レーダー性能

一般に知られているレーダー性能(素子数1200個)

探知距離
APG-81 AESA (F-35A/B/C)
RCS(探知する目標の大きさ) 探知距離(素子数1200個の場合)
RCS 0.0001 ㎡ class target 16 km+
RCS 0.001 ㎡ class target 28 km+
RCS 0.1 ㎡ class target 90 km+
RCS 1.0 ㎡ class target 160 km+
RCS 5.0 ㎡ class target 240 km+
RCS 10.0 ㎡ class target 285 km+
※RCS(Radar Cross Section)=レーダー反射断面積。物体のレーダーの映りやすさと映りにくさを表す数値。数値が大きいほどレーダーに映りやすくなり、小さいほどレーダーに映りにくくなる。

機能
アンテナのスタイル:1,200+ T/R
左右の走査角度は+/- 60°合わせて120°
同時TWS(Tracking While Scan=追尾中走査)ターゲット数:不明
同時にAA(空対空)とAG(空対地)モードを実行:Yes
LPI(Low Probability of Intercept=迎撃可能性低減)機能:Yes
高速データ通信機能:Yes
高度なマイクロウェーブウェポン機能/CPUウイルス散布/ネットハッカー:Yes
平均故障間隔(MTBF)は、2000時間+
Style of antenna: 1,200+ T/R
Horizontal tracking angles: +/- 60 degrees (May equip conformal lateral AESA in the future)
Target number of TWS at the same time: unknown
Performing A-A and A-G modes at the same time: Yes
LPI capability: Yes
High speed capability of Data-link/communication: Yes
Advanced functions for Microwave-weapon / CPU virus spreader/ Net-Hacker: Yes
MTBF (mean time between failures): 2000 hrs+
データ引用URL

一般に知られる性能はこのような数値になっている。
ただし、この数値はレーダーのT/R素子数を1200個と仮定した物の数値である。
実際のAPG-81の素子モジュール数は、1676個であった。(なんと日本の方が数えた)
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素子数が1676個の場合のレーダー性能

その差は1.4倍なので、もしかすると実際には一般に知られている探知距離よりも長いかもしれない。単純計算で1.4倍の探知距離を持っている可能性がある。
仮に1.4倍だった場合、RCS1㎡目標探知距離は224kmとなり、各RCSに対応した距離は以下のようになる。
探知距離が1.4倍だった場合
RCS(探知する目標の大きさ) 探知距離(素子数1676個の場合) 探知距離(素子数1200個の場合)
RCS 0.0001 ㎡ class target 22 km+ 16 km+
RCS 0.001 ㎡ class target 39 km+ 28 km+
RCS 0.1 ㎡ class target 126 km+ 90 km+
RCS 1.0 ㎡ class target 224 km+ 160 km+
RCS 5.0 ㎡ class target 336 km+ 240 km+
RCS 10.0 ㎡ class target 399 km+ 285 km+
RCS1㎡目標探知距離160kmでも十分と言えるが、RCS1㎡目標探知距離224kmならなお良い、と言ったところだろうか。

ちなみに素子数を比較しておくと
F-22 APG-77 1956個
F-35 APG-81 1676個
T-50(PAK-FA)ベルカ 1552個

APG-81の素子数は、F-22より約-16%少なく、PAK-FAより約+8%多い。
強力なレーダーを持っているとされているPAK-FAよりも素子数は多いことが分かる。



機能 (公式)

APG-81レーダーの設計は複雑であり、T/Rモジュール、ビームステアリングコンピューター、アレイ・ドライバ、電源、慣性航法装置、電子戦インターフェイスユニットなどを含む、各種の主要なコンポーネント(部品)を持っている。
そのアンテナおよび、15の、レシーバー - エキサイター、ワイドバンドと、ナローバンドの、波形ジェネレーターのための、約10のアセンブリ(組立部品)が存在する。
Complex in design, the APG-81 radar has a variety of main components including the T/R modules, the beam steering computer, array driver, power supplies, inertial navigation systems, and an electronic warfare interface unit.
There are about ten assemblies for the antenna and 15 for the receiver-exciter, wideband and narrowband waveform generators.

平均重大故障間隔(MTBCF)
いったん機体に取付ければ、理論的には、レーダーのフロントエンドを取り外したり、または交換する必要は無い。
「アレイの平均重大故障間隔(MTBCF)は1万0000時間を超えており、プラットフォームの30年の寿命を最後まで持ちこたえるように設計されている。」デイブ・ブシャールは断言した。
Once installed into the aircraft, in theory, the radar’s front end should not have to be removed or replaced.
“The array is designed to last the 30-year life of the platform, with a mean time between critical failure (MTBCF) rate greater than 10,000 hours,” Dave Bouchard asserted.

