Sistemi radar - AN/APG-81 vs. AN/APG-85

¶ 4. Sistemi Radar – AN/APG-81 vs. AN/APG-85

¶ Il salto tecnologico: da GaAs a GaN

La transizione prevista dall'AN/APG-81 all'AN/APG-85 segna un cambiamento fondamentale nella base semiconduttrice dei moduli trasmettitore/ricevitore [20]:

Fonti: Analisi GaN/GaAs di Qorvo [21], Military Embedded Systems [22]

¶ AN/APG-85 – Miglioramenti operativi

L'AN/APG-85, anch'esso sviluppato da Northrop Grumman, è previsto per i lotti di produzione F-35 Lot 17 e successivi [23]:

• Portata di rilevamento: Incremento stimato di ~50% rispetto all'APG-81
• Risoluzione SAR: Capacità sub-metrica tramite funzionamento ultra-wideband
• Guerra elettronica: Capacità di burn-through massivamente aumentata
• LPI: Diffusione ultra-wideband riduce la densità spettrale di potenza

¶ Dipendenza da TR-3

Il pieno potenziale dell'AN/APG-85 dipende dall'integrazione riuscita dell'infrastruttura informatica Technology Refresh 3 (TR-3). La stabilizzazione del software TR-3 continuerà almeno fino al 2026 [24].

¶ Contesto strategico

Il caccia cinese J-20 dispone del radar AESA Type 1475 con circa 2'000–2'200 TRM in un'apertura più grande [25]. L'AN/APG-85 è la risposta a questo svantaggio fisico: poiché l'F-35 non può ingrandire il proprio radome, deve aumentare la potenza per modulo.

¶ Implicazioni per la Svizzera

Secondo le conoscenze attuali, gli F-35A svizzeri saranno consegnati con l'AN/APG-81, non con l'AN/APG-85 [26]. Ciò risulta in una portata di prima rilevazione stimata inferiore del 33% rispetto agli alleati equipaggiati con APG-85.

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¶ Il Radar spiegato in modo comprensibile

¶ Cosa fa il radar di un caccia?

Il radar è il sistema sensoriale più importante di un caccia moderno – paragonabile agli occhi e alle orecchie del jet. Emette onde elettromagnetiche e analizza le loro riflessioni per rilevare, tracciare e identificare aerei nemici, navi, veicoli e oggetti terrestri. I radar moderni dei caccia possono tracciare simultaneamente decine di obiettivi, mappare il terreno e persino disturbare i radar nemici [19].

¶ Tecnologia AESA: migliaia di mini-trasmettitori invece di un'antenna grande

Sia l'AN/APG-81 che l'AN/APG-85 sono cosiddetti radar AESA (Active Electronically Scanned Array). In questa tecnologia, l'antenna radar non consiste in un singolo grande trasmettitore con controllo meccanico, ma in circa 1'600 moduli trasmettitore/ricevitore (TRM) minuscoli e indipendenti. Ognuno di questi moduli funziona come una mini-stazione radar autonoma [9].

Il vantaggio: il fascio radar può essere diretto elettronicamente in qualsiasi direzione in microsecondi – senza movimento meccanico. Ciò consente al radar di svolgere praticamente più compiti simultaneamente: tracciare obiettivi aerei, mappare il terreno e disturbare sistemi radar nemici [10].

¶ AN/APG-81: la generazione attuale

L'AN/APG-81 di Northrop Grumman è il radar standard di tutti gli F-35 finora prodotti. Si basa su semiconduttori di arseniuro di gallio (GaAs) – un materiale collaudato per applicazioni a microonde ad alte prestazioni fin dagli anni '80 [12]. L'AN/APG-81 rappresenta un notevole salto di prestazioni rispetto ai sistemi predecessori (come l'AN/APG-68 dell'F-16) e padroneggia le seguenti modalità [19]:

• Aria-aria: Rilevamento a lungo raggio con Track-While-Scan
• Aria-terra: Mappatura SAR e tracciamento di obiettivi terrestri (GMTI)
• Guerra elettronica: Energia direzionale per disturbare radar nemici
• Modalità LPI: Agilità di frequenza per evitare la propria scoperta

I limiti dell'AN/APG-81 sono determinati dalle proprietà fisiche dell'arseniuro di gallio: la densità di potenza del GaAs è di circa 1,5 W/mm, il che limita la potenza di trasmissione massima e quindi la portata di rilevamento [13].

