Содержание

Фотонные радары, радиофотоника и стелс-технологии

«Фотонный радар на истребителе Су-57 превращает американский истребитель F-35 в очень дорогую воздушную мишень».

 

На самом деле статья неоднозначная

 

С напускной грустью, китайский журналист пишет  в ней о том, что «к сожалению, военные проекты России за последние 20 лет, за исключением атомных подводных лодок и ядерных ракет, идут очень плохо: танки Т-90, новые военные корабли постоянно откладываются, что хуже всего, как и новая эра России» . 

 

Упоминет о том, что «истребитель Су-57 стоил миллиарды долларов, и 20 лет исследований и разработок потерпели неудачу. У российского правительства не было иного выбора, кроме как отвлечь свое внимание и перенести первоначально заказанные заказы Су-57 на Су-35, что составляет половину цены».  И, наконец, радует информацией о «луче света -  микроволновом фотонном радаре».

 

После перечислений достоинств радара следует вывод: «Если русские смогут воспользоваться этой возможностью, истребитель Су-57 может действительно превратить поражение в победу!»

«Особенность этого типа радаров заключается в том, что он компактный, легкий и имеет большой радиус действия. Он может напрямую отображать силуэт самолета с разрешением в несколько десятков раз выше, чем у обычного радара, вес и объемы нового радара примерно в два раза меньше, чем у нынешних,», – рассказывает  автор статьи.

 

Оставим мнение о «победах» и «поражениях»  на совести китайского автора и поговорим о фотонном радаре.

 

По мнению издания, радар можно сделать в форме тонкой пластины, крепящейся к поверхности истребителя, благодаря этому самолет станет легче и получит улучшенные летные характеристики. mil.news.sina.com.cn

 

 

РОФАР

 

Проект РОФАР (радиоптические фазированные антенные решетки) был начат в феврале 2015 года, а заканчивается в июле 2019 года.  «Концерн Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) Госкорпорации Ростех ведет разработку технологии радиофотоники не имеющей аналогов в мире.

 

Анонсировалось, что новая технология позволит снизить массу радиоэлектронного оборудования боевых кораблей в 5-7 раз), радар нового поколения сможет делать «рентгеновские снимки» самолетов, находящихся на удалении более 500 километров, а радиооптические фазированные антенные решетки значительно расширят возможности современных средств связи и радаров - их масса снизится более чем вдвое, а разрешающая способность увеличится в десятки раз.

 

Радар на основе квантовой визуализации. Фото: engadget.com

«РОФАР позволит нам увидеть самолет, находящийся в 500 километрах, так, словно мы стоим в 50 метрах от него на аэродроме, его портрет в видеодиапазоне. Более того, если нужно, эта технология позволит заглянуть и в сам самолет, узнать, какие люди и техника в нем находятся, поскольку сигнал может пройти любые препятствия, даже метровые свинцовые стены, благодаря использованию широкого диапазона частот, проникающих на различную глубину внутрь объекта»

 

КРЭТ писал о том, что радиооптические фазированные антенные решетки значительно расширят возможности современных средств связи и радаров – их разрешающая способность увеличится в десятки раз. Если у современного локатора частота излучения 10 ГГц, 3 см с шириной спектра 1-2 ГГц, то у РОФАР эта частота может составлять от 1 Гц до 100 ГГц одновременно. На практике это означает, что РОФАР может давать детализированное, объемное изображение того, что происходит на расстоянии сотен километров от него. К примеру, на дальности 400 км можно не просто увидеть человека, но даже узнать его лицо.

 

«В отличии от традиционных РЛС заглушить РОФАР традиционными средствами РЭБ не получится физически. Динамический диапазон фотонного кристалла — это примерно 200 Дб. Современный радиоэлектронный приемник, для сравнения, имеет диапазон 40 - 60 Дб, а мы современными комплексами РЭБ обеспечиваем подачу сигнала на вход радиоприемного устройства – в 70-80 Дб относительно его пороговой чувствительности. Таким образом, устройство, которое должно принимать сигнал выводиться из работоспособного состояния. Даже после снятия помехи у него внутри еще идут процессы, которые не дают ему работать. Но на Земле просто нет источника энергии для подачи сигнала мощностью, превышающей 200 Дб, поэтому эта логика в случае с РОФАР просто не работает. Его можно запутать так называемым интеллектуальным противодействием, но это уже совсем другая история.»  

Новой радар российских истребителей. Инфографика: s9.stc.all.kpcdn.net

«Фотоника по сути является аналогом электроники, использующим вместо электронов кванты электромагнитного поля оптической частоты — фотоны. Радиофотоника является составной частью нанофотоники, изучающей направленное взаимодействие оптических волн с наноструктурами, в то время как радиофотоника изучает направленное взаимодействие оптических волн, промодулированных радиочастотой в специализированных наноструктурах и позволяет создавать радиочастотные устройства с параметрами, недостижимыми для традиционной электроники, благодаря тому, что фотоны, в отличие от электронов, не имеют массы покоя и заряда, что дает потенциально сверхвысокое быстродействие и уникальную помехоустойчивость».

 

Принцип работы фотонного радара

 

По западной терминологии «квантовый радар» (quantum radar)  - его принцип работы основывается на особенностях фотонов как квантовых частиц. Сигнал, излучаемый таким радаром очень помехоустойчивый. 

Принцип работы фотонного (квантового) радара. Фото: engadget.com

Идея заключается в использовании для обнаружения цели и получения ее изображения фотонов, имеющих определенную поляризацию. Цель освещается потоком специально поляризованного света, а отраженные от цели фотоны позволяют составить изображение цели. Но противник может перехватить фотоны, изменить их и отправить назад эти фотоны, которые исказят для радара форму цели и ее местоположение. Такой процесс приведет к изменению квантовых свойств фотонов, в частности, их поляризацию. Определив поляризацию отраженных фотонов можно не только зарегистрировать сам факт постороннего вмешательства, но и полностью избавиться от него, «выбросив» фотоны с неправильной поляризацией.

Разработанная технология базируется на квантовых свойствах фотонов света, в частности на факте, что любая попытка воздействия на фотон приведет к разрушению его квантовых свойств.

Противодействие сигналам радаров является достаточно сложным делом. Для этого существует несколько различных методов, таких как, подавление полезного сигнала шумом на частоте работы радара или сброс ложных целей, создающих ложные отражения. Но современные радарные системы, вооруженные компьютерами и процессорами обработки сигналов, легко справляются с таким противодействием, поэтому подразделениям радиоэлектронной борьбы приходится применять все более и более сложные методы. Одним из таких сложных методов является перехват сигнала радара и его изменение таким образом, который дает ложную информацию о самой цели и ее местоположении. И с таким методом противодействия бороться намного труднее.

 

Стелс-технологии

 

Если осветить поляризованным светом самолет и проверить измерения количества отраженных фотонов, имеющих ошибочную поляризацию, то данных от фотонов, имеющих правильную поляризацию, будет вполне достаточно для того, что бы составить четкое и узнаваемое изображение самолета.

