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将有源相控阵雷达集成至旧型号“侧卫”的机身不会出现困难。虽然现有模块的功率峰值只有西方最先进水平的一半，但俄国人能够凭借更多的模块数量提供相当于美制最先进雷达的功率，且由于孔径面积大幅度超出对手，因此雷达的综合性能更高。由此导致的最直接后果就是——美国花费巨大代价研制的各种隐身飞机，将在哪怕是最陈旧的“侧卫”面前现形。
发展的眼光
在“侧卫”战斗机长时间的发展历程中，其各种改型先后采用了多种型号和子型号的机载雷达。虽然一些观察人士倾向于用“侧卫机载雷达”一词进行概括，但实际情况并不是像用“奔腾PC”概括所有个人电脑一样简单——这些机载雷达的功率一孔径乘积所涉及的范围比其他任何机载设备都大。众所周知，评估机载雷达综合性能的最重要指数就是功率一孔径乘积。
“侧卫”系列战斗机主要安装了四种型号的雷达，这四种雷达分别都有性能差异较大的子型号或批号改进型。其中，作为基本型的N001系列最为常见，而性能大幅度提高的NO11M BARS型相控阵雷达则代表了俄罗斯在相关技术领域的最新实用成果。从俄罗斯厂商过去15年来对外公开的数据看，“侧卫”目前安装的机载雷达的功率一孔径乘积已提高了大约五倍。这意味着与最初部署的N001相比，新型号“侧卫”机载雷达的探测距离已提高了50％，而干扰器的烧穿性能则大幅度提高约120％。在信号处理以及天线／接收器设计等方面实施的改进也改善了雷达性能。例如，美制F-14D“超雄猫”安装的APG-71雷达的原始功率一孔径乘积虽然略好于NO11M，但已落后于“雪豹”-E。
因此，采用作为基本型的N001雷达评估最近研制的新型“侧卫”无疑是极为荒唐的。从未来对抗的角度看，N001及其改型目前已不具备重要关注价值，因为多种性能更先进的俄制机载雷达将逐步构成竞争力。未来数十年内，很少有装备“侧卫”战斗机的国家还将继续保留N001家族，NIIP设计局研制的相控阵雷达才是未来的主流产品。
雷达技术的冷战式跃进
冷战后期，美国和苏联在研制用于强干扰环境下超视距空战的多模雷达方面竞争激烈。上世纪60年代，苏联为米格-25“狐蝠”战斗机安装的R P-25“龙卷风”大型雷达处于领先地位。此后，美国因研制出由F-14A配备的A N／AWG-9(最初为海军型F-IIIB设计)以及F-15A装备的A P G-63雷达重新夺回了优势。80年代初，苏联又为米格-31“捕狐犬”战斗机研制了N007“掩体”超越对手，这种大型机载雷达首次采用相控阵体制，体积相当于AWG-9的两倍。N007的平均发射功率为2.5千瓦，功率峰值高达10千瓦，据称该雷达可在65公里外探测到雷达反射截面(RCS)0.3平方米的巡航导弹。
随着苏27的服役，其安装的N001型机载雷达最初设计目标是实现与APG-63分庭抗礼。虽然N001最终未能达到这个水平，但俄罗斯为出口至印度的苏30K研制的雷达却羞辱了对手——“印度对抗2004”演习中，苏-30K在模拟超视距空战时击败了采用APG-63改型雷达的美军F-15C。举行上述演习的同时，俄罗斯正在向印度交付由NIIP设计局研制的首批N011M BARS无源相控阵雷达，用于装备印度空军的苏30MKI。直到近期，BARS仍是除F-22A的APG-77外性能最好的已服役机载雷达——虽然AWG-9／APG-71的功率孔径性能略好于N011M，但后者的无源／有源混合式设计使其敏感度比前者高约6分贝。
F-22的A P G-77标志着机载雷达技术的重大飞跃。这种雷达采用了反隐身设计，而且是目前世界上功率一孔径乘积最大的机载雷达(迄今为止仍未公布具体数据)。该雷达拥有1500个主动模块。在以APG-77确定机载雷达的发展方向后，美国过去10年来研发了一系列有源相控阵雷达(AESA)。F／A-18E／F Block Ⅱ采用的APG-79原计划改装于“大黄蜂”的所有型号，但最终因冷却要求较高而只能改装于“超黄蜂”。F-16Block60采用TAPG-80型AESA。F-15C采用的第一种AESA被称为APG-63(V)2，而APG-63(V)3是基于APG-79通用模块技术的第二代设计。APG-81是F-35安装的AESA，属基于APG-77最初型号的改进型。目前正在制造的F-22A Block60采用APG-77(V)2型雷达，这种雷达虽然仍脱胎于APG-81的通用技术模块，但由于模块数量较多以及机身具有更强的冷却效率，从而能够输出比老型号大得多的功率。
大约5年前，美国进一步完善了X波段氮化镓高电子迁移率晶体管的性能，这种晶体管的输出功率远远高于早期的砷化镓晶体管，从而使美国的AESA技术实现重大突破。美国军工产业大喜过望，并在世界范围内促使半导体生产商全力以赴占领市场。从历史上看，AESA的性能始终受制于X波段的模块输出功率(单个模块的输出功率通常为2-5瓦)。氮化镓晶体管能够使每个模块的输出功率提高10倍，从而使AESA所面临的问题从过去的功率不足，又转变成因功率过大而导致的冷却电力不足。这方面最有说服力的例子，是日本东芝公司于2007年7月宣布研制成功的TGl8596-50氮化镓晶体管，其在x波段的输出功率高达50瓦，目前的主要销售对象是雷达和微波通信设备。