機能
APG-81は、ステアリング(方向変換機構)の機械的な動きを無くし、コンピューター制御で電子的に操作するアレイである。
APG-81は、マルチモードシステムとして設計され、F-35バリエーション3タイプ全てに共通した32の操作モードがある。
空対空12、空対地12(2つの海上モード、艦船目標追尾と海上捜索を含む)。4つの電子戦(電子攻撃と電子防護)、2つのナビゲーション、および2つの天候。
モードのいくつかは、高解像度、高度な信号処理でサポートされている。
The APG-81 has an electronically steered array controlled by a steering computer with no mechanical motion.
Designed as a multi-mode system, the APG-81 has 32 modes of operation which are common to all three F-35 variants; 12 air-to-air, 12 air-to-ground (including two maritime modes ship target track and sea search), four electronic warfare (electronic attack and electronic protection), two navigation, and two weather.
Some of the modes are high resolution and are supported by the sophisticated signal processing available.
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種類について、APG-81は、空対空と空対地のために複数の波形で動作するパルスドップラーレーダーシステムであり、ノースロップ・グラマンは『非常に頑強な電子防護』(EP)〈その精度要求を達成するためにシステムを支援する〉と呼んでいる。
EPは、レーダーが混乱するか、ジャムされるのを防ぐことを支援する一連の技術で、フュージョンシステムに表示される情報が非常に正確であることを保証する。

DAS、CNI、EOTS、APG-81レーダーは、パノラマコクピットディスプレイとHMD(ヘルメットマウントディスプレイ)において、追尾情報と追尾更新を、フュージョンシステムが目標と記号の描画を次々とコントロールすることによって提供する。
デイブ・ブシャールは、APG-81が、地上ターゲット識別と座標生成の点で、現在のAESAレーダーよりも優れていると主張する。
多数の高度なアルゴリズムを用いて合成開口レーダー(SAR)のデータを処理することによって、システムは、SARマップの自動目標認識(ATR)と自動ターゲットキューイング(ATC)を行う。
「パイロットが興味のあるターゲットを選ぶ機会があるときには、アルゴリズムを使用し、非常に大面積で高解像度な地上マップを得ることができる」とブシャールはお勧めする。

多くのレーダーシステムは、例えば、20フィート、10フィート、5フィート (6m、3m、1.5m) などの設定された分解能のSAR能力を持っている。
比較として、APG-81は、命じられたときに巨大なSARマップを瞬時に生成する「ビッグSA​​R」というノースロップ・グラマンが呼ぶものを持っている。
パイロットは新たなSARマップを生成することなく、表示された再現度の高い画像の特定のポイントに、ズームインまたはズームアウトすることができる。
ATRとATCは「ビッグSA​​R」マップの全領域で同時に機能し、空対地作戦の最も要求の厳しい段階におけるパイロットの作業負担を大幅に軽減する。
In terms of type, the APG-81 is a pulse-doppler radar system that runs multiple waveforms for air-to-air and air-to-ground, with what Northrop Grumman calls ‘very robust electronic protection’ (EP), which helps the system to achieve its accuracy requirements.
EP is a series of techniques that help prevent the radar from being confused or jammed and ensures that information presented to the fusion system is very accurate.
DAS, CNI, EOTS and the APG-81 radar all provide track information and track updates to the fusion system that in turn controls the portrayal of targets and symbology on the panoramic cockpit display and the HMD (helmet-mounted display).
In terms of ground target identification and coordinate generation, Dave Bouchard claims that the APG-81 outperforms current AESA radars in two ways.
By processing synthetic aperture radar (SAR) data with multiple advanced algorithms, the system performs automatic target recognition (ATR) and automatic target cueing (ATC) on the SAR maps.
“We can take a very high resolution ground map of a large area and use algorithms that pick out targets of opportunity that the pilot would be interested in,” Bouchard advised.
Many radar systems have SAR capability with a set resolution such as 20ft, 10ft, 5ft (6m, 3m, 1.5m).
In comparison the APG-81 has what Northrop Grumman calls ‘Big SAR’, which instantly generates a huge SAR map when commanded.
The pilot can zoom in or out on a specific point for a higher fidelity image display without having to generate a new SAR map.
The ATR and ATC work simultaneously on the entire area of the ‘Big SAR’ map, and greatly reduce pilot work load during the most demanding phases of air-to ground operations.
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「F-35の真の魔法は、初の融合されたセンサースイートを持っていることである。
APG-81レーダーは、IR(赤外線)システムよりも空中目標に対する提示範囲がはるかにより正確であり、また逆に、EOTSは、レーダーよりも単一ピクセルまでの方位角がはるかにより正確である。
2つの能力を共に組み合わせることにより、目標位置の不確実性ははるかに小さくなり、それはあなたの武器の効果がより大きくなることを意味する。そして、もし、あなたがその目標を他の誰かに指示するときに精度が必要な場合には、より強化させる。
あなたは、各センサーの能力を共有し、不確実性を小さくすることができる」と彼は言った。
“What makes the F-35 truly magic is that for the first time you have a fused sensor suite.
The APG-81 radar is much more accurate in range presentation against an airborne target than an IR system can be,and the EOTS is much more accurate in azimuth down to a single pixel than radar can be.
Combine the two capabilities together and you get a much smaller target location uncertainty, which means your weapons effect will be greater and if required your designation accuracy to cue somebody else to that spot will be much tighter.
You are able to share the capabilities of each of the sensors and reduce uncertainty,” he said.
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ノースロップ・グラマンはそのようなものとして正式に発表はしないが、APG-81は、その低観測性(LO=ステルス性)の必須要件に応じ、機体のシグネチャ(放射)を最小限に抑えるために使用される、LPI(迎撃可能性低減)と、LPD(低被検知性)モードで動作することが出来る。
レーダーは、敏捷性、超低ノイズ、高効率、を最適化し、その機体のLO特性を完全にサポートする。
ノースロップグラマンは、「関連する戦術的な範囲」において、非常に小さなターゲットの検出と、追跡が可能であると断言する。