Исследователи обнаружили, что природа фотонов позволяет справиться даже с самыми продвинутыми стелс-технологиями. Если стелс-самолет попытается перехватить поток фотонов или исказить свое местонахождение каким-либо образом, то тем самым выдаст себя с головой, изменив свойства фотонов.

 

Используемый в работе системы принцип похож на тот, что лежит в основе квантовых криптографических систем с разделенной передачей ключа: любая попытка вклиниться в передачу ключа влияет на его квантовые характеристики и сразу выдает присутствие интервента. 

Радиофотонный локатор не будет стоять отдельным модулем в носу самолета, это будет распределенная система. Фото: sdelanounas.ru/blogs/96305

 

 

Простыми словами

В работе используется непрерывный стабилизированный лазер, амплитудные модуляторы и узкополосные оптические фильтры для преобразования радиолокационного сигнала в диапазон низких частот. Оптическая несущая и одна из боковых полос могут быть подавлены с помощью оптических полосовых фильтров на основе, например, микрорезонаторов или волоконных брегговских решеток.

 

Часть лазерного луча модулируется по амплитуде несущим СВЧ сигналом и также фильтруется для подавления оптической несущей и одной из боковых полос. После этого оптические сигналы, содержащие принимаемый сигнал и сигнал СВЧ несущей, могут быть смешаны на фотоприемнике и оцифрованы медленным электронным АЦП.

 

Для современных оптических элементов отношение сигнал/шум на выходе преобразователя может достигать 60-70 дб и более для СВЧ сигнала с несущей в десятки гигагерц и полосой 100 МГц и выше.

Работа радиофотонного приемного канала с оптическим гетеродинированием может быть использованы в исследованной схеме для ее применения в качестве универсального приемного канала, обеспечивающего ширину полосы до 100 МГЦ (длительность сигналов до 10 нс) с частотой несущей в десятки ГГц при отношении сигнал/шум, равном 60-70 дб (10-11 эффективных бит оцифрованного сигнала). Перспективным может быть также применение режима подавления несущей оптической частоты в модуляторах приемного канала. В этом случае в несколько раз повышается отношение сигнал/шум, а также не требуется использовать узкополосные оптические фильтры в схеме.

Радиофотоника, изучающая взаимодействие оптических и СВЧ-сигналов, позволяет создавать электронные устройства с параметрами, недостижимыми традиционными средствами.

На основе экспериментального образца построен излучатель и приемник. Все это работает, ведет локацию. В эксперименте излучается СВЧ- сигнал (сверхвысокочастотный), который отражается назад,  его принимают и обрабатывает, получая радиолокационную картинку объекта. Фото: sdelanounas.ru/blogs/96305

 

Основные преимущества радиофотонных устройств:

  • Сверхнизкие потери и дисперсия оптического волокна (менее 0.2 дБ/км на 1550 нм, оптическая несущая ~200 ТГц).
  • Сверхширокополосность (доступная полоса частот оптического волокна ~50ТГц, полоса частот современных фотодиодов и модуляторов до 100 ГГц и выше).
  • Низкий уровень фазовых шумов (процесс прямого оптического детектирования с помощью фотодиода не восприимчив к фазе оптического излучения (к фазе и фазовым шумам оптической несущей).
  • Высокая фазовая стабильность оптического волокна. Невосприимчивость к электромагнитным помехам, не создает помехи.
  • Гальваническая развязка фотонных схем.
  • Малая масса и размеры оптического волокна.
  • Механическая гибкость оптического волокна (облегчает конструктивное исполнение).

 

Родом из СССР

Из книги Радиооптические антенные решетки Воскресенского Д.И. (Год издания:1986):
«Описаны методы формирования пространственных характеристик направленности приемных антенных решеток (АР) произвольной формы с использованием средств когерентной оптики и голографии. Рассмотрены когерентные оптические процессоры АР. обладающие различными функциональными возможностями, приведены результаты экспериментальных исследований. Для инженерно-технических работников, специализирующихся в области оптической обработки информации, антенной техники, радио- и гидролокации».

Радиооптические антенные решетки / Воскресенский, Д. И.; Гринев, А.Ю. ; Воронин, Е.Н. Место издания:Москва : Радио и связь Год издания:1986

 

От автора

Так как исследования и разработки по радиофотонным технологиям проводят и США, и ЕС, и Япония, и Южная Корея и Китай стоит смотреть шире и помнить, что использование систем радиооптических фазированных антенных решеток (РОФАР) в перспективе даст возможность построения сети уникальных синхронизированных космических и наземных радиотелескопов, а также покрыть фюзеляж самолетов и вертолетов «умной» обшивкой нового типа.

 

Фотоника может также эффективно применяться в ЖКХ, например, в городских и поселковых системах теплоснабжения, где вместо горячей воды энергоносителями будут выступать фотоны, распространяющиеся в фотоннокристаллических волокнах толщиной с человеческий волос почти без потерь, энергия которых будет преобразовываться в тепло с почти 100% КПД в устройствах, вмонтированные в квартирные радиаторы.

 

Также радиофотоника может совершить революцию в метеорологии, качественно улучшив точность прогнозирования погоды на Земле.

Поэтому радиофотоника призвана стать новой цивилизационной ступенью развития всего человечества.

 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

naukatehnika.com

Фотонные радары, радиофотоника и стелс-технологии

Мало какое инет-издание не написало о статье китайских СМИ про российский радар и его способность «превратить в мусор американскую технику»: «Фотонный радар на истребителе Су-57 превращает американский истребитель F-35 в очень дорогую воздушную мишень».  

На самом деле статья неоднозначная

С напускной грустью, китайский журналист пишет  в ней о том, что «к сожалению, военные проекты России за последние 20 лет, за исключением атомных подводных лодок и ядерных ракет, идут очень плохо: танки Т-90, новые военные корабли постоянно откладываются, что хуже всего, как и новая эра России» .   

Упоминет о том, что «истребитель Су-57 стоил миллиарды долларов, и 20 лет исследований и разработок потерпели неудачу. У российского правительства не было иного выбора, кроме как отвлечь свое внимание и перенести первоначально заказанные заказы Су-57 на Су-35, что составляет половину цены».  И, наконец, радует информацией о «луче света —  микроволновом фотонном радаре».  

После перечислений достоинств радара следует вывод: «Если русские смогут воспользоваться этой возможностью, истребитель Су-57 может действительно превратить поражение в победу!» «Особенность этого типа радаров заключается в том, что он компактный, легкий и имеет большой радиус действия. Он может напрямую отображать силуэт самолета с разрешением в несколько десятков раз выше, чем у обычного радара, вес и объемы нового радара примерно в два раза меньше, чем у нынешних,», – рассказывает  автор статьи.  

Оставим мнение о «победах» и «поражениях»  на совести китайского автора и поговорим о фотонном радаре.

По мнению издания, радар можно сделать в форме тонкой пластины, крепящейся к поверхности истребителя, благодаря этому самолет станет легче и получит улучшенные летные характеристики.

РОФАР

Проект РОФАР (радиоптические фазированные антенные решетки) был начат в феврале 2015 года, а заканчивается в июле 2019 года.  «Концерн Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) Госкорпорации Ростех ведет разработку технологии радиофотоники не имеющей аналогов в мире.  

