El AIM-120 D tiene mejoras sustanciales en casi todas las áreas, comenzando con un alcance 50% mayor (que el alcance ya extendido de AIM-120C-7), es decir, > 160 km . Otra característica destacada es la guía GPS además de la inercial (IMU), lo que resulta en una trayectoria mucho más eficiente y un enlace de datos bidireccional que mejora significativamente los ECCM.
También tiene una mayor capacidad fuera de borosidad y se basa en AIM-120C7 que incorporó antenas, receptores, procesadores de señales mejorados y nuevos algoritmos de software mejorados para contrarrestar nuevas amenazas. Entonces, el AIM-120D es casi un nuevo diseño para contrarrestar las amenazas modernas.
El enlace de datos bidireccional abre muchas oportunidades porque, a diferencia del compromiso tradicional de BVR, donde solo la plataforma de lanzamiento solía enviar actualizaciones de mitad de curso al AMRAAM, ahora tanto el AIM-120D como la plataforma de lanzamiento pueden comunicarse entre sí. Esto mejora significativamente su capacidad de ECCM porque si el buscador del AIM-120D está atascado, la plataforma de lanzamiento puede saberlo de antemano y, por lo tanto, guiar al AIM-120D hasta que su buscador vuelva a adquirir el objetivo (es decir, quemar todo el rango) . Esto también mejoraría la capacidad del piloto para designar o cambiar objetivos después del lanzamiento.
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Combinado con el registro de combate probado de AMRAAM, todas estas mejoras mejoran significativamente la envolvente No-Escape de AIM-120D y el rendimiento general. También debería ser más fácil actualizar el software del AIM-120D en el futuro en respuesta a nuevas amenazas.