好處。在蘇聯(lián)的軍工體系下，設(shè)計(jì)單位與生產(chǎn)單位彼此獨(dú)立。這個(gè)限制在蘇聯(lián)解體后被逐漸打破，例如蘇霍伊設(shè)計(jì)局很早就與主機(jī)廠KnAAPO（共青城飛機(jī)制造廠）合做改進(jìn)后續(xù)的蘇-27戰(zhàn)機(jī)。lrbis-E便是在設(shè)計(jì)之初便由負(fù)責(zé)生產(chǎn)的GRPZ參與研發(fā)，之后的AFAR-X主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)也是采用這一模式。生產(chǎn)者在一開(kāi)始就介入將大幅減少”從設(shè)計(jì)完成到掌握生產(chǎn)技術(shù)”以及”從掌握生產(chǎn)技術(shù)到能可靠生產(chǎn)”的時(shí)程。此外.GRPZ在雷達(dá)研發(fā)中的地位并不僅限于生產(chǎn)技術(shù)的介入而已，其本身已是一個(gè)先進(jìn)機(jī)載計(jì)算機(jī)的研發(fā)重地，蘇-35BM的Solo系列計(jì)算機(jī)便是由GRPZ研發(fā)制造的

總結(jié)

總體言之，lrbis-E在技術(shù)指標(biāo)上相當(dāng)于PESA與AESA雷達(dá)的平均值，遜于AESA雷達(dá)但又比其他PESA雷達(dá)高一等級(jí)。而AESA雷達(dá)雖然理論上能夠擁有比PESA雷達(dá)多很多的操作模式，但現(xiàn)階段各國(guó)仍未完全挖掘出AESA雷達(dá)的潛力因此以西方的觀點(diǎn)認(rèn)定lrbis-E是落后產(chǎn)品有失準(zhǔn)確。與同時(shí)期的AESA雷達(dá)相比，lrbis-E的主要作戰(zhàn)性能劣勢(shì)僅在處理目標(biāo)數(shù)量、操作頻率范圍、多頻率多波束同時(shí)工作、反應(yīng)速度等方面，畢竟這是PESA雷達(dá)這種需要分時(shí)多任務(wù)工作的雷達(dá)與相當(dāng)于好幾部獨(dú)立雷達(dá)組成的AESA雷達(dá)相比先天的弱勢(shì)。

Tikhmirov-NIIP的“超級(jí)雷達(dá)”并非一蹴可及，而是在約40年的時(shí)光中逐漸演進(jìn)的結(jié)果。1968年開(kāi)始為米格-31研制的Zaslon是第一種戰(zhàn)機(jī)用相控陣?yán)走_(dá)，稍后MFI計(jì)劃中的N-014相控陣?yán)走_(dá)也由Tikhmirov-NIIP負(fù)責(zé)。雖然最終隨MFI計(jì)劃流產(chǎn)，但得到的經(jīng)驗(yàn)卻被用于后來(lái)的Bars雷達(dá)，算是真正用于“戰(zhàn)斗機(jī)”的相控陣?yán)走_(dá)（因?yàn)槊赘?31太大太重，Zaslon僅天線就重達(dá)1噸，不適合一般戰(zhàn)斗機(jī)搭載），從中暴露的問(wèn)題也在10余年的時(shí)光中陸續(xù)得到解決。同時(shí)，Tikhmirov-NIIP還開(kāi)發(fā)出小型化的Bars-29（用于米格-29的Bars）以及全新的Osa來(lái)累積研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。在長(zhǎng)期的演化中，除了解決許多技術(shù)問(wèn)題外，Tikhmirov-NIIP的專(zhuān)家也得到了“哲學(xué)層次”的提升，能以更全面的角度在性能、價(jià)格等方面找到平衡點(diǎn)，并對(duì)相控陣?yán)走_(dá)的各種技術(shù)利弊有了更客觀的認(rèn)知，這些經(jīng)驗(yàn)都有利于開(kāi)發(fā)最新的AESA雷達(dá)。Tikhmirov-NIIP目前開(kāi)發(fā)四代機(jī)AESA雷達(dá)的團(tuán)隊(duì)便是由走過(guò)完整的PESA時(shí)代的老設(shè)計(jì)師帶領(lǐng)新人進(jìn)行。尤里·貝利指出，即使西方在AESA雷達(dá)的研發(fā)上看似領(lǐng)先，但從側(cè)面來(lái)看，其實(shí)仍未脫離Tikhmirov-NIIP已走過(guò)的路。

因此lrbis-E可說(shuō)是“身世非凡”。如果說(shuō)各種性能優(yōu)異的系統(tǒng)總是要面對(duì)“可靠性不足”的考驗(yàn)，那么lrbis-E至少有著40年經(jīng)驗(yàn)當(dāng)靠山，此一“優(yōu)勢(shì)”并不存在于其他相控陣?yán)走_(dá)。而靠著這種優(yōu)良的“血統(tǒng)”，lrbis-E幾乎具備了同時(shí)代AESA雷達(dá)的功能，甚至在操作距離這種與作戰(zhàn)能力直接相關(guān)的指標(biāo)上超越了西方戰(zhàn)機(jī)的AESA雷達(dá)（包括APG-77）。按Tikhmirov-NIIP的觀點(diǎn)，lrbis-E就架構(gòu)來(lái)說(shuō)是3++代，但就性能論卻達(dá)到甚至超越西方的四代雷達(dá)。