Анонсировалось, что новая технология позволит снизить массу радиоэлектронного оборудования боевых кораблей в 5-7 раз), радар нового поколения сможет делать «рентгеновские снимки» самолетов, находящихся на удалении более 500 км, а радиооптические фазированные антенные решетки значительно расширят возможности современных средств связи и радаров — их масса снизится более чем вдвое, а разрешающая способность увеличится в десятки раз.  

Радар на основе квантовой визуализации.

«РОФАР позволит нам увидеть самолет, находящийся в 500 км, так, словно мы стоим в 50 метрах от него на аэродроме, его портрет в видеодиапазоне. Более того, если нужно, эта технология позволит заглянуть и в сам самолет, узнать, какие люди и техника в нем находятся, поскольку сигнал может пройти любые препятствия, даже метровые свинцовые стены, благодаря использованию широкого диапазона частот, проникающих на различную глубину внутрь объекта»  

КРЭТ писал о том, что радиооптические фазированные антенные решетки значительно расширят возможности современных средств связи и радаров – их разрешающая способность увеличится в десятки раз. Если у современного локатора частота излучения 10 ГГц, 3 см с шириной спектра 1-2 ГГц, то у РОФАР эта частота может составлять от 1 Гц до 100 ГГц одновременно. На практике это означает, что РОФАР может давать детализированное, объемное изображение того, что происходит на расстоянии сотен километров от него. К примеру, на дальности 400 км можно не просто увидеть человека, но даже узнать его лицо.  

«В отличии от традиционных РЛС заглушить РОФАР традиционными средствами РЭБ не получится физически. Динамический диапазон фотонного кристалла — это примерно 200 Дб. Современный радиоэлектронный приемник, для сравнения, имеет диапазон 40 — 60 Дб, а мы современными комплексами РЭБ обеспечиваем подачу сигнала на вход радиоприемного устройства – в 70-80 Дб относительно его пороговой чувствительности. Таким образом, устройство, которое должно принимать сигнал выводиться из работоспособного состояния. Даже после снятия помехи у него внутри еще идут процессы, которые не дают ему работать. Но на Земле просто нет источника энергии для подачи сигнала мощностью, превышающей 200 Дб, поэтому эта логика в случае с РОФАР просто не работает. Его можно запутать так называемым интеллектуальным противодействием, но это уже совсем другая история.»  

Новой радар российских истребителей.

«Фотоника по сути является аналогом электроники, использующим вместо электронов кванты электромагнитного поля оптической частоты — фотоны. Радиофотоника является составной частью нанофотоники, изучающей направленное взаимодействие оптических волн с наноструктурами, в то время как радиофотоника изучает направленное взаимодействие оптических волн, промодулированных радиочастотой в специализированных наноструктурах и позволяет создавать радиочастотные устройства с параметрами, недостижимыми для традиционной электроники, благодаря тому, что фотоны, в отличие от электронов, не имеют массы покоя и заряда, что дает потенциально сверхвысокое быстродействие и уникальную помехоустойчивость».  

Принцип работы фотонного радара

По западной терминологии «квантовый радар» (quantum radar)  — его принцип работы основывается на особенностях фотонов как квантовых частиц. Сигнал, излучаемый таким радаром очень помехоустойчивый. 

Принцип работы фотонного (квантового) радара.

Идея заключается в использовании для обнаружения цели и получения ее изображения фотонов, имеющих определенную поляризацию. Цель освещается потоком специально поляризованного света, а отраженные от цели фотоны позволяют составить изображение цели. Но противник может перехватить фотоны, изменить их и отправить назад эти фотоны, которые исказят для радара форму цели и ее местоположение. Такой процесс приведет к изменению квантовых свойств фотонов, в частности, их поляризацию. Определив поляризацию отраженных фотонов можно не только зарегистрировать сам факт постороннего вмешательства, но и полностью избавиться от него, «выбросив» фотоны с неправильной поляризацией.

Разработанная технология базируется на квантовых свойствах фотонов света, в частности на факте, что любая попытка воздействия на фотон приведет к разрушению его квантовых свойств.

Противодействие сигналам радаров является достаточно сложным делом. Для этого существует несколько различных методов, таких как, подавление полезного сигнала шумом на частоте работы радара или сброс ложных целей, создающих ложные отражения. Но современные радарные системы, вооруженные компьютерами и процессорами обработки сигналов, легко справляются с таким противодействием, поэтому подразделениям радиоэлектронной борьбы приходится применять все более и более сложные методы. Одним из таких сложных методов является перехват сигнала радара и его изменение таким образом, который дает ложную информацию о самой цели и ее местоположении. И с таким методом противодействия бороться намного труднее.

Стелс-технологии

Если осветить поляризованным светом самолет и проверить измерения количества отраженных фотонов, имеющих ошибочную поляризацию, то данных от фотонов, имеющих правильную поляризацию, будет вполне достаточно для того, что бы составить четкое и узнаваемое изображение самолета. Исследователи обнаружили, что природа фотонов позволяет справиться даже с самыми продвинутыми стелс-технологиями. Если стелс-самолет попытается перехватить поток фотонов или исказить свое местонахождение каким-либо образом, то тем самым выдаст себя с головой, изменив свойства фотонов.  

Используемый в работе системы принцип похож на тот, что лежит в основе квантовых криптографических систем с разделенной передачей ключа: любая попытка вклиниться в передачу ключа влияет на его квантовые характеристики и сразу выдает присутствие интервента. 

Радиофотонный локатор не будет стоять отдельным модулем в носу самолета, это будет распределенная система.

Простыми словами

В работе используется непрерывный стабилизированный лазер, амплитудные модуляторы и узкополосные оптические фильтры для преобразования радиолокационного сигнала в диапазон низких частот. Оптическая несущая и одна из боковых полос могут быть подавлены с помощью оптических полосовых фильтров на основе, например, микрорезонаторов или волоконных брегговских решеток.  

Часть лазерного луча модулируется по амплитуде несущим СВЧ сигналом и также фильтруется для подавления оптической несущей и одной из боковых полос. После этого оптические сигналы, содержащие принимаемый сигнал и сигнал СВЧ несущей, могут быть смешаны на фотоприемнике и оцифрованы медленным электронным АЦП.  

Для современных оптических элементов отношение сигнал/шум на выходе преобразователя может достигать 60-70 дб и более для СВЧ сигнала с несущей в десятки гигагерц и полосой 100 МГц и выше.

Работа радиофотонного приемного канала с оптическим гетеродинированием может быть использованы в исследованной схеме для ее применения в качестве универсального приемного канала, обеспечивающего ширину полосы до 100 МГЦ (длительность сигналов до 10 нс) с частотой несущей в десятки ГГц при отношении сигнал/шум, равном 60-70 дб (10-11 эффективных бит оцифрованного сигнала). Перспективным может быть также применение режима подавления несущей оптической частоты в модуляторах приемного канала. В этом случае в несколько раз повышается отношение сигнал/шум, а также не требуется использовать узкополосные оптические фильтры в схеме.

