AN/APG-66脈沖多普勒雷達(dá)

APG-66 雷達(dá)系列多數(shù)由6個LRU(Line Replaceable Unit:在線可更換單元)組成，這6個LRU(Line Replaceable Unit:在線可更換單元)又由87個SRU(Shop Replaceable Unit:車間可更換單元)組成，其中 APG-66H 和 APG-66(V)2 為4個。多路總線采用美國軍標(biāo) MIL-STD-1553B。

雙軸機械穩(wěn)定平板縫陣。用數(shù)字雜波抑制電路代替了模擬式接收機保護(hù)通道;用計算機軟件和卡爾曼亻占值技術(shù)代替了使用速率陀螺的傳統(tǒng)雷達(dá)跟蹤回路。天線由平衡電機驅(qū)動，采用了與陣列象限關(guān)聯(lián)的4個非互易移相器。

包括空氣冷卻的柵控行波管放大器、固態(tài)柵極脈沖激勵器、高壓電源、調(diào)制器、以及保護(hù)和控制電路、低壓電路與高壓電路間信號傳輸采用光纖電纜。有4個發(fā)射頻率供飛行員編隊飛行時選用。對海搜索時可頻率捷變，采用MPRF(Medium Pulse Repetition Frequency:中脈沖重復(fù)頻率)及LPRF(Low Pulse Repetition Frequency:低脈沖重復(fù)頻率)波形。

按照美國空軍的要求，在有地勤人員接近時，不允許接通雷達(dá)發(fā)射機，因為 APG-66 雷達(dá)與載的一個開關(guān)連鎖。因此只有在飛機升空后發(fā)射機才能接通通電。

根據(jù)空軍"改善可靠性保證書"的要求，飛機生產(chǎn)的頭4年雷達(dá)要返回 西屋電氣(WestingHouse Electric)進(jìn)行大修。在外場發(fā)射機MTBF(Mean Time Between Failures:平均無故障時間)達(dá)到500小時以后，才認(rèn)為符合標(biāo)準(zhǔn)不再進(jìn)行可靠性跟蹤。

包括接收機保護(hù)器件、低噪聲放大器、接收機、模擬/數(shù)字變換器、穩(wěn)定本機振蕩和系統(tǒng)定時產(chǎn)生器。這是雷達(dá)的模擬電路部分，完成發(fā)射信號的產(chǎn)生和接收信號的處理調(diào)整。接收機第一混頻器和第一級中放用微帶集成電路。

小角度攻擊時，用假單脈沖(順序波瓣轉(zhuǎn)換)技術(shù)，解決了單脈沖各通道的不一致性問題。

數(shù)據(jù)采樣部件是在一塊插件板上的多?？删幊绦虿考?。包括匹配濾波器、采樣與保持、逐次逼近A/D(Analog-to-Digital:模擬/數(shù)字)變換、定時和控制，以及自動零位校準(zhǔn)，可適應(yīng)各種脈沖寬度和采樣速率。其參數(shù)如表1、表2和表3所列:

表1 可編程序表

表2 電氣參數(shù)

表3 物理參數(shù)

處理機是模塊化的，在計算機軟件控制下具有算法選擇能力和廣泛的參數(shù)可編程性?？諏諣顟B(tài)的信號處理包括下視狀態(tài)的雜波對消，Dolph-Chebychev(多爾夫-切比雪夫)加權(quán)的64點FFT(Fast Fourier Transform:快速傅里葉變換)多普勒濾波，檢測、恒虛警自適應(yīng)門限和距離相關(guān)。空對面(也就是空對地和空對艦)非相參工作狀態(tài)的信號處理包括視頻檢測、檢波后積累、對數(shù)壓縮以及數(shù)據(jù)的數(shù)字式掃描變換等。最后為符號與真空視頻信號的顯示提供 RS-170 全視頻信息。

運算處理為流水線結(jié)構(gòu)，調(diào)整暫存 RAM(Random Access Memory:隨機存取存貯器)為26KB，64點FFT(Fast Fourier Transform:快速傅里葉變換)在224微秒內(nèi)即可完成。約為256KB(262144B)的大容量存儲器在空對空狀態(tài)用做角回轉(zhuǎn)存儲器，在空對面(也就是空對地和空對艦)狀態(tài)用做掃描變換器的顯示恢復(fù)存儲器。處理機采用雙列直插式標(biāo)準(zhǔn)集成電路。