センサーの追尾情報は、その機体の統合コアプロセッサ(ICP)に送信される。
そのICPが課せられている仕事は、ミッションシステムの次に、ロッキードマーティンが述べる広い状況認識を提供するために、DAS、EOTS、EW、またはCNIから送られたそれをレーダー情報と融合させることである。
APG-81とDASの作戦飛行プログラム(OFP)ソフトウェアはICPに依存しており、各システムの処理能力を配分する。

「ICPは、ターゲティングを実行するためにタイムラインを与える、より多くのメモリとスループット(単位時間当たりの処理能力)を提供する、本当に役立つ物を持っている。」と、デイブ・ブシャールは言い、さらに付け加える。
「我々が送った、我々のレーダーとDASの情報は、そのフュージョンシステムのために、レーダーとDASから渡される何かのメッセージを、ミッションシステムとインターフェイスコントロールがそれを明示する。」

APG-81のもう一つの面白い点は、ASQ-239電子戦(EW)システムとのインターフェイス(接点)である。
従来のほとんどの機体では、レーダーとEWは、お互い別々に機能する、連動するふりをしたシステムだった。
F-35においては、レーダーとEW機能は共同作業し、そして、いくつかのモードでは、彼らは互いに独立して動作する。
Although Northrop Grumman would not confirm as such, the APG-81 can operate in LPI (low probability of intercept) and LPD (low probability of detection) modes that are used to minimize the aircraft’s signature to comply with its low observable (LO) requirements.
The radar is optimised for agility, very low noise and high efficiency and fully supports the LO nature of the aircraft.
Northrop Grumman claims that it is capable of detecting very small targets and tracking at ‘relevant tactical ranges’.
Sensor track information is sent into the aircraft’s integrated core processor (ICP).
Tasked by the ICP, the mission system then fuses radar data with that sent from the DAS, EOTS, EW or CNI to provide what Lockheed Martin describes as unparallel situational awareness.
Operational flight program (OFP) software for both the APG-81 and DAS reside in the ICP, which allocates processing power to each system.
“What really helps is having the ICP provide more memory and throughput that gives the timeline to execute targeting,” said Dave Bouchard adding: “We send our radar and DAS information to the mission system and have an interface control that defi nes what messages are passed from radar and DAS to the fusion system.”
Another interesting aspect of the APG-81 is the interface with the ASQ-239 electronic warfare (EW) system.
On most legacy aircraft the radar and EW are confederated systems that work separately of each other.
On the F-35, radar and EW functions work collaboratively, and in some modes they work independently of one another.




LM副社長 O’Bryan
F-35A戦闘機には、アクティブ電子スキャンアレイレーダーと、機体の周りに配置されたユニークなアンテナがあり、それは意図的でない方向に最小限の「ブリード(流出)」でレーダーエネルギーを正確に誘導することができる。
それは、F-35の位置が暴露し追われてしまう放射を削減する場合、それはより多くの電力が置かれる。

さらに、他のF-35とのマシン・ツー・マシン(コンピュータネットワークに繋がれた機械同士が人間を介在せずに相互に情報交換し、自動的に最適な制御が行われるシステムを指す)通信においてもそれを使用する。
そのレーダーや電子戦システムなどの放射は、飛行中すべてのF-35の間で点けたり消したりすることができる。