Радиофотоника, изучающая взаимодействие оптических и СВЧ-сигналов, позволяет создавать электронные устройства с параметрами, недостижимыми традиционными средствами.

На основе экспериментального образца построен излучатель и приемник. Все это работает, ведет локацию. В эксперименте излучается СВЧ- сигнал (сверхвысокочастотный), который отражается назад,  его принимают и обрабатывает, получая радиолокационную картинку объекта.

Основные преимущества радиофотонных устройств:

  • Сверхнизкие потери и дисперсия оптического волокна (менее 0.2 дБ/км на 1550 нм, оптическая несущая ~200 ТГц).
  • Сверхширокополосность (доступная полоса частот оптического волокна ~50ТГц, полоса частот современных фотодиодов и модуляторов до 100 ГГц и выше).
  • Низкий уровень фазовых шумов (процесс прямого оптического детектирования с помощью фотодиода не восприимчив к фазе оптического излучения (к фазе и фазовым шумам оптической несущей).
  • Высокая фазовая стабильность оптического волокна.
  • Невосприимчивость к электромагнитным помехам, не создает помехи.
  • Гальваническая развязка фотонных схем.
  • Малая масса и размеры оптического волокна.
  • Механическая гибкость оптического волокна (облегчает конструктивное исполнение).  
Родом из СССР

Из книги Радиооптические антенные решетки / Воскресенский, Д. И.; Гринев, А.Ю. ; Воронин, Е.Н., Москва : Радио и связь, 1986 :

«Описаны методы формирования пространственных характеристик направленности приемных антенных решеток (АР) произвольной формы с использованием средств когерентной оптики и голографии. Рассмотрены когерентные оптические процессоры АР. обладающие различными функциональными возможностями, приведены результаты экспериментальных исследований. Для инженерно-технических работников, специализирующихся в области оптической обработки информации, антенной техники, радио- и гидролокации».

От автора

Так как исследования и разработки по радиофотонным технологиям проводят и США, и ЕС, и Япония, и Южная Корея и Китай стоит смотреть шире и помнить, что использование систем радиооптических фазированных антенных решеток (РОФАР) в перспективе даст возможность построения сети уникальных синхронизированных космических и наземных радиотелескопов, а также покрыть фюзеляж самолетов и вертолетов «умной» обшивкой нового типа.  

Фотоника может также эффективно применятся в ЖКХ, например, в городских и поселковых системах теплоснабжения, где вместо горячей воды энергоносителями будут выступать фотоны, распространяющиеся в фотоннокристаллических волокнах толщиной с человеческий волос почти без потерь, энергия которых будет преобразовываться в тепло с почти 100% КПД в устройствах, вмонтированные в квартирные радиаторы.

Также радиофотоника может совершить революцию в метеорологии, качественно улучшив точность прогнозирования погоды на Земле. Поэтому радиофотоника призвана стать новой цивилизационной ступенью развития всего человечества.

/Макс Босерман, naukatehnika.com/

army-news.ru

Меньше, мощнее и эффективнее. Радиофотонные локаторы » Военное обозрение

Последний к настоящему времени прорыв в области радиолокации состоялся несколько десятилетий назад и был обеспечен активными фазированными антенными решетками. В последние годы назрела необходимость нового подобного прорыва, и наука уже имеет необходимые наработки. Дальнейшее развитие радиолокационных систем связывают с освоением и применением т.н. радиофотонных локаторов. Эта концепция предлагает существенную перестройку РЛС, за счет которой может быть получен значительный прирост всех основных характеристик.

Согласно опубликованным данным, радиофотонная РЛС может показывать определенные преимущества перед «традиционными». За счет роста коэффициента полезного действия возможно увеличение дальности обзора и точности сопровождения целей. Также имеется возможность упрощенного опознавания обнаруженной цели. Перспективные станции должны отличаться сокращенными габаритами, что дает новые возможности компоновочного характера. Впрочем, получение практически значимых результатов в новой области пока остается делом отдаленного будущего.


Перспективные проекты

Концепция радиофотонного локатора обсуждалась на уровне теории в течение нескольких последних лет, однако до определенного времени дальше разговоров дело не шло. Ситуация изменилась сравнительно недавно: с конца 2016 года российские научные организации стали регулярно рассказывать о проведении новых исследований и разработке перспективных проектов. Последние сообщения о радиофотонных РЛС появились всего несколько недель назад.

В самом конце 2016 года российский Фонд перспективных исследований впервые представил макет радиофотонного приемно-передающего модуля и широкополосного излучателя для принципиально новой РЛС. Макетный образец использовал волны УКВ-диапазона и смог показать примечательные характеристики. Так, разрешение по дальности достигло 1 м – подобные показатели недостижимы для «традиционных» РЛС того же диапазона.

В дальнейшем работы были продолжены. Как стало известно позже, в перспективной программе принимает участие Концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ). В июле 2017 года о разработке радиофотонных РЛС рассказал советник первого заместителя генерального директора КРЭТ Владимир Михеев. Он раскрыл некоторые технические подробности всей концепции и нового проекта, а также рассказал о текущих работах и планах на ближайшее будущее.

К тому времени в КРЭТ был создан экспериментальный образец новой РЛС, предназначающейся для использования на будущих самолетах-истребителях шестого поколения. В рамках научно-исследовательской работы были построены основные компоненты локатора. С их помощью осуществлялись необходимые исследования, при помощи которых планировалось найти оптимальные варианты конструкции. Также велось создание полноценного макетного образца радио-оптической фотонной антенной решетки. Этот образец был необходим для отработки облика и характеристик будущей серийной аппаратуры.

Параллельно с проработкой общих аспектов нового проекта осуществлялся поиск оптимальных конструкций отдельных элементов РЛС. Такие работы затрагивали излучатель, т.н. фотонный кристалл, приемный тракт и другие компоненты станции. В дальнейшем все эти работы должны будут привести к появлению полноценных работоспособных образцов, пригодных для установки на носители.

В июле 2018 года стало известно, что тематикой радиофотонных локаторов также занимается концерн «РТИ». Сообщалось, что до конца текущего года организация планирует завершить научно-исследовательскую работу по созданию макета новой радиолокационной станции X-диапазона. Разрабатываемое изделие предназначается для использования на боевых самолетах тактического звена. При этом, как и в случае с проектом КРЭТ, речь идет не только о проектировании РЛС, но и об освоении выпуска отдельных ее компонентов.

Согласно июльским новостям, концерн «РТИ» успел запустить первую в стране технологическую линию по выпуску т.н. вертикально-излучающих лазеров. Подобные устройства являются одним из главных компонентов радиофотонной РЛС и прямо влияют на ее характеристики и возможности. Таким образом, российская промышленность получает возможность в ближайшем будущем наладить производство перспективных станций.

Руководство концерна также рассказало о планах на обозримое будущее. Предприятие «РТИ» будет развивать достигнутые успехи и намерено создавать новые версии радиофотонных РЛС. Прежде всего, планируется создать новые станции, работающие в диапазонах K, Ka и Q. Кроме того, необходимо сокращать габариты изделий, благодаря чему должны появиться сверхширокополосные бортовые РЛС новых типов.