這是一臺通用計算機，用16B定點序列去處的CPU(Central Processing Unit:中央處理器)，48KB的EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory:紫外線可擦可編程只讀存儲器)，有8個通用寄存器和8個中斷處理寄存器。為了提高抗干擾能力，改善顯示，增加工作方式，自動截獲目標(biāo)，采用了較多的微程序編排，即"硬布線軟件"，使處理速度增加了30%。計算機去處速度為每秒80萬次至每秒90萬次。BIT(Built-In Test:機內(nèi)測試)系統(tǒng)軟件改進(jìn)后只向駕駛員提供影響雷達(dá)當(dāng)前工作的故障信息，其他不影響雷達(dá)當(dāng)前工作的故障信息存入F-16 中央火控計算機的"任務(wù)差錯單"內(nèi)，飛行后供維護(hù)人員使用，降低了故障指示虛警率。故障指示警告由64%降至19%，LRU(Line Replaceable Unit:在線可更換單元)不合格率降到20%。

為減少飛行員的工作負(fù)擔(dān)，大部分功能都由其它航空電子系統(tǒng)自動確定。但飛行員也可用座艙內(nèi)的雷達(dá)控制盒手動選擇雷達(dá)工作方式，并干預(yù)雷達(dá)的自動控制狀態(tài)。

控制盒有如下開關(guān)旋鈕:

方位掃描:正負(fù)10度、正負(fù)30度、正負(fù)60度

目標(biāo)積累:有4個位置，位置1到4分別表示1、2、3、4次掃描信息的積累

凍結(jié):在地圖測繪或?qū)Ｋ阉鲿r，按壓開關(guān)，發(fā)射機關(guān)閉，最后的地圖畫面留在顯示器上。再次按壓就解凍。在空中格斗搜索狀態(tài)或用PRF(Pulse Repetition Frequency:脈沖重復(fù)頻率)的普通空中搜索狀態(tài)，按壓這一開關(guān)可以選擇或不選擇高度線跟蹤器/消隱裝置。

通道選擇:有4個頻率通道供選擇。

高度調(diào)節(jié):連續(xù)調(diào)整熒光屏上的標(biāo)志亮度。

俯仰掃描行數(shù):可選擇1行、2行或4行的俯仰掃描。

距離量程:有10海里、20海里、40海里或80海里4個量程;如果顯示畫面按1:4擴大時，以上4個量程變?yōu)?.5海里、5海里、10海里、或20海里。

PRF(Pulse Repetition Frequency:脈沖重復(fù)頻率)選擇:可手動選擇，也可由雷達(dá)根據(jù)外界環(huán)境自動選擇。

狀態(tài)開關(guān)有8種狀態(tài)供選擇:準(zhǔn)備、自動、空對空、地圖測繪、信標(biāo)、海情1、海情2、雷達(dá)工作方式。

此外，在油門把手上還有天線俯仰旋鈕、雷達(dá)標(biāo)線旋鈕和格斗開關(guān)。格斗開關(guān)有3個位置，位置I選擇火炮和導(dǎo)彈，位置II正常雷達(dá)工作，位置III只用于導(dǎo)彈。

操縱桿控制器上有三位的目標(biāo)識別開關(guān)?？諏账阉鲿r可以識別目標(biāo)或返回搜索狀態(tài)。格斗時，改變天線搜索圖形，使平顯的視野由20度X20度變?yōu)?0度X40度。在空對地方式，按壓一次開關(guān)，雷達(dá)由真實波束地圖測繪轉(zhuǎn)變?yōu)閿U展波束地圖測繪;再按一次則轉(zhuǎn)到多普勒波束銳化地圖測繪方式;最后按壓一次則雷達(dá)恢復(fù)到原來的真實波束工作方式。

APG-66 雷達(dá)的各分機機械參數(shù)如表4所列:

表4 分機機械參數(shù)