新的技术突破所具有的意义是历史性的。如果雷达设计人员不会受到模块输出功率的限制，那么雷达功率-孔径性能将持续提高，直至达到雷达尺寸和机身冷却性能的极限。以采用1500个模块的AESA为例，如果这些模块能够输出40瓦的连续X波段能量，那么其输出效率为50％，雷达持续功率峰值为60千瓦。假设氮化镓晶体管能够将输出功率提高至可预期的160瓦，那么该雷达的持续功率峰值将高达240千瓦。如果以现在科研文献中已经报道的80瓦最大功率晶体管计算，在孔径面积0.65平方米的情况下，其功率-孔径乘积将达到51.9dBW平方米，即能够使目前最大输出功率为20千瓦的机载雷达探测距离增大约150％。在探测常规目标时，探测距离以如此幅度增大将具有重要意义，而更重要的是使战斗机在超远程情况下具备探测隐身目标的能力。
换一种说法，如果一架战斗机的机载雷达功率超过20千瓦，那么它将使敌方最高水平隐身技术无效，甚至让雷达本身就变成一种X波段定向能武器。虽然这种雷达的制造工艺极富挑战性(在孔径直径小于1米的情况下很难解决某些技术难题)。但由于研发动机极为强烈，因此一切技术难题都是可以预期解决的。在研发过程中，最主要的限制条件是阵列冷却以及将多余热量从机身 排出。与小型飞机相比，体积较大的飞机能够更为有效地应对这种限制。因此F-15、“侧卫”以及F-22A在该领域相较于F-35、F／A-18E／F和F-16无疑具备先天优势。
反向评估：APG-79与雪豹-E
针对美国在AESA方面取得的巨大进展，俄罗斯的反应是加紧研制功率峰值为20千瓦的“雪豹”E型机载雷达，它将安装于苏-35B M和苏-35-1“侧卫”E+等改型。在美国现役AESA中唯-在公开技术文献里被详细描述的型号是APG-79，因此该型雷达可被用作与“侧卫”机载雷达做性能对比的标准。
APG-79最初作为老式APG-73的升级型号销售，它本身是APG-65的渐进式改进产品。然而，最终出现的APG-79已不限于简单的批号改进型雷达，它不仅采用了具有较大功率的AESA阵列，而且还具备更强的信号处理性能，并与ALR-67型雷达告警以及发射器定位系统实现集成，但也由此要求对载机机身前部结构做出调整。新雷达在设计时的最重要考虑是提高探测和截击敌方反舰巡航导弹的能力，这是美国海军航母战斗群面临的主要问题。
目前已能获取足够的非保密数据对APG-79做出合理评估，同时也必须注意到晶体管技术的不断发展将会提高该雷达的性能。据了解，APG-79安装了约1100个模块，假设每个模块的功率、冷却性能以及波长一样，其输出功率将达到APG-77的70％，如此可判定APG-79的输出功率范围是10～20千瓦。在氮化镓晶体管取得进展之前，外界对AESA的一般认识是：AESA对于保持较高的平均功率具有重要作用，但对功率峰值的作用较小。这反映了单个晶体管输出功率的局限性。显然，凭借目前的技术，在使用氮化镓晶体管的情况下，已能研制出输出功率为20瓦的模块。
评估的准确程度还取决于对发送一接收模块内的晶体管运行模式的假设。这些晶体管是以静态模式运行，还是以脉冲或门控模式运行?在后一种模式下，晶体管在处于空闲状态时将向下调整至较低的功率消耗模式。另一个问题是，冷却系统能够允许单个模块有效输出多大功率?雷达的其他零部件(如处理器)也可能引发静态热负载，如果对这些零部件采用液态冷却，那么将需要消耗至少0.5千瓦用于冷却处理器。假设消耗0.5千瓦用于非AEsA热负载，20％的功率提供给AESA的内部支持回路以及底板驱动放大器，单个模块效率为25％～45％，那么就有可能实现20千瓦级的输出功率峰值，同时保证可接受的冷却余量。
根据上述推断，能够很容易地为APG-79功率峰值达到20千瓦的观点提供支持。该雷达在孔径面积仅相当于BARS和“雪豹”-E一半的情况下，其功率一孔径乘积仍能达到38dBW平方米(介于前两者之间)。如果考虑其今后的发展潜力，那么APG-79的性能将更接近于“雪豹”-E。值得关注的是，APG-79在功率峰值达到何种水平的情况下将实现“雪豹”-E 40.8dBw平方米的功率-孔径乘积。测算出的相应功率峰值为35千瓦。这表明在天线面积小一半的情况下必须将功率峰值提高一倍。这种性能指标是否具备可行性?根据该指标，单个晶体管模块的输出功率应达到32瓦，虽仍然具有可行性，但同时也极富挑战。此时，天线表面的辐射功率强度将达到8瓦／平方厘米，这相当于目前水平的两倍。这种情况下虽然可使用性能最先进的晶体管，但根本问题在于，如此之高的功率峰值将根本无法冷却。
因此，那种认为APG-79的探测距离能够超过“雪豹”-E的观点很难成立。同样，认为APG-79对目前使用的BARS雷达具有较大优势的观点也缺乏说服力。真正可靠的结论是，与俄制新型机载雷达相比，F-35安装的APG-81(其模块数量、模块功率和孔径大小类似于APG-79)的改型-将具备类似性能。