В конце ноября концерн «РТИ» вновь рассказал о своих работах по перспективному проекту. Был изготовлен экспериментальный образец РЛС, при помощи которого специалисты провели необходимые проверки. Пока существующая станция не отличается высокими характеристиками, а кроме того, имеет массу ограничений по эксплуатации. Тем не менее, работы в рамках проекта продолжаются, и в будущем перспективная РЛС избавится от выявленных проблем, что позволит ей дойти до эксплуатации.

Лазер вместо полупроводника


Предлагаемая концепция радиофотонной РЛС или радио-оптической фотонной антенной решетки предлагает отказ от традиционных компонентов локатора в пользу новых, позволяющих получить повышенные характеристики. Современные радиолокационные станции генерируют электромагнитное излучение при помощи электровакуумных или полупроводниковых приборов. КПД таких устройств не превышает 30-40 проц. Соответственно, около двух третей электроэнергии превращается в тепло и пропадает впустую. Радиофотонная станция должна использовать иные средства генерации сигнала, обеспечивающие резкий рост КПД.

Еще в прошлом году В. Михеев, рассказывая о новой разработке КРЭТ, указал на основные особенности перспективных станций. Главное новшество предлагаемых проектов заключается в замене полупроводниковых или ламповых устройств передатчиком на основе когерентного лазера и специального фотонного кристалла. Излучение лазера с требуемыми характеристиками направляется на кристалл, который преобразует его в электромагнитные волны. КПД такого передатчика должен превышать 60-70 проц. Таким образом, новый излучатель примерно вдвое эффективнее традиционного.

Прочие открытые источники позволяют сформировать более полную картину. Аппаратура РЛС, отвечающая за выдачу, прием и обработку сигналов, должна управлять лазером, определяя его мощность, модуляцию и другие параметры излучения. Применение оптической аппаратуры, передающей сигнал по оптическому волокну, позволяет получить некоторый выигрыш в быстродействии систем в сравнении с иной аппаратурой и проводкой. Кроме того, как показывают проведенные опыты, излучатель на основе лазера и фотонного кристалла преобразовывает в электромагнитные волны больше энергии, чем иные приборы.

В теории радиофотонная архитектура локатора позволяет резко увеличить рабочие диапазоны и создать станцию сверхширокополосного класса. За счет этого перспективная РЛС способна взять на себя задачи сразу нескольких традиционных систем разных диапазонов. Кроме того, обеспечивается повышенная помехозащищенность и устойчивость при активном радиоэлектронном противодействии со стороны противника.

Ранее упоминалось, что сверхширокополосная станция не только устойчива к воздействию помех, но и сама может создавать их. Передатчик повышенной мощности с возможностью работы в разных диапазонах способен взять на себя роль постановщика помех. Полноценная реализация такого потенциала РЛС позволяет сократить состав бортовой аппаратуры РЭБ или вообще отказаться от другого оборудования такого назначения. Это приводит к экономии массы и объемов внутри носителя.

Наконец, радиофотонная РЛС оказывается меньше и легче существующих аналогов. В первую очередь, это облегчает решение вопросов компоновки при создании техники-носителя станции. Кроме того, появляется возможность оснащения одной боевой машины сразу несколькими радиолокационными станциями или одним таким устройством с набором антенн, распределенных по поверхности. Подобные локаторы уже используются в авиации, и новые образцы вряд ли останутся без дела.

Повышенные характеристики и возможность работы в разных диапазонах должны привести к получению новых характерных возможностей. Так, в прошлом году В. Михеев рассказывал, что РЛС нового типа сможет не только определить местоположение цели, но и составить точное ее изображение, пригодное для опознания. К примеру, станция сможет определить координаты воздушной цели, вычислить тип обнаруженного самолета и затем распознать, какие ракеты подвешены под его крылом.

РЛС и их носители

Очевидно, что новое направление прорабатывается с определенной целью, и развитие РЛС прямо связано с конкретными классами военной техники. Теоретически радиофотонные станции могут использоваться во всех сферах, где уже применяются РЛС традиционных классов. Согласно сообщениям последних лет, российские специалисты уже выбрали сферу применения для первых систем нового класса. Они создаются для боевой авиации, причем не только для самолетов.

Ранее сообщалось, что проект радиофотонной РЛС от Концерна «Радиоэлектронные технологии» разрабатывается в контексте истребителей следующего шестого поколения. В КРЭТ справедливо полагают, что подобные самолеты должны иметь набор разнообразных средств обнаружения, работающих в разных диапазонах и использующей широкий спектр принципов локации. Вместе с прочими системами истребитель будущего должен иметь и радио-оптическую фотонную антенную решетку. При этом возможно использование нескольких антенных устройств, распределенных по всей поверхности планера и обеспечивающих круговой обзор пространства.

Схожие принципы уже реализованы в современном проекте истребителя пятого поколения Су-57, и их следует развивать при создании следующего поколения. Вероятно, к моменту завершения основных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по перспективным РЛС авиационная промышленность будет готова приступить к разработке принципиально новых истребителей.

Концерн «РТИ» тоже разрабатывает свои проекты с прицелом на военную авиацию, однако проявляет интерес иному сектору. Перспективные локаторы могут иметь сокращенные габариты и массу, что может представлять интерес для конструкторов беспилотных летательных аппаратов. Первые образцы сверхлегких и малоразмерных радиофотонных станций для БПЛА планируется создать в течение нескольких следующих лет.

Появление новых средств наблюдения и обнаружения должно оказать большое влияние на дальнейшее развитие беспилотной авиации. Габариты и масса современных авиационных РЛС ограничивают круг их носителей, фактически исключая из него существующие и перспективные отечественные БПЛА. При появлении легких и компактных радиофотонных РЛС ситуация должна будет измениться.

Благодаря этому армия сможет получить средние или тяжелые летательные аппараты, способные осуществлять разведку или пилотирование не только при помощи оптико-электронных средств. Положительные последствия появления таких БПЛА очевидны. Беспилотники с высокоэффективными радиолокаторами могут найти применение в самых разных сферах, от разведки до поиска и уничтожения назначенных целей.

Будут ли перспективные РЛС внедряться в сухопутной технике – пока не уточнялось. Новая аппаратура может найти применение в стационарных и мобильных локаторах, на зенитных системах и в других областях. Тем не менее, пока представители отечественной промышленности не говорили о возможности использования радиофотонных РЛС за пределами авиации.

Вопрос будущего

Согласно новостям последних лет, сразу несколько ведущих предприятий российский радиоэлектронной промышленности ведут научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по новому направлению. Уже выполнены и испытаны несколько макетных образцов различных составляющих перспективных радиолокационных станций, и с учетом полученных данных проводится разработка следующих изделий. Разработчики новой аппаратуры в лице концернов КРЭТ и «РТИ» определились со своими планами и продолжают разработку проектов с четкими целями в контексте развития нашей военной техники.