例えば、先頭の戦闘機は、後続のF-35にレーダーで目標をイルミネート(照らす)してもらうことが出来る。
このような運用中のデータは、レーザー駆動のMADLを介して共有される。 ; パイロットがお互いに話す必要は無い。

O’Bryanは、第4世代機がレーダー・シグネチャ(放射)を最大75%削減したという他の戦闘機メーカーの自慢を懐疑的に捉えている。
彼は理解しがたい主張を見つけた。: それらオリジナルのシグネチャ(放射)は非常に大規模であり、75%の削減でさえまだ巨大なレーダーリターンを残している、と彼は言う。
これらの改良された戦闘機でも、敵の空対空ミサイルの最大射程内において見つかってしまう、と彼は言った。

「敵に対して実戦で戦術的に優位になる点は、基本的に何もしないことである。」とロッキード関係者は述べた。
悪いことに、武器、燃料タンク、および他の装備を「クリーン」航空機に吊り下げた時点で、非ステルス機のRCS低減は消失してしまう。
The F-35A fighter has an active electronically scanned array radar and unique antennas spaced around the aircraft so that it can direct radar energy precisely, with minimal “bleed” in unintended directions.
That puts more power where it’s wanted and reduces emissions that can give away the F-35’s position.
In addition, it uses machine-to-machine communications with other F-35s.
Emitters such as the radar and the electronic warfare system can flash on and off among all the F-35s in a flight.
A leading fighter, for example, can have a trailing F-35 illuminate his target with radar.
The data in such an operation will be shared via a laser-powered Multifunction Advanced Data Link; the pilots don’t even need to talk to each other.
O’Bryan took skeptical note of other fighter makers’ boastings that they have reduced by up to 75 percent the radar signatures of their fourth generation aircraft.
He finds the claim perplexing; their original signatures are so massive, he says, that even a 75 percent reduction still leaves a huge radar return.
These uprated fighters are visible within the maximum range of adversary air-to-air missiles, he said.
“You basically haven’t really done anything, in terms of a practical tactical advantage against an enemy,” said the Lockheed official.
Worse, the RCS reductions evaporate once nonstealthy ordnance, fuel tanks, and other stores are hung on the “clean” aircraft.
引用URL





従来機とF-35のレーダーSARマップ解像度の比較
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←従来機      F-35→
引用URL




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APG-81は、空対空におけるサーチ・ボリュームと追尾精度の増加を提供する。
サーチ・ボリューム
・ヘッドアスペクト・ボリュームサーチ
・MPRF(中パルス繰返し周波数)またはオールアスペクト・ボリュームサーチ
・キュード・サーチ(他のセンサーからのデータを使用してサーチしキュー(指示)するモード)
強化されたサーチ範囲と従来機を上回るパフォーマンス・アドバンテージ
APG-81 Provides Increased Search Volume and Track Accuracy in Air-to-Air
Search Volumes
Head Aspect Volume Search
MPRF Or All-Aspect Volume Search
Cued Search
Enhanced Search Range and Performance Advantage over Legacy
引用URL




APG-81 AESAレーダー
APG-81アクティブ電子走査アレイ(AESA)レーダーは、F-22のAPG-77の後継モデルである。
F-35のメインセンサーであり、空対空と空対地の両方の役割で使用される。

APG-81 AESAレーダーの主な利点は、周波数ホッピングのアクティブレーダーと他のレーダーをジャム(妨害)する能力によってF-35が検出される可能性を下げ、複数のレーダーモードで複数のオブジェクトを追跡するための同時に複数のレーダービームを形成する能力である。

APG-81レーダーには、高解像度マップを作成するための合成開口レーダー(SAR)機能が搭載されており、これを使用してターゲットを自動的に識別し、非協調型目標識別「マップ」を使用することで航空機を識別または推力シグネチャを分析できる。
APG-81には、雷雨やスコールラインをナビゲーティングするためのカラー気象モードもある。
APG-81 AESA radar
The APG-81 Active electronically scanned array (AESA) radar is the successor to the F-22's APG-77. It's the F-35's main sensor and is used for both air-to-air and air-to-ground roles. The main advantages of the APG-81 AESA radar are its ability to form multiple radar beams simultaneously to track multiple objects in multiple radar modes, frequency hopping to lower the chance of the F-35 being detected by its active radar and the ability to jam other radars.
The APG-81 radar has a Synthetic Aperture Radar (SAR) function to create high definition maps which can then be used to automatically identify targets on it and it can use Non Cooperative Target Recognition to “Map” out aircraft to identify them or analyze their thrust signature.
The APG-81 also has a color-weather mode for navigating thunderstorms and squall lines.
引用URL


  • 最終更新:2017-03-01 17:36:42

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