俄罗斯的有源相控阵时代
最近，费佐伦设计局对外展示了它为米格35战斗机研制的“祖克”AE有源相控阵雷达，这标志着俄罗斯相关部门再次取得了里程碑式成就。研制AESA的主要技术障碍是无法掌握其发射一接收模块中使用的高质量砷化镓晶体管。全球范围内的民用砷化镓生产量相当于西方军用砷化镓需求量的100倍，但迄今为止对这种材质的晶体管仅有少量军用需求。随着美国在21世纪初在氮化镓晶体管研制领域取得突破，并在其第二代AESA上加以应用，使上述情况发生了改变。目前这种技术已被视为促使宽带网络革命的保证，有关厂商将在未来十年内为商业用户大批量制造此类设备，而且无法控制它们对俄罗斯军工产业的出口。
西方在AESA研制中面临的主要挑战涉及天线设计和集成两方面。AESA通常采用A级放大器提供相应的带宽和频率灵敏度，以及复杂波形所需的高线性和低失真性能。由此导致的后果是能量在天线内部的大量消耗，对此采取的对策通常是采用聚乙烯一阿尔法一石蜡冷却剂做液态冷却。某些设计，如F-22A和F-16 Block 60将热量引入燃油并作为热缓冲物质随后再进行消耗。而另一些方案直接将生成的热量引入热交换器。
将AESA集成至旧型号“侧卫”的身上不会出现困难，因为该型战斗机能够提供很大的内部空间、较强的内部燃油储存能力以及足够的电能。“侧卫”在设计机头和天线屏蔽器时采用了0.9～1.1米的较大直径，这对雷达工程人员产生了巨大吸引力。这种直径可将相当于绝大多数西方AESA模块体积两倍的设备(除F-22A的APG-77外)安装于天线内。该情况也应促使西方国家保持清醒，即虽然模块的功率峰值只相当于目前西方最先进水平的一半，但俄制相控阵雷达能够凭借更多的模块数量提供相当于美制最先进AESA的功率。且由于其孔径面积大幅度超出对手，因此功率-孔径乘积也更高。由此导致的最直接后果就是——美国花费巨大代价研制的各种隐身飞机将在哪怕是最陈旧的“侧卫”(换装新雷达)面前现形。
蒂赫米罗夫NIIP设计局的“侧卫”雷达家族
N001／N001VE／N001VEP脉冲多普勒雷达
研制于上世纪80年代的N001是“侧卫”生产型最先安装的雷达。该型雷达最初研制目标是超过美制F-15A／C的APG-63，其研发阶段的设计方案采用了平面阵列天线，但并未达到预期性能，因此最后转而采用米格29的N019雷达零部件。天线为传统扭转式卡塞格伦结构，直径1.1米，虽然体积小于N019，但仍然充分利用了面积较大的天线屏蔽器。90年代初。俄罗斯空军装备的N001被苏-27M的N011平面阵列设计所取代。前者仍在继续制造并安装于出口至中国，越南和其他用户的苏-27SK。N001之后进行了渐进式改装，主要是提高可靠性并提供更多运行模式。N001V／N001VE即采用了俄罗斯Baguette公司的BCVM-486-6处理器 (与R-77空空导弹兼容)，由此改进了数据处理性能。N001VE／VEP两者的关系。与F-15c和F-15E分别安装的APG-63和APC-70之间的关系类似。
N001VE“羽毛”无源相控阵雷达
由NIIP和梁赞GRPZ设计局共同研制的“羽毛”采用空间馈电无源相控阵天线取代了卡塞格伦型天线，与采用底板馈电方式的BARs相控阵天线相比，“羽毛”的重量轻、结构简单。其技术原理为反射在支架支撑的吊杆上安装x波段波导以及放射式喇叭，而不是标准相探阵雷达常用的可传导部件。雷达天线的制造成本类似于苏-27S／SK安装的卡塞格伦型天线，而且重量低于后者。“羽毛”很可能在十年内出口至亚太地区。未来基于这种雷达的批次改进型号也可能包括“雪豹”-E的20千瓦发射器，因为20千瓦发射器实施空间馈电技术简单且成本较低。虽然由于空间馈电损耗的原因，导致20千瓦“羽毛”系统接收器敏感度较弱(与BARS雷达的混合式阵列相比)。但前者能够降低大规模部署成本，并且由于天线在传输中馈电损耗较低而具备更高的功率一孔径乘积。
N011无源相控阵雷达
N011雷达主要用于取代性能落后的N001系列。前者的特点是采用了底板馈电式平面阵列天线，这类似于美国休斯公司和西屋公司在上世纪70年代研制的APG-6X系列雷达C目前已被各种AESA取代)。与N001不同，N011基本实现了数字化，其X波段平面阵列嵌入了L波段敌我识别问答天线。N011的制造数量较少。性能与美制APG-63和APG-70相似。到90年代中期，俄罗斯空军的兴趣已转移至由苏-37技术验证机试验的N011M BARS雷达。
N011M 13ARS混合式雷达