Однако текущие проекты отличаются сложностью, что сказывается на сроках их реализации. Так, концерн «РТИ» планирует завершить разработку практически применимой РЛС в течение нескольких следующих лет. КРЭТ, в свою очередь, создает собственный проект с прицелом на шестое поколение истребителей. Таким образом, появление готовых новых радиофотонных локаторов, пригодных для эксплуатации на технике, является делом средней или отдаленной перспективы.

Впрочем, ожидаемые сроки появления перспективной аппаратуры не являются проблемой. У нашей промышленности и армии уже есть высокоэффективные современные радиолокационные станции, способные решать все поставленные задачи. С их помощью армия сможет иметь все требуемые возможности вплоть до появления принципиально новых систем. Кроме того, вряд ли следует ожидать, что появление радиофотонных станций приведет к остановке развития «традиционных» систем. Таким образом, в будущем войска смогут своевременно получать все необходимые системы обнаружения, как уже освоенные, так и принципиально новые.

По материалам сайтов:
http://tass.ru/
http://ria.ru/
http://tvzvezda.ru/
https://vz.ru/
https://fpi.defence.ru/
http://arms-expo.ru/

topwar.ru

Радиофотонные локаторы: меньше, мощнее и эффективнее

Последний к настоящему времени прорыв в области радиолокации состоялся несколько десятилетий назад и был обеспечен активными фазированными антенными решетками. В последние годы назрела необходимость нового подобного прорыва, и наука уже имеет необходимые наработки. Дальнейшее развитие радиолокационных систем связывают с освоением и применением т.н. радиофотонных локаторов. Эта концепция предлагает существенную перестройку РЛС, за счет которой может быть получен значительный прирост всех основных характеристик.

Согласно опубликованным данным, радиофотонная РЛС может показывать определенные преимущества перед «традиционными». За счет роста коэффициента полезного действия возможно увеличение дальности обзора и точности сопровождения целей. Также имеется возможность упрощенного опознавания обнаруженной цели. Перспективные станции должны отличаться сокращенными габаритами, что дает новые возможности компоновочного характера. Впрочем, получение практически значимых результатов в новой области пока остается делом отдаленного будущего.

Перспективные проекты

Концепция радиофотонного локатора обсуждалась на уровне теории в течение нескольких последних лет, однако до определенного времени дальше разговоров дело не шло. Ситуация изменилась сравнительно недавно: с конца 2016 года российские научные организации стали регулярно рассказывать о проведении новых исследований и разработке перспективных проектов. Последние сообщения о радиофотонных РЛС появились всего несколько недель назад.

В самом конце 2016 года российский Фонд перспективных исследований впервые представил макет радиофотонного приемно-передающего модуля и широкополосного излучателя для принципиально новой РЛС. Макетный образец использовал волны УКВ-диапазона и смог показать примечательные характеристики. Так, разрешение по дальности достигло 1 м – подобные показатели недостижимы для «традиционных» РЛС того же диапазона.

В дальнейшем работы были продолжены. Как стало известно позже, в перспективной программе принимает участие Концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ). В июле 2017 года о разработке радиофотонных РЛС рассказал советник первого заместителя генерального директора КРЭТ Владимир Михеев. Он раскрыл некоторые технические подробности всей концепции и нового проекта, а также рассказал о текущих работах и планах на ближайшее будущее.

К тому времени в КРЭТ был создан экспериментальный образец новой РЛС, предназначающейся для использования на будущих самолетах-истребителях шестого поколения. В рамках научно-исследовательской работы были построены основные компоненты локатора. С их помощью осуществлялись необходимые исследования, при помощи которых планировалось найти оптимальные варианты конструкции. Также велось создание полноценного макетного образца радио-оптической фотонной антенной решетки. Этот образец был необходим для отработки облика и характеристик будущей серийной аппаратуры.

Параллельно с проработкой общих аспектов нового проекта осуществлялся поиск оптимальных конструкций отдельных элементов РЛС. Такие работы затрагивали излучатель, т.н. фотонный кристалл, приемный тракт и другие компоненты станции. В дальнейшем все эти работы должны будут привести к появлению полноценных работоспособных образцов, пригодных для установки на носители.

В июле 2018 года стало известно, что тематикой радиофотонных локаторов также занимается концерн «РТИ». Сообщалось, что до конца текущего года организация планирует завершить научно-исследовательскую работу по созданию макета новой радиолокационной станции X-диапазона. Разрабатываемое изделие предназначается для использования на боевых самолетах тактического звена. При этом, как и в случае с проектом КРЭТ, речь идет не только о проектировании РЛС, но и об освоении выпуска отдельных ее компонентов.

Согласно июльским новостям, концерн «РТИ» успел запустить первую в стране технологическую линию по выпуску т.н. вертикально-излучающих лазеров. Подобные устройства являются одним из главных компонентов радиофотонной РЛС и прямо влияют на ее характеристики и возможности. Таким образом, российская промышленность получает возможность в ближайшем будущем наладить производство перспективных станций.

Руководство концерна также рассказало о планах на обозримое будущее. Предприятие «РТИ» будет развивать достигнутые успехи и намерено создавать новые версии радиофотонных РЛС. Прежде всего, планируется создать новые станции, работающие в диапазонах K, Ka и Q. Кроме того, необходимо сокращать габариты изделий, благодаря чему должны появиться сверхширокополосные бортовые РЛС новых типов.

В конце ноября концерн «РТИ» вновь рассказал о своих работах по перспективному проекту. Был изготовлен экспериментальный образец РЛС, при помощи которого специалисты провели необходимые проверки. Пока существующая станция не отличается высокими характеристиками, а кроме того, имеет массу ограничений по эксплуатации. Тем не менее, работы в рамках проекта продолжаются, и в будущем перспективная РЛС избавится от выявленных проблем, что позволит ей дойти до эксплуатации.

Лазер вместо полупроводника

Предлагаемая концепция радиофотонной РЛС или радио-оптической фотонной антенной решетки предлагает отказ от традиционных компонентов локатора в пользу новых, позволяющих получить повышенные характеристики. Современные радиолокационные станции генерируют электромагнитное излучение при помощи электровакуумных или полупроводниковых приборов. КПД таких устройств не превышает 30-40 %. Соответственно, около двух третей электроэнергии превращается в тепло и пропадает впустую. Радиофотонная станция должна использовать иные средства генерации сигнала, обеспечивающие резкий рост КПД.

Еще в прошлом году В. Михеев, рассказывая о новой разработке КРЭТ, указал на основные особенности перспективных станций. Главное новшество предлагаемых проектов заключается в замене полупроводниковых или ламповых устройств передатчиком на основе когерентного лазера и специального фотонного кристалла. Излучение лазера с требуемыми характеристиками направляется на кристалл, который преобразует его в электромагнитные волны. КПД такого передатчика должен превышать 60-70 проц. Таким образом, новый излучатель примерно вдвое эффективнее традиционного.

Прочие открытые источники позволяют сформировать более полную картину. Аппаратура РЛС, отвечающая за выдачу, прием и обработку сигналов, должна управлять лазером, определяя его мощность, модуляцию и другие параметры излучения. Применение оптической аппаратуры, передающей сигнал по оптическому волокну, позволяет получить некоторый выигрыш в быстродействии систем в сравнении с иной аппаратурой и проводкой. Кроме того, как показывают проведенные опыты, излучатель на основе лазера и фотонного кристалла преобразовывает в электромагнитные волны больше энергии, чем иные приборы.