1972年 西屋(WestingHouse)公司以"設(shè)計-成本"概念為指導(dǎo)思想開始研制組件化雷達(dá)族系，命名為 WX(見表7)。設(shè)計目標(biāo)是低成本、簡單可靠與易于維護(hù)。主要途徑是:1.盡量減少部件，減少復(fù)雜性;2.盡可能采用數(shù)字技術(shù);3.各種功能的實現(xiàn)盡可能依賴于軟件而不是硬件。 WX 雷達(dá)族系證明，采用數(shù)字技術(shù)在給出同樣的或更好的雷達(dá)性能時，批量生產(chǎn)成本大約減少2/3;可靠性大約為原來的10倍("WX-"后面的數(shù)字表示1000部平均的指生產(chǎn)價格)。WX雷達(dá)族中，WX-200是具有中等能力的雷達(dá)，作為該雷達(dá)族系的基本型。WX-200 是一部準(zhǔn)備裝在全天候戰(zhàn)斗機和攻擊機上執(zhí)行空對空和空對地作戰(zhàn)任務(wù)并具有高峰值功率的脈沖多普勒雷達(dá)。

WX雷達(dá)族還推廣了多路總線，以數(shù)字形式連接模塊化的各個LRU(Line Replaceable Unit:在線可更換單元)。由于不用調(diào)整，所有LRU(Line Replaceable Unit:在線可更換單元)均易于更換。該族系除表中所列之外還有 WX-150和WX-175。發(fā)射平均功率為100W至1kW，空對空探測距離為25公里至160公里，天線直徑為0.36米至0.92米不等。設(shè)計規(guī)定WX雷達(dá)標(biāo)準(zhǔn)MTBF(Mean Time Between Failures:平均無故障時間)為150小時，MTTR(Mean Time To Restoration:平均恢復(fù)前時間)為1.2小時。

WX-200 未投產(chǎn)和服役，WX-50 由美國海軍在 AT-4J、DV-10和一架直升機 UH-1N上作過空中試驗。

表7 WX雷達(dá)族系

AN/APG-70是AN/APG-63的改進(jìn)型，是原美國休斯航空(Hughes Aircraft)專為美國空軍F-15E雙座型戰(zhàn)斗/轟炸機研制的多功能火控雷達(dá)，后期生產(chǎn)的F-15C/D型戰(zhàn)斗機也裝備有AN/APG-70雷達(dá)，該雷達(dá)采用高、中、低PRF(Pulse RepetitionFrequency:脈沖重復(fù)頻率)波形設(shè)計。

APG-70雷達(dá)是第一部采用"高PRF(Pulse RepetitionFrequency:脈沖重復(fù)頻率)距離選通"技術(shù)的脈沖多普勒(PD:Pulse Doppler)雷達(dá)。APG-70的高PRF(Pulse RepetitionFrequency:脈沖重復(fù)頻率)為200kHz,用了20000個多普勒濾波器，每個距離門500個。該技術(shù)用于遠(yuǎn)距搜索，只用高PRF(PulseRepetition Frequency:脈沖重復(fù)頻率)一種波形，無需交替中、高2種波形就可提供比中PRF(Pulse Repetition Frequency:脈沖重復(fù)頻率)波形好得多的前半球和后半球2種環(huán)境中的探測能力。距離選通高PRF(Pulse Repetition Frequency:脈沖重復(fù)頻率)遠(yuǎn)距搜索是一種新的工作方式，可使駕駛員探測遠(yuǎn)距目標(biāo)并對其分類，然后轉(zhuǎn)入邊掃描邊跟蹤工作方式，并集中搜索目標(biāo)密集成串的區(qū)域。新工作方式使目標(biāo)分類識別能力提高5倍。不需要跳變就能區(qū)分出相互距離小于90米的目標(biāo)。

研制中特別強調(diào)空對地能力的增強，雷達(dá)增加了SAR(Synthetic Aperture Radar:合成孔徑雷達(dá))高分辨力地圖測繪功能。多普勒波束銳化可在五度到六十度扇形內(nèi)的任何角度上對37公里至90公里遠(yuǎn)的目標(biāo)區(qū)進(jìn)行實時高分辨力測繪。對密集目標(biāo)的分辨能力(方位)比原來提高12倍，具備了敵情判斷能力。敵情判斷時對64公里處的目標(biāo)方位分辨力達(dá)18米，16公里處的方位分辨力可達(dá)2.5米。

雷達(dá)系統(tǒng)具有探測和測量目標(biāo)發(fā)動機葉片回波的能力。系統(tǒng)內(nèi)增加了自動電子抗干擾設(shè)備，雷達(dá)可以檢測ECM(ElectronicCountermeasures:電子干擾)對進(jìn)入信號的影響，對諸如噪聲、距離門拖引和速度拖引等一般干擾都可以識別，并能響應(yīng)或更新必要的抗干擾措施。