BARs是俄罗斯在上世纪90年代研制的最先进机载雷达。其特点是采用了混合式阵列设计，接收路径与美国和欧盟研制的有源相控阵雷达(AESA)非常相似。并具备类似的灵敏度和旁瓣性能。但前者采用了行波管和底板波导馈电方式，这又类似于美制B-1B轰炸机以及法制早期型“阵风”战斗机的无源相控阵雷达。因此，可以认为BARS是俄罗斯从无源相控阵向有源相控阵发展的过渡型号。毫无疑问，这种设计反映了俄罗斯当时无法获取西方砷化镓晶体管的情况。N011M基本型采用直径0.9米的垂直偏振孔径混合式阵列。单个模块的接收路径低噪放大器的噪声系数为3dB，相当于AESA水平。天线采用移相器和接收器“杆”式模块，类似于美国早期的AESA。N011M有三个接收器倍道，据推测其中一个用于旁瓣消隐和反电子干扰，EGsP-6A型发射器采用了单行波管，可生成4－7千瓦的功率峰值以及用于目标显示的1千瓦等幅波。据称，该雷达采用高脉冲重复频率探测接近目标的距离为141公里。探测脱离目标的距离为93公里。相控阵列能够用电子方式对主瓣进行正负70度的方位角控制以及正负40度的俯仰控制。整个阵列还可采用机械控制，在使用平面搜索模式时，可将偏振角转换90度。BARS目前仍在制造并安装于由伊尔库特公司为印度和马来西亚制造的苏-30MKI／MKM改型。目前已可获得该雷达的一系列行波管功率数值。这些数据也使得那些没有从一开始跟踪该项目研发的人深感困惑。由此产生的结果是，根据所生成的不同功率-孔径乘积数值推导出范围极广的多组性能数据。由于BARs能够改装为“雪豹”-E，因此前者显然具备良好的功率处理性能。
N035“雪豹”-E混合式雷达
BARS的后续型号是被称为“雪豹”-E的新型混合式相控阵机载雷达，后者从2004年开始研制，计划安装于苏-35BM，并作为“侧卫”其他型号的改进雷达。“雪豹”-E将在2010年前投产。虽然是在BARS的方案基础上直接改进而成，但前者的功率比后者大得多，而噪声系数(3.5dB)仅略高于后者。“雪豹”-E保留了混合式设计，其接收器拥有4个独立信道。“雪豹”-E的最大变化是采用EGSP27发射器，即2个功率峰值为10千瓦的行波管取代了原来7千瓦的单行波管，从而可提供合计20千瓦的峰值功率。“雪豹”-E的平均输出功率为5千瓦，其中2千瓦的等幅波用于目标显示。与BARS相比，“雪豹”-E的带宽和频率灵敏度提高一倍，反电子干扰能力也优于前者。其采用新型的Solo-35.01数字信号处理器和solo-36.02数据处理器，同时保留了BARS的接收器硬件，主振荡器和励磁器。2005年底该雷达的一都原型首次上天。
据NIIP设计局称，“雪豹”-E的探测距离已达到以下水平：对RCS 3平方米的同高度接近目标为350-400公里，而RCS 0.01平方米的接近目标为93公里。在采取边跟踪边扫描模式时，该雷达可同时处理30个目标，并引导8枚采用主动导引头的空空导弹或2枚半主动空空导弹攻击目标。“雪豹”-E显然设计用于在超视距空战中与隐身性能较好的西方战斗机对抗，如“超黄蜂”Block Ⅱ或“台风”。令人好奇的是，虽然有关方面透露的“雪豹”-E性能数据优于公开透露的APG-77的探测距离(毫无疑问属于高度保密数据)，但NIIP设计局并未声称前者的性能优于后者。
探测距离的战术价值
现在普遍认为，未来的空战很可能遵循这样的原则——探测距离更远的一方将赢得胜利，这是因为高性能机载雷达提供了更早发现作战对手、启动跟踪和识别流程以殛首先发射空空导弹的机会。然而，实现上述构想还需具备这样三个条件：一、射程更远的空空导弹；二、对手不拥有足够的主动雷达干扰能力；三、对手未能破坏来袭导弹的攻击包线并脱离其“无法逃逸区”。
因此可以发现，空空导弹的空气动力性能至关重要，如果一方试图通过探测距离更远的雷达而形成空中优势，那么导弹的性能将成为实现空战胜利的基本前提。虽然导弹射程将部分取决于自身的设计，尤其是推进剂能够储存多少能量，以及飞行中段制导软件能够在多大程度上将上述能量转化为射程，但导弹载机自身的空气动力性能也极为关键。F-22A的研制和部署已反复证明，与普通战斗机采用的亚音速发射方式相比，“猛禽”在15250米高度实施超音速巡航时发射导弹，能够使AIM-120c的射程增大30％。俄罗斯之所以在“侧卫”的持续改进中着重强调发动机性能，显然在很大程度上是受到上述现实情况的推动。因为1枚射程120公里的R-27EA空空导弹如果在较高空域采用超音速方式发射，其射程将增大至185公里。
电子战仍然是必须考虑的因素。虽然大功率孔径雷达具有优异的烧穿性能，但在93公里以上的超远距离，烧穿不大可能具有现实意义。这是因为常规机载自卫干扰系统的功率通常以与敌方陆基干扰雷达进行对抗的标准设计。而陆基干扰雷达的功率一孔径性能远远超过任何机载雷达。适用于相控阵机载雷达的干扰源压制方法是以动态方式突然将无效信号输入天线主瓣。只有在对方机载雷达缺乏规避干扰的频率灵敏度，以及未安装x波段反辐射导弹的情况下，使用相控阵机载雷达干扰对方机载雷达才具备可行性。
因此对于双方而言，最为有效的电子对抗手段不是干扰对方雷达，而是干扰对方导弹的中段上行数据链。但这同样存在很大难度，尤其是需要非常大的干扰功率。因为导弹数据链天线指向发射平台，就意味着只有沿导弹弹体传导的一小部分干扰波才能与导弹天线耦合。也就是说，必须用大功率孔径的相控阵雷达干扰上行数据链才具备可行性。然而，对抗双方都可以在其导弹表面采用x波段损耗材料来降低耦合效应。