В теории радиофотонная архитектура локатора позволяет резко увеличить рабочие диапазоны и создать станцию сверхширокополосного класса. За счет этого перспективная РЛС способна взять на себя задачи сразу нескольких традиционных систем разных диапазонов. Кроме того, обеспечивается повышенная помехозащищенность и устойчивость при активном радиоэлектронном противодействии со стороны противника.

Ранее упоминалось, что сверхширокополосная станция не только устойчива к воздействию помех, но и сама может создавать их. Передатчик повышенной мощности с возможностью работы в разных диапазонах способен взять на себя роль постановщика помех. Полноценная реализация такого потенциала РЛС позволяет сократить состав бортовой аппаратуры РЭБ или вообще отказаться от другого оборудования такого назначения. Это приводит к экономии массы и объемов внутри носителя.

Наконец, радиофотонная РЛС оказывается меньше и легче существующих аналогов. В первую очередь, это облегчает решение вопросов компоновки при создании техники-носителя станции. Кроме того, появляется возможность оснащения одной боевой машины сразу несколькими радиолокационными станциями или одним таким устройством с набором антенн, распределенных по поверхности. Подобные локаторы уже используются в авиации, и новые образцы вряд ли останутся без дела.

Повышенные характеристики и возможность работы в разных диапазонах должны привести к получению новых характерных возможностей. Так, в прошлом году В. Михеев рассказывал, что РЛС нового типа сможет не только определить местоположение цели, но и составить точное ее изображение, пригодное для опознания. К примеру, станция сможет определить координаты воздушной цели, вычислить тип обнаруженного самолета и затем распознать, какие ракеты подвешены под его крылом.

РЛС и их носители

Очевидно, что новое направление прорабатывается с определенной целью, и развитие РЛС прямо связано с конкретными классами военной техники. Теоретически радиофотонные станции могут использоваться во всех сферах, где уже применяются РЛС традиционных классов. Согласно сообщениям последних лет, российские специалисты уже выбрали сферу применения для первых систем нового класса. Они создаются для боевой авиации, причем не только для самолетов.

Ранее сообщалось, что проект радиофотонной РЛС от Концерна «Радиоэлектронные технологии» разрабатывается в контексте истребителей следующего шестого поколения. В КРЭТ справедливо полагают, что подобные самолеты должны иметь набор разнообразных средств обнаружения, работающих в разных диапазонах и использующей широкий спектр принципов локации. Вместе с прочими системами истребитель будущего должен иметь и радио-оптическую фотонную антенную решетку. При этом возможно использование нескольких антенных устройств, распределенных по всей поверхности планера и обеспечивающих круговой обзор пространства.

Схожие принципы уже реализованы в современном проекте истребителя пятого поколения Су-57, и их следует развивать при создании следующего поколения. Вероятно, к моменту завершения основных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по перспективным РЛС авиационная промышленность будет готова приступить к разработке принципиально новых истребителей.

Концерн «РТИ» тоже разрабатывает свои проекты с прицелом на военную авиацию, однако проявляет интерес иному сектору. Перспективные локаторы могут иметь сокращенные габариты и массу, что может представлять интерес для конструкторов беспилотных летательных аппаратов. Первые образцы сверхлегких и малоразмерных радиофотонных станций для БПЛА планируется создать в течение нескольких следующих лет.

Появление новых средств наблюдения и обнаружения должно оказать большое влияние на дальнейшее развитие беспилотной авиации. Габариты и масса современных авиационных РЛС ограничивают круг их носителей, фактически исключая из него существующие и перспективные отечественные БПЛА. При появлении легких и компактных радиофотонных РЛС ситуация должна будет измениться.

Благодаря этому армия сможет получить средние или тяжелые летательные аппараты, способные осуществлять разведку или пилотирование не только при помощи оптико-электронных средств. Положительные последствия появления таких БПЛА очевидны. Беспилотники с высокоэффективными радиолокаторами могут найти применение в самых разных сферах, от разведки до поиска и уничтожения назначенных целей.

Будут ли перспективные РЛС внедряться в сухопутной технике – пока не уточнялось. Новая аппаратура может найти применение в стационарных и мобильных локаторах, на зенитных системах и в других областях. Тем не менее, пока представители отечественной промышленности не говорили о возможности использования радиофотонных РЛС за пределами авиации.

Вопрос будущего

Согласно новостям последних лет, сразу несколько ведущих предприятий российский радиоэлектронной промышленности ведут научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по новому направлению. Уже выполнены и испытаны несколько макетных образцов различных составляющих перспективных радиолокационных станций, и с учетом полученных данных проводится разработка следующих изделий. Разработчики новой аппаратуры в лице концернов КРЭТ и «РТИ» определились со своими планами и продолжают разработку проектов с четкими целями в контексте развития нашей военной техники.

Однако текущие проекты отличаются сложностью, что сказывается на сроках их реализации. Так, концерн «РТИ» планирует завершить разработку практически применимой РЛС в течение нескольких следующих лет. КРЭТ, в свою очередь, создает собственный проект с прицелом на шестое поколение истребителей. Таким образом, появление готовых новых радиофотонных локаторов, пригодных для эксплуатации на технике, является делом средней или отдаленной перспективы.

Впрочем, ожидаемые сроки появления перспективной аппаратуры не являются проблемой. У нашей промышленности и армии уже есть высокоэффективные современные радиолокационные станции, способные решать все поставленные задачи. С их помощью армия сможет иметь все требуемые возможности вплоть до появления принципиально новых систем. Кроме того, вряд ли следует ожидать, что появление радиофотонных станций приведет к остановке развития «традиционных» систем. Таким образом, в будущем войска смогут своевременно получать все необходимые системы обнаружения, как уже освоенные, так и принципиально новые.

/Кирилл Рябов, topwar.ru/

army-news.ru

«КРЭТ создал экспериментальный образец фотонного радара для истребителя шестого поколения» в блоге «Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения»

Концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) создал экспериментальный образец радиофотонного радара для истребителя шестого поколения, который придет на смену Т-50. Экспериментальный образец передает, принимает и обрабатывает сигнал, сообщил в интервью советник первого заместителя гендиректора КРЭТ Владимир Михеев.

По его словам, продвижение в работах по созданию бортового радиоэлектронного оборудования для летательного аппарата шестого поколения есть, и в частности в отношении радио-оптической фотонной антенной решетки его бортового локатора.

«В НИР [научно-исследовательской работе] на основе экспериментального образца построен и излучатель, и приемник. Все это работает, ведет локацию — излучаем СВЧ- сигнал [сверхвысокочастотный], он отражается назад, мы его принимаем и обрабатываем, получаем радиолокационную картинку объекта. Смотрим, что нужно сделать, чтобы она была оптимальной», — рассказал он.