雷達(dá)研制過程中采用了一種新型軟件編制工具，數(shù)字軟件綜合臺(DSIS:Digital Software Integrated Station)，程序編制人員能在硬件完成前檢查PSP的軟件包，包括電磁干擾試驗和硬件裝配。1987年5月隨第一部生產(chǎn)型APG-70推出了只包括空空功能的"作戰(zhàn)軟件包";第二個軟件包在1988年11月推出，用于F-15E的全部空對空與空對地能力。

APG-70的機內(nèi)測試(BIT:Built-In Test)能力大大超過APG-63。APG-63的MTBF(Mean Time Between Failures:平均無故障時間)為六十小時，而APG-70的MTBF(Mean Time BetweenFailures:平均無故障時間)增加到八十小時。雷達(dá)自測試能力得到改善，測試目標(biāo)數(shù)目由兩個增加到十個。

APG-70除保留了APG-63的電源和平板縫陣天線外，其余LRU(Line Replaceable Unit:在線可更換單元)均為新設(shè)計或重大改進(jìn)而成。新設(shè)計的LRU(Line Replaceable Unit:在線可更換單元)有:雷達(dá)數(shù)據(jù)處理機、可編程信號處理機、接收機/激勵器和A/D(Analog-to-Digital:模擬/數(shù)字)信號變換器。經(jīng)過重大必改進(jìn)的有雷達(dá)發(fā)射機和雷達(dá)控制器。這些組件的改進(jìn)均依賴于門陣列電路新技術(shù)。該基本邏輯器件用于分析雷達(dá)原始回波信號。在3.175厘米X3.175厘米的單個芯片上可裝8000門。這種陣列工作十分可靠。APG-70的射頻帶寬比APG-63增加了73%，雷達(dá)數(shù)據(jù)處理機的存儲量是1024KB，是APG-63的十倍，處理速度也快四到五倍，可靠性增加了33%。由于該機采用了許多新型電子設(shè)備、控制裝置和顯示設(shè)備，因而飛機能晝夜低空突防，實施遠(yuǎn)程探測。

研制、試驗、銷售、裝備情況

作為F-111的補充，1984年3月美國空軍選擇McDonnell Douglas(麥克唐納-道格拉斯)的新型兩用戰(zhàn)機F-15E，執(zhí)行空對空與空對地兩種任務(wù)。按照美國空軍多階段改進(jìn)計劃(MSIP:MultiStage Improvement Plan)在APG-63的基礎(chǔ)上研制改型雷達(dá)裝備F-15E，雷達(dá)命名為APG-70。

MSIP(Multi Stage Improvement Plan:根據(jù)多階段改進(jìn)計劃)計劃，約有39架F-15C/D裝備只包括空對空功能的APG-70雷達(dá);預(yù)計有392架F-15E裝備具有高分辨力地圖測繪和空對地武器投放能力的APG-70雷達(dá)，它必須包括SAR(Synthetic ApertureRadar:合成孔徑雷達(dá))的軟、硬件。第一架裝有只包括空對空功能的APG-70雷達(dá)的F-15C/D已于1987年6月將交付Eglin(埃格琳)空軍基地。從1987年11月開始對高分辨地圖測繪和空對地武器投放進(jìn)行空中試驗，試驗持續(xù)到1988年。F-15E戰(zhàn)斗機是第一次海灣戰(zhàn)爭(1991年)中的主力戰(zhàn)機，為轟炸伊拉克首都巴格達(dá)的軍事目標(biāo)和伊拉克共和國衛(wèi)隊起到了重要作用。

AN/APQ-180/180(V)

AN/APQ-180/180(V)是AN/APG-70/70(V)的變型，是專為裝備美國特種部隊的AC-130U戰(zhàn)斗運輸機研制的，該機是一種空地平臺，配裝的武器有105毫米榴彈炮、25毫米和40毫米機炮。

AN/APQ-180/180(V)在AN/APG-70/70(V)基礎(chǔ)上增加的工作方式有固定目標(biāo)跟蹤，地面移動目標(biāo)指示與跟蹤、彈著點位置、信標(biāo)跟蹤和氣象工作方式(即在能見度很差的情況下也能火控)。對AN/APG-70/70(V)作了改進(jìn)，并增加了新的數(shù)字掃描變換器。