由上述分析得出的结论是，即便掌握远超过导弹射程的雷达探测性能，也不可能在空战中提供决定性的好处。当然，探测距离的优势仍然有助于对来袭威胁做早期预警。虽然机载雷达的功率一孔径乘积性能有可能增大目标探测影像，但它同样可增大对方机载雷达的无源探测影像——被动探测的逆直角原理效应比雷达主动探测的逆向第四功率原理具有更强的效果。
发展的眼光
在“侧卫”战斗机长时间的发展历程中，其各种改型先后采用了多种型号和子型号的机载雷达。虽然一些观察人士倾向于用“侧卫机载雷达”一词进行概括，但实际情况并不是像用“奔腾PC”概括所有个人电脑一样简单——这些机载雷达的功率一孔径乘积所涉及的范围比其他任何机载设备都大。众所周知，评估机载雷达综合性能的最重要指数就是功率一孔径乘积。
“侧卫”系列战斗机主要安装了四种型号的雷达，这四种雷达分别都有性能差异较大的子型号或批号改进型。其中，作为基本型的N001系列最为常见，而性能大幅度提高的NO11M BARS型相控阵雷达则代表了俄罗斯在相关技术领域的最新实用成果。从俄罗斯厂商过去15年来对外公开的数据看，“侧卫”目前安装的机载雷达的功率一孔径乘积已提高了大约五倍。这意味着与最初部署的N001相比，新型号“侧卫”机载雷达的探测距离已提高了50％，而干扰器的烧穿性能则大幅度提高约120％。在信号处理以及天线／接收器设计等方面实施的改进也改善了雷达性能。例如，美制F-14D“超雄猫”安装的APG-71雷达的原始功率一孔径乘积虽然略好于NO11M，但已落后于“雪豹”-E。
因此，采用作为基本型的N001雷达评估最近研制的新型“侧卫”无疑是极为荒唐的。从未来对抗的角度看，N001及其改型目前已不具备重要关注价值，因为多种性能更先进的俄制机载雷达将逐步构成竞争力。未来数十年内，很少有装备“侧卫”战斗机的国家还将继续保留N001家族，NIIP设计局研制的相控阵雷达才是未来的主流产品。
雷达技术的冷战式跃进
冷战后期，美国和苏联在研制用于强干扰环境下超视距空战的多模雷达方面竞争激烈。上世纪60年代，苏联为米格-25“狐蝠”战斗机安装的R P-25“龙卷风”大型雷达处于领先地位。此后，美国因研制出由F-14A配备的A N／AWG-9(最初为海军型F-IIIB设计)以及F-15A装备的A P G-63雷达重新夺回了优势。80年代初，苏联又为米格-31“捕狐犬”战斗机研制了N007“掩体”超越对手，这种大型机载雷达首次采用相控阵体制，体积相当于AWG-9的两倍。N007的平均发射功率为2.5千瓦，功率峰值高达10千瓦，据称该雷达可在65公里外探测到雷达反射截面(RCS)0.3平方米的巡航导弹。
随着苏27的服役，其安装的N001型机载雷达最初设计目标是实现与APG-63分庭抗礼。虽然N001最终未能达到这个水平，但俄罗斯为出口至印度的苏30K研制的雷达却羞辱了对手——“印度对抗2004”演习中，苏-30K在模拟超视距空战时击败了采用APG-63改型雷达的美军F-15C。举行上述演习的同时，俄罗斯正在向印度交付由NIIP设计局研制的首批N011M BARS无源相控阵雷达，用于装备印度空军的苏30MKI。直到近期，BARS仍是除F-22A的APG-77外性能最好的已服役机载雷达——虽然AWG-9／APG-71的功率孔径性能略好于N011M，但后者的无源／有源混合式设计使其敏感度比前者高约6分贝。
F-22的A P G-77标志着机载雷达技术的重大飞跃。这种雷达采用了反隐身设计，而且是目前世界上功率一孔径乘积最大的机载雷达(迄今为止仍未公布具体数据)。该雷达拥有1500个主动模块。在以APG-77确定机载雷达的发展方向后，美国过去10年来研发了一系列有源相控阵雷达(AESA)。F／A-18E／F Block Ⅱ采用的APG-79原计划改装于“大黄蜂”的所有型号，但最终因冷却要求较高而只能改装于“超黄蜂”。F-16Block60采用TAPG-80型AESA。F-15C采用的第一种AESA被称为APG-63(V)2，而APG-63(V)3是基于APG-79通用模块技术的第二代设计。APG-81是F-35安装的AESA，属基于APG-77最初型号的改进型。目前正在制造的F-22A Block60采用APG-77(V)2型雷达，这种雷达虽然仍脱胎于APG-81的通用技术模块，但由于模块数量较多以及机身具有更强的冷却效率，从而能够输出比老型号大得多的功率。
大约5年前，美国进一步完善了X波段氮化镓高电子迁移率晶体管的性能，这种晶体管的输出功率远远高于早期的砷化镓晶体管，从而使美国的AESA技术实现重大突破。美国军工产业大喜过望，并在世界范围内促使半导体生产商全力以赴占领市场。从历史上看，AESA的性能始终受制于X波段的模块输出功率(单个模块的输出功率通常为2-5瓦)。氮化镓晶体管能够使每个模块的输出功率提高10倍，从而使AESA所面临的问题从过去的功率不足，又转变成因功率过大而导致的冷却电力不足。这方面最有说服力的例子，是日本东芝公司于2007年7月宣布研制成功的TGl8596-50氮化镓晶体管，其在x波段的输出功率高达50瓦，目前的主要销售对象是雷达和微波通信设备。