Михеев отметил, что «сейчас в рамках научно- исследовательской работы создается полноценный макет этой радио-оптической фотонной антенной решетки, который позволит отработать характеристики серийного образца». «Мы поймем, каким он [радар] должен быть, в каких геометрических размерах, на каких диапазонах и на какой мощности должен работать», — уточнил представитель КРЭТ.

Концерн также отрабатывает технологии конкретных элементов нового радара — его излучателя, фотонного кристалла, приемного тракта, резонаторов.

«Серийный образец локатора сделаем, когда перейдем на этап опытно-конструкторской работы [ОКР], например, по заказу военного ведомства», — отметил Михеев.

Радиофотонный радар

Как пояснил Михеев, в обычной радиолокационной станции (РЛС) излучение генерируется электровакуумными или полупроводниковыми приборами, коэффициент их полезного действия относительно низкий — 30-40%. Оставшиеся 60-70% энергии превращаются в тепло.

«В новом радаре радиолокационный сигнал получается за счет преобразования фотонным кристаллом энергии когерентного лазера в СВЧ-излучение. У такого передатчика коэффициент полезного действия будет составлять не менее 60-70%. То есть большая часть энергии лазера будет преобразовываться в радиолокационную, в результате чего мы можем создать радар большой мощности», — отметил он.

На фотонном передатчике также можно будет получить сверхширокополосное излучение, которое на обычной РЛС физически невозможно.

Как будет выглядеть

Радиофотонный локатор не будет стоять отдельным модулем в носу самолета, это будет распределенная система.

«Нечто похожее можно наблюдать сегодня на истребителе пятого поколения Т-50, радиолокационная станция которого работает в разных диапазонах и в разных направлениях. По факту это один локатор, но он разнесен по самолету. Получается порядка трех-четырех разных РЛС, которые комфортно размещены по всему фюзеляжу и позволяют одновременно обозревать все пространство вокруг самолета», — рассказал Михеев.

«Радиофотографии»

"Радиофотонный радар сможет видеть, по нашим оценкам, значительно дальше существующих РЛС. А так как мы будем облучать противника в беспрецедентно широком спектре частот, то с высочайшей точностью узнаем его положение в пространстве, а после обработки получим почти фотографическое его изображение — радиовидение", — рассказал Михеев.

Он пояснил, что «это важно для определения типа самолета: сразу и автоматически компьютер самолета сможет установить, что это летит, к примеру, F-18 с конкретными типами ракетного оружия».

Новый радар за счет своей сверхширокополосности и огромного динамического диапазона приемника будет иметь большие возможности по защите от помех. Также он дополнительно будет выполнять задачи радиоэлектронной борьбы (РЭБ), передавать данные и служить средством связи.

Новая оптическая система

На истребителе шестого поколения будет устанавливаться «мощная многоспектральная оптическая система, работающая в различных диапазонах — лазерном, инфракрасном, ультрафиолетовом, собственно оптическом, однако значительно превышающем видимый человеком спектр», отметил Михеев.

Она дополнит радиофотонный радар.

Истребитель шестого поколения

В марте 2016 года курирующий «оборонку» вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин объявил о начале работ над истребителем шестого поколения.

Как сообщалось в июне прошлого года глава дирекции программ военной авиации Объединенной авиастроительной корпорации Владимир Михайлов, опытный образец российского боевого самолета шестого поколения совершит первый полет до 2025 года.

В предыдущем интервью по теме истребителя шестого поколения Михеев рассказал, что новый самолет будет делаться в двух вариантах — пилотируемом и беспилотном. Новые истребители будут действовать в «стае», возглавляемой самолетом с летчиком на борту. Беспилотники смогут нести электромагнитные пушки, летать с гиперзвуковой скоростью, выходить в ближний космос.

В этот раз Михеев добавил, что беспилотный вариант получит маневренность, недоступную для пилотируемых самолетов, у которых она ограничена возможностями человека переносить перегрузки. Хотя беспилотный и пилотируемый варианты истребителя шестого поколения будут делаться на одной базе, они будут отличаться не только составом вооружения и оборудования, но и внешне.

КРЭТ разрабатывает для нового истребителя БРЭО и электромагнитное оружие в инициативном порядке.

sdelanounas.ru

В России впервые испытали быстродействующий фотонный радар

Эксперт рассказал о значении РЛС нового поколения для военного дела

По данным концерна «РТИ», подтверждена возможность применения радиофотонных технологий в радиолокации. Несмотря на то, что созданный образец «пока обладает массой недостатков и ограничений в применении», их планируется изжить при доработке.

Следующий этап — разработка фотонных интегральных схем. Они смогут конкурировать с радиоэлектронными изделиями, работающими в разных диапазонах радиоволн - в миллиметровом и сантиметровом. Такой режим нужен, в частности, для работы в условиях радиоэлектронного подавления и электромагнитного воздействия.

Оценивая значение новой разработки, известный военный эксперт Алексей Леонков сказал «МК», что она имеет важное значение для военной радиолокации.

-Фактически переход от электронов к фотонам – это создание радаров нового поколения для передачи, приема и преобразования информации с помощью электромагнитных волн сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, - сказал Алексей Леонков. - Передача и обработка информации в радиофотонных РЛС будут происходить на скоростях в десятки и сотни терабит в секунду. То есть отраженный от цели сигнал будет получен и обработан практически мгновенно и сразу в цифре по всему спектру диапазона частот работы станции. И тогда цель будет идентифицирована со 100% вероятностью.

При этом, отметил эксперт, размер таких радаров будет меньше.

-Для примера берем РЛС дальней радиолокации «Даръял», - сказал Алексей Леонков. - Если всю её элементную базу поменять на радиофотонные компоненты – размер станции уменьшится в 2-4 раза. При этом дальность обнаружения целей не уменьшится, а точность идентификации и быстрота обработки сигнала вырастут в несколько раз. Да и тепловое излучение от таких РЛС будет меньше.

РЛС «Дарьял» входит в систему предупреждения о старте баллистических ракет вероятного противника и их полете в нашу сторону. Станции этой системы установлены по периметру границ и отслеживают основные ракетоопасные направления.

По словам эксперта, все традиционные радиолокационные станции, комплексы радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и радиотехнической разведки получают аналоговый сигнал, отраженный от цели. Далее этот сигнал преобразовывается «в цифру», чтобы цифровые вычислительные машины смогли выдать «картинку» оператору. Для этого предназначен аналогово-цифровой преобразователь. В основном используются низкочастотные преобразователи. На прием сигнала и его обработку в преобразователе уходит время.

Быстродействие аналогово-цифрового преобразователя и его пропускная способность имеют ограничения и достигли в существующих РЛС, комплексах РЭБ и радиотехнической разведки своего предела, определенного законами физики.

Если РЛС работает в одном низкочастотном диапазоне, то эти ограничения на ее эффективности сказываются мало. Но когда надо работать в разным частотах - высоких и низких - в антеннах с фазированной антенной решеткой, то возникают трудности. Работа а таком режиме нужна, например, для того, чтобы отстроиться о искусственных помех, создаваемых средствами РЭБ противника. В этом случае процесс выглядит так: высоко-частотный сигнал обрабатывают специальные аналоговые процессоры (усