F-15J是日本在1981年开始向美国采购的重型战机，其性能相当于美国空军自用的F-15C战机。服役的这些年来，F-15J的表现刚开始的确不错，一度成为亚洲最强空战战机。但是，随着越来越多的新战机服役，F-15J的性能便开始落后，即便是歼11B战机，也能对其构成庞大的优势。为此，日本防卫省开始联合航空自卫队对F-15J进行现代化升级，机体寿命也将进行翻新。
据了解，F-15J的升级方向和参考范例都是F-15EX战机，日本称升级后的F-15J为"F-15JSI"。F-15JSI主打的是"空优截击"，也就是说它的任务是拦截对方袭来的轰炸机，战斗机和攻击机之类的空中目标，针对一些巡航导弹，近程导弹之类的目标，也能做到拦截。但是总体而言，这是一款倾向于空优的多用途战机。从波音公司官方给出的情况看，F-15JSI/F-15EX最多可以挂载18枚AIM-120D中远程空空导弹，这款空空导弹射程120千米，采用主动雷达导引头，对于战机和导弹都拥有不错的拦截效果。自诞生以来，就成为了美国空军及其他国家的主流中远程空空导弹。
为了支撑F-15JSI挂载如此数量的空空导弹，日本防卫省刻意采购了AN/APG-82(V)1有源相控阵雷达系统。相控阵雷达的特点除了抗干扰能力强，成像精度高等诸多优势外，更为明显的优势就是它的多用途打击能力强。传统的平板缝隙雷达在不采用"分时照射"的情况下，只能做到1次打击1个空中目标，采用分时照射之后则可以升级到1次打击4～6个，性能强悍的甚至可以同时打击8个目标。但是，有源相控阵雷达搭配性能强悍的火控计算机和中央处理器的话，是可以做到同时交战更多目标的。另外，AIM-120D本身就是主动雷达导引，这样的工作体制能够大幅提高工作的效率。
除了空战性能强悍外，F-15JSI对地对海打击能力同样不弱。这一次，日本防卫省已经提出了采购多型防区外打击弹药的申请，当那些射程超过200千米的精确打击导弹一一到货之后，F-15JSI也能摇身一变成为"空中武库机"。据了解，F15JSI/F-15EX拥有外挂点12～15个，最大载弹量为13.4吨。在使用复合串联挂架的情况下，能够挂载的弹药会更多。美国原版的F-15EX甚至可以在机腹挂点携带一枚2500磅的航空炸弹，其它挂点则可以选择性的挂载小直径联合打击弹药，激光制导炸弹，尾翼增程炸弹等诸多弹种。如果单论对陆打击的话，F-15JSI毫无疑问略强于歼16，但如果空优作战的话，AIM-120D的射程和性能不及霹雳21，所以歼16的空优战力要强于F-15JSI。综合来看，F-15JSI的性能是与歼16持平，在少数领域甚至拥有优势。所以，对于航空自卫队来说，F-15JSI的到来使得它的实际作战实力得到增强，战机使用环境也得到改善。
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