新的技术突破所具有的意义是历史性的。如果雷达设计人员不会受到模块输出功率的限制，那么雷达功率-孔径性能将持续提高，直至达到雷达尺寸和机身冷却性能的极限。以采用1500个模块的AESA为例，如果这些模块能够输出40瓦的连续X波段能量，那么其输出效率为50％，雷达持续功率峰值为60千瓦。假设氮化镓晶体管能够将输出功率提高至可预期的160瓦，那么该雷达的持续功率峰值将高达240千瓦。如果以现在科研文献中已经报道的80瓦最大功率晶体管计算，在孔径面积0.65平方米的情况下，其功率-孔径乘积将达到51.9dBW平方米，即能够使目前最大输出功率为20千瓦的机载雷达探测距离增大约150％。在探测常规目标时，探测距离以如此幅度增大将具有重要意义，而更重要的是使战斗机在超远程情况下具备探测隐身目标的能力。
换一种说法，如果一架战斗机的机载雷达功率超过20千瓦，那么它将使敌方最高水平隐身技术无效，甚至让雷达本身就变成一种X波段定向能武器。虽然这种雷达的制造工艺极富挑战性(在孔径直径小于1米的情况下很难解决某些技术难题)。但由于研发动机极为强烈，因此一切技术难题都是可以预期解决的。在研发过程中，最主要的限制条件是阵列冷却以及将多余热量从机身 排出。与小型飞机相比，体积较大的飞机能够更为有效地应对这种限制。因此F-15、“侧卫”以及F-22A在该领域相较于F-35、F／A-18E／F和F-16无疑具备先天优势。
反向评估：APG-79与雪豹-E
针对美国在AESA方面取得的巨大进展，俄罗斯的反应是加紧研制功率峰值为20千瓦的“雪豹”E型机载雷达，它将安装于苏-35B M和苏-35-1“侧卫”E+等改型。在美国现役AESA中唯-在公开技术文献里被详细描述的型号是APG-79，因此该型雷达可被用作与“侧卫”机载雷达做性能对比的标准。
APG-79最初作为老式APG-73的升级型号销售，它本身是APG-65的渐进式改进产品。然而，最终出现的APG-79已不限于简单的批号改进型雷达，它不仅采用了具有较大功率的AESA阵列，而且还具备更强的信号处理性能，并与ALR-67型雷达告警以及发射器定位系统实现集成，但也由此要求对载机机身前部结构做出调整。新雷达在设计时的最重要考虑是提高探测和截击敌方反舰巡航导弹的能力，这是美国海军航母战斗群面临的主要问题。
目前已能获取足够的非保密数据对APG-79做出合理评估，同时也必须注意到晶体管技术的不断发展将会提高该雷达的性能。据了解，APG-79安装了约1100个模块，假设每个模块的功率、冷却性能以及波长一样，其输出功率将达到APG-77的70％，如此可判定APG-79的输出功率范围是10～20千瓦。在氮化镓晶体管取得进展之前，外界对AESA的一般认识是：AESA对于保持较高的平均功率具有重要作用，但对功率峰值的作用较小。这反映了单个晶体管输出功率的局限性。显然，凭借目前的技术，在使用氮化镓晶体管的情况下，已能研制出输出功率为20瓦的模块。
评估的准确程度还取决于对发送一接收模块内的晶体管运行模式的假设。这些晶体管是以静态模式运行，还是以脉冲或门控模式运行?在后一种模式下，晶体管在处于空闲状态时将向下调整至较低的功率消耗模式。另一个问题是，冷却系统能够允许单个模块有效输出多大功率?雷达的其他零部件(如处理器)也可能引发静态热负载，如果对这些零部件采用液态冷却，那么将需要消耗至少0.5千瓦用于冷却处理器。假设消耗0.5千瓦用于非AEsA热负载，20％的功率提供给AESA的内部支持回路以及底板驱动放大器，单个模块效率为25％～45％，那么就有可能实现20千瓦级的输出功率峰值，同时保证可接受的冷却余量。
根据上述推断，能够很容易地为APG-79功率峰值达到20千瓦的观点提供支持。该雷达在孔径面积仅相当于BARS和“雪豹”-E一半的情况下，其功率一孔径乘积仍能达到38dBW平方米(介于前两者之间)。如果考虑其今后的发展潜力，那么APG-79的性能将更接近于“雪豹”-E。值得关注的是，APG-79在功率峰值达到何种水平的情况下将实现“雪豹”-E 40.8dBw平方米的功率-孔径乘积。测算出的相应功率峰值为35千瓦。这表明在天线面积小一半的情况下必须将功率峰值提高一倍。这种性能指标是否具备可行性?根据该指标，单个晶体管模块的输出功率应达到32瓦，虽仍然具有可行性，但同时也极富挑战。此时，天线表面的辐射功率强度将达到8瓦／平方厘米，这相当于目前水平的两倍。这种情况下虽然可使用性能最先进的晶体管，但根本问题在于，如此之高的功率峰值将根本无法冷却。
因此，那种认为APG-79的探测距离能够超过“雪豹”-E的观点很难成立。同样，认为APG-79对目前使用的BARS雷达具有较大优势的观点也缺乏说服力。真正可靠的结论是，与俄制新型机载雷达相比，F-35安装的APG-81(其模块数量、模块功率和孔径大小类似于APG-79)的改型-将具备类似性能。
俄罗斯的有源相控阵时代