¶ AN/APG-85: la prossima generazione

L'AN/APG-85 utilizza nitruro di gallio (GaN) su substrati di carburo di silicio – una tecnologia semiconduttrice che offre vantaggi fondamentali rispetto al GaAs. Il GaN consente un aumento della densità di potenza da 3 a 8 volte (5–12 W/mm) con un'efficienza superiore (oltre il 50% rispetto al 25–40% del GaAs) [13, 14].

In pratica questo significa:

• ~50% di portata in più: Gli aerei nemici vengono rilevati molto prima [6]
• Migliore risoluzione delle immagini: Risoluzione sub-metrica nella mappatura del terreno – singoli tipi di veicoli possono essere distinti da grande distanza [28]
• Maggiore capacità di disturbo: La maggiore potenza di trasmissione consente di superare sistemi radar nemici da distanza sicura (burn-through) [22]
• Più difficile da rilevare: Il segnale può essere distribuito su una banda di frequenza più ampia, rendendo più difficile la rilevazione da parte della ricognizione nemica [20]

¶ Perché la Svizzera riceve l'AN/APG-81

Secondo le conoscenze attuali, gli F-35A svizzeri saranno consegnati con l'AN/APG-81 e non con l'AN/APG-85 [26]. Ci sono diverse ragioni:

• Assegnazione del lotto di produzione: Gli aerei svizzeri provengono da lotti di produzione precedenti all'integrazione completa dell'APG-85 (Lot 17+)
• Restrizioni all'esportazione: La tecnologia GaN per applicazioni militari è soggetta a rigidi controlli all'esportazione statunitensi [7]
• Prioritizzazione: Le forze armate statunitensi e gli alleati più stretti (Five Eyes) ricevono per prime le nuove tecnologie

La Svizzera riceve quindi un radar che, pur essendo nettamente superiore al sistema predecessore F/A-18, non corrisponde più allo stato dell'arte già al momento della consegna. La portata di prima rilevazione stimata contro obiettivi convenzionali è di circa 150 km per l'AN/APG-81 rispetto ai circa 225 km stimati per l'AN/APG-85 – uno svantaggio di circa il 33% [6].

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¶ Mission Data Files – Il cervello dell'F-35

¶ Cosa sono i Mission Data Files?

I Mission Data Files (MDF) sono database estesi e altamente complessi che spiegano al computer di bordo dell'F-35 cosa percepiscono i suoi sensori. Costituiscono il centro sensoriale e cognitivo dell'aereo [27]. Senza MDF aggiornati, l'F-35 è massivamente limitato nella sua efficacia in un campo di battaglia elettronico moderno: può volare, ma non può distinguere in modo affidabile amici da nemici, classificare minacce e utilizzare efficacemente le sue contromisure elettroniche [27].

¶ Quali firme contengono gli MDF?

Gli MDF contengono dati parametrici – le cosiddette firme elettroniche – su una varietà di sistemi nemici e alleati [27, 29]:

• Sistemi radar: Bande di frequenza, tassi di ripetizione degli impulsi, modelli di scansione di radar terrestri e aerei nemici
• Sistemi missilistici terra-aria: Profili di radar di guida e controllo del fuoco (es. S-300, S-400, Patriot)
• Missili aria-aria: Caratteristiche delle testate di ricerca e firme di guida
• Cruise Missiles e droni: Firme radar e IR di missili da crociera e UAV
• Sistemi EKF: Sistemi di guerra elettronica e i loro profili di frequenza
• Dati IFF: Codici di identificazione amico-nemico delle forze alleate

¶ Perché gli MDF sono cruciali?