最近，费佐伦设计局对外展示了它为米格35战斗机研制的“祖克”AE有源相控阵雷达，这标志着俄罗斯相关部门再次取得了里程碑式成就。研制AESA的主要技术障碍是无法掌握其发射一接收模块中使用的高质量砷化镓晶体管。全球范围内的民用砷化镓生产量相当于西方军用砷化镓需求量的100倍，但迄今为止对这种材质的晶体管仅有少量军用需求。随着美国在21世纪初在氮化镓晶体管研制领域取得突破，并在其第二代AESA上加以应用，使上述情况发生了改变。目前这种技术已被视为促使宽带网络革命的保证，有关厂商将在未来十年内为商业用户大批量制造此类设备，而且无法控制它们对俄罗斯军工产业的出口。
西方在AESA研制中面临的主要挑战涉及天线设计和集成两方面。AESA通常采用A级放大器提供相应的带宽和频率灵敏度，以及复杂波形所需的高线性和低失真性能。由此导致的后果是能量在天线内部的大量消耗，对此采取的对策通常是采用聚乙烯一阿尔法一石蜡冷却剂做液态冷却。某些设计，如F-22A和F-16 Block 60将热量引入燃油并作为热缓冲物质随后再进行消耗。而另一些方案直接将生成的热量引入热交换器。
将AESA集成至旧型号“侧卫”的身上不会出现困难，因为该型战斗机能够提供很大的内部空间、较强的内部燃油储存能力以及足够的电能。“侧卫”在设计机头和天线屏蔽器时采用了0.9～1.1米的较大直径，这对雷达工程人员产生了巨大吸引力。这种直径可将相当于绝大多数西方AESA模块体积两倍的设备(除F-22A的APG-77外)安装于天线内。该情况也应促使西方国家保持清醒，即虽然模块的功率峰值只相当于目前西方最先进水平的一半，但俄制相控阵雷达能够凭借更多的模块数量提供相当于美制最先进AESA的功率。且由于其孔径面积大幅度超出对手，因此功率-孔径乘积也更高。由此导致的最直接后果就是——美国花费巨大代价研制的各种隐身飞机将在哪怕是最陈旧的“侧卫”(换装新雷达)面前现形。
蒂赫米罗夫NIIP设计局的“侧卫”雷达家族
N001／N001VE／N001VEP脉冲多普勒雷达
研制于上世纪80年代的N001是“侧卫”生产型最先安装的雷达。该型雷达最初研制目标是超过美制F-15A／C的APG-63，其研发阶段的设计方案采用了平面阵列天线，但并未达到预期性能，因此最后转而采用米格29的N019雷达零部件。天线为传统扭转式卡塞格伦结构，直径1.1米，虽然体积小于N019，但仍然充分利用了面积较大的天线屏蔽器。90年代初。俄罗斯空军装备的N001被苏-27M的N011平面阵列设计所取代。前者仍在继续制造并安装于出口至中国，越南和其他用户的苏-27SK。N001之后进行了渐进式改装，主要是提高可靠性并提供更多运行模式。N001V／N001VE即采用了俄罗斯Baguette公司的BCVM-486-6处理器 (与R-77空空导弹兼容)，由此改进了数据处理性能。N001VE／VEP两者的关系。与F-15c和F-15E分别安装的APG-63和APC-70之间的关系类似。
N001VE“羽毛”无源相控阵雷达
由NIIP和梁赞GRPZ设计局共同研制的“羽毛”采用空间馈电无源相控阵天线取代了卡塞格伦型天线，与采用底板馈电方式的BARs相控阵天线相比，“羽毛”的重量轻、结构简单。其技术原理为反射在支架支撑的吊杆上安装x波段波导以及放射式喇叭，而不是标准相探阵雷达常用的可传导部件。雷达天线的制造成本类似于苏-27S／SK安装的卡塞格伦型天线，而且重量低于后者。“羽毛”很可能在十年内出口至亚太地区。未来基于这种雷达的批次改进型号也可能包括“雪豹”-E的20千瓦发射器，因为20千瓦发射器实施空间馈电技术简单且成本较低。虽然由于空间馈电损耗的原因，导致20千瓦“羽毛”系统接收器敏感度较弱(与BARS雷达的混合式阵列相比)。但前者能够降低大规模部署成本，并且由于天线在传输中馈电损耗较低而具备更高的功率一孔径乘积。
N011无源相控阵雷达
N011雷达主要用于取代性能落后的N001系列。前者的特点是采用了底板馈电式平面阵列天线，这类似于美国休斯公司和西屋公司在上世纪70年代研制的APG-6X系列雷达C目前已被各种AESA取代)。与N001不同，N011基本实现了数字化，其X波段平面阵列嵌入了L波段敌我识别问答天线。N011的制造数量较少。性能与美制APG-63和APG-70相似。到90年代中期，俄罗斯空军的兴趣已转移至由苏-37技术验证机试验的N011M BARS雷达。
N011M 13ARS混合式雷达
BARs是俄罗斯在上世纪90年代研制的最先进机载雷达。其特点是采用了混合式阵列设计，接收路径与美国和欧盟研制的有源相控阵雷达(AESA)非常相似。并具备类似的灵敏度和旁瓣性能。但前者采用了行波管和底板波导馈电方式，这又类似于美制B-1B轰炸机以及法制早期型“阵风”战斗机的无源相控阵雷达。因此，可以认为BARS是俄罗斯从无源相控阵向有源相控阵发展的过渡型号。毫无疑问，这种设计反映了俄罗斯当时无法获取西方砷化镓晶体管的情况。N011M基本型采用直径0.9米的垂直偏振孔径混合式阵列。单个模块的接收路径低噪放大器的噪声系数为3dB，相当于AESA水平。天线采用移相器和接收器“杆”式模块，类似于美国早期的AESA。N011M有三个接收器倍道，据推测其中一个用于旁瓣消隐和反电子干扰，EGsP-6A型发射器采用了单行波管，可生成4－7千瓦的功率峰值以及用于目标显示的1千瓦等幅波。据称，该雷达采用高脉冲重复频率探测接近目标的距离为141公里。探测脱离目标的距离为93公里。相控阵列能够用电子方式对主瓣进行正负70度的方位角控制以及正负40度的俯仰控制。整个阵列还可采用机械控制，在使用平面搜索模式时，可将偏振角转换90度。BARS目前仍在制造并安装于由伊尔库特公司为印度和马来西亚制造的苏-30MKI／MKM改型。目前已可获得该雷达的一系列行波管功率数值。这些数据也使得那些没有从一开始跟踪该项目研发的人深感困惑。由此产生的结果是，根据所生成的不同功率-孔径乘积数值推导出范围极广的多组性能数据。由于BARs能够改装为“雪豹”-E，因此前者显然具备良好的功率处理性能。
N035“雪豹”-E混合式雷达
BARS的后续型号是被称为“雪豹”-E的新型混合式相控阵机载雷达，后者从2004年开始研制，计划安装于苏-35BM，并作为“侧卫”其他型号的改进雷达。“雪豹”-E将在2010年前投产。虽然是在BARS的方案基础上直接改进而成，但前者的功率比后者大得多，而噪声系数(3.5dB)仅略高于后者。“雪豹”-E保留了混合式设计，其接收器拥有4个独立信道。“雪豹”-E的最大变化是采用EGSP27发射器，即2个功率峰值为10千瓦的行波管取代了原来7千瓦的单行波管，从而可提供合计20千瓦的峰值功率。“雪豹”-E的平均输出功率为5千瓦，其中2千瓦的等幅波用于目标显示。与BARS相比，“雪豹”-E的带宽和频率灵敏度提高一倍，反电子干扰能力也优于前者。其采用新型的Solo-35.01数字信号处理器和solo-36.02数据处理器，同时保留了BARS的接收器硬件，主振荡器和励磁器。2005年底该雷达的一都原型首次上天。
据NIIP设计局称，“雪豹”-E的探测距离已达到以下水平：对RCS 3平方米的同高度接近目标为350-400公里，而RCS 0.01平方米的接近目标为93公里。在采取边跟踪边扫描模式时，该雷达可同时处理30个目标，并引导8枚采用主动导引头的空空导弹或2枚半主动空空导弹攻击目标。“雪豹”-E显然设计用于在超视距空战中与隐身性能较好的西方战斗机对抗，如“超黄蜂”Block Ⅱ或“台风”。令人好奇的是，虽然有关方面透露的“雪豹”-E性能数据优于公开透露的APG-77的探测距离(毫无疑问属于高度保密数据)，但NIIP设计局并未声称前者的性能优于后者。
探测距离的战术价值
现在普遍认为，未来的空战很可能遵循这样的原则——探测距离更远的一方将赢得胜利，这是因为高性能机载雷达提供了更早发现作战对手、启动跟踪和识别流程以殛首先发射空空导弹的机会。然而，实现上述构想还需具备这样三个条件：一、射程更远的空空导弹；二、对手不拥有足够的主动雷达干扰能力；三、对手未能破坏来袭导弹的攻击包线并脱离其“无法逃逸区”。
因此可以发现，空空导弹的空气动力性能至关重要，如果一方试图通过探测距离更远的雷达而形成空中优势，那么导弹的性能将成为实现空战胜利的基本前提。虽然导弹射程将部分取决于自身的设计，尤其是推进剂能够储存多少能量，以及飞行中段制导软件能够在多大程度上将上述能量转化为射程，但导弹载机自身的空气动力性能也极为关键。F-22A的研制和部署已反复证明，与普通战斗机采用的亚音速发射方式相比，“猛禽”在15250米高度实施超音速巡航时发射导弹，能够使AIM-120c的射程增大30％。俄罗斯之所以在“侧卫”的持续改进中着重强调发动机性能，显然在很大程度上是受到上述现实情况的推动。因为1枚射程120公里的R-27EA空空导弹如果在较高空域采用超音速方式发射，其射程将增大至185公里。
电子战仍然是必须考虑的因素。虽然大功率孔径雷达具有优异的烧穿性能，但在93公里以上的超远距离，烧穿不大可能具有现实意义。这是因为常规机载自卫干扰系统的功率通常以与敌方陆基干扰雷达进行对抗的标准设计。而陆基干扰雷达的功率一孔径性能远远超过任何机载雷达。适用于相控阵机载雷达的干扰源压制方法是以动态方式突然将无效信号输入天线主瓣。只有在对方机载雷达缺乏规避干扰的频率灵敏度，以及未安装x波段反辐射导弹的情况下，使用相控阵机载雷达干扰对方机载雷达才具备可行性。
因此对于双方而言，最为有效的电子对抗手段不是干扰对方雷达，而是干扰对方导弹的中段上行数据链。但这同样存在很大难度，尤其是需要非常大的干扰功率。因为导弹数据链天线指向发射平台，就意味着只有沿导弹弹体传导的一小部分干扰波才能与导弹天线耦合。也就是说，必须用大功率孔径的相控阵雷达干扰上行数据链才具备可行性。然而，对抗双方都可以在其导弹表面采用x波段损耗材料来降低耦合效应。
由上述分析得出的结论是，即便掌握远超过导弹射程的雷达探测性能，也不可能在空战中提供决定性的好处。当然，探测距离的优势仍然有助于对来袭威胁做早期预警。虽然机载雷达的功率一孔径乘积性能有可能增大目标探测影像，但它同样可增大对方机载雷达的无源探测影像——被动探测的逆直角原理效应比雷达主动探测的逆向第四功率原理具有更强的效果。