L'AN/ASQ-239 Barracuda – il sistema di guerra elettronica dell'F-35 – e la fusione sensoriale dell'aereo dipendono completamente da MDF aggiornati. Senza di essi, il computer di bordo manca del database di riferimento per classificare i segnali ricevuti. Ciò ha conseguenze operative concrete [27]:

• Nessuna classificazione automatica delle minacce (il pilota vede segnali ma non può assegnarli)
• Nessuna guerra elettronica efficace (le contromisure richiedono reazioni specifiche alla firma)
• Nessuna pianificazione ottimale del percorso attraverso lo spazio aereo nemico

¶ La "Blue Line": percorso ottimale attraverso lo spazio aereo nemico

Gli MDF definiscono la cosiddetta "Blue Line" – il percorso e la tattica ottimali con cui l'aereo può penetrare nello spazio aereo nemico senza essere rilevato. Questo calcolo del percorso si basa sulla fusione di una grande quantità di fattori: portate di rilevamento dei radar nemici, i loro modelli di scansione, lacune nella copertura e le proprie caratteristiche stealth dell'F-35 in diverse posizioni di volo [27].

¶ F/A-18 vs. F-35 – La differenza decisiva nell'integrazione delle firme

La flotta svizzera esistente di F/A-18 e l'F-35 differiscono fondamentalmente nella questione di chi può integrare le firme elettroniche nella biblioteca delle minacce:

Questa differenza è di importanza centrale per uno stato neutrale: l'F/A-18 può continuare a operare autonomamente in caso di crisi con dati di minaccia aggiornati, l'F-35 no.

¶ Gerarchia dei partner: la Svizzera è alla fine della coda

All'interno del programma F-35 esiste una chiara gerarchia nell'accesso alle risorse MDF [27, 30]:

1. Forze armate statunitensi (USAF, USN, USMC): Massima priorità, laboratori di riprogrammazione propri
2. Partner ACURL (Australia, Canada, Regno Unito): Gestiscono un proprio laboratorio di riprogrammazione con personale in Florida; hanno un certo grado di autonomia [32]
3. Partner NIRL (Norvegia, Italia): Capacità di riprogrammazione nazionali in costruzione [32]
4. Clienti FMS (Svizzera, Finlandia, Polonia ecc.): Ricevono pacchetti MDF standardizzati; nessuna capacità di riprogrammazione propria [30]

La Svizzera, come cliente FMS, rientra nella categoria più bassa. Riceve pacchetti di dati standardizzati, ma non ha alcuna influenza sulla loro prioritizzazione, contenuto o ritmo di aggiornamento.

¶ Solo Israele ha autonomia MDF propria

Solo Israele, attraverso una massiccia pressione politica e la sua particolare partnership strategica con gli USA, ha ottenuto il diritto di gestire un'infrastruttura cyber parallela propria e modificare autonomamente gli MDF [27]. La Svizzera non ha questa possibilità. Il VBS sostiene che la Svizzera riceve gli stessi standard di tutti gli altri partner – ma "stesso standard" significa in questo contesto: stessa dipendenza dal database statunitense e nessuna autonomia nazionale nella guerra elettronica [29].

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¶ Conseguenze in caso di interruzione del supporto statunitense

¶ Processo di degrado

L'F-35 è concepito come "software-defined platform" – dipende da un collegamento permanente all'infrastruttura del produttore. In caso di ritiro del supporto statunitense, si verificherebbe il seguente degrado [27, 33]:

¶ Flusso di informazioni e obbligo di trasparenza

Per creare MDF su misura per la Svizzera, gli USA devono sapere esattamente contro cosa la Svizzera vuole difendersi. La Svizzera deve quindi rivelare i propri dati di ricognizione, scenari di minaccia strategici e dottrine operative al paese produttore [27]. Per uno stato neutrale, che dovrebbe mantenere riservata la propria pianificazione difensiva verso tutte le parti, ciò è problematico.

¶ Filtri politici

Gli USA potrebbero teoricamente rifiutare l'inclusione di determinati obiettivi negli MDF svizzeri – ad esempio se si tratta di sistemi di alleati statunitensi. La domanda se l'F-35 riconoscerebbe come minaccia un aereo di un partner NATO se gli USA non l'hanno programmato rimane aperta ed è di importanza critica per uno stato neutrale [27].

¶ Ritardi temporali negli aggiornamenti MDF

La creazione e validazione di nuovi MDF può richiedere mesi secondo i rapporti della US Navy e del GAO [31]. In un conflitto che si sta rapidamente intensificando, l'aeronautica militare svizzera dipende dalla prioritizzazione da parte dell'Air Force statunitense. La Svizzera – come cliente FMS senza capacità di riprogrammazione proprie – si trova nella lista delle priorità dopo le forze armate statunitensi, Israele o la NATO?

¶ Precedenti storici

Il fatto che gli USA utilizzino la cooperazione in materia di armamenti come strumento di pressione politica non è una considerazione teorica, ma realtà storica [27, 34]:

• Turchia (2019): Come partner di livello 3 del programma F-35, la Turchia è stata completamente esclusa dal programma dopo l'acquisto del sistema russo S-400. Le consegne sono state annullate, l'accesso al sistema bloccato, l'industria turca rimossa dalla catena di fornitura.
• Emirati Arabi Uniti: Gli USA hanno sospeso la vendita dell'F-35 a causa di preoccupazioni sulla tecnologia Huawei-5G e la vicinanza alla Cina. Gli EAU hanno interrotto i colloqui riferendosi a restrizioni sovrane inaccettabili.
• Pakistan (F-16): Sebbene il Pakistan possieda jet F-16, questi sono soggetti a severe restrizioni d'uso e controlli sull'uso finale che ne limitano l'impiego contro determinati obiettivi.

¶ F/A-18 vs. F-35 in caso di crisi

Il confronto evidenzia la differenza fondamentale nella capacità d'azione:

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¶ Bibliografia

[6] Radartutorial: AN/APG-85 – Tecnische Spezifikationen
[7] Lockheed Martin: Block 4 Capabilities Sharpen the F-35's Edge
[9] Active Electronically Scanned Array – Tecnologieübersicht
[10] Qorvo: X-Band Radar – Driving Defense Applications with Beamforming
[12] Elite RF: GaN vs GaAs – Key Differences in RF Power Amplifiers
[13] RayPCB: GaAs vs. GaN Radar – What is the Difference
[14] MSE Supplies: Differences Between GaN and GaAs RF Power Amplifiers
[19] Northrop Grumman: AN/APG-81 AESA Fire Control Radar
[20] Military Embedded Systems: GaN Technology in AESA Radar Systems
[21] Qorvo: X-Band Radar: Driving Defense Applications with GaN and GaAs Technology
[22] Military Embedded Systems: GaN vs. GaAs for Next-Gen AESA Radar
[23] Northrop Grumman: Developing the Next Generation Radar for the F-35. 2023
[24] Defense News: Key tests for latest F-35s will begin in 2026. 2025
[25] Air University / CASI: A Look at the J-20 AESA Radar. 2025
[26] Breaking Defense: Eyeing risk of radar delays, Lockheed proposes new F-35 fuselage design. 2025
[27] The War Zone: You Don't Need A Kill Switch To Hobble Exported F-35s. 2025
[28] Synthetic-Aperture Radar – Tecnologieübersicht
[29] Lockheed Martin: Switzerland Can Use the F-35A Independently
[30] 350th Spectrum Warfare Wing: F-35 Partner Support Complex
[31] GAO-24-106703: F-35 Sustainment – Costs Continue to Rise While Planned Use and Availability Have Decreased
[32] Eglin AFB: RAF, RAAF reactivate squadron for F-35 reprogramming mission. 2024
[33] Aerospace Global News: The F-35 (probably) doesn't have a physical kill switch – but it doesn't need one! 2025
[34] Aerospace Global News: Why some countries are banned from buying F-35 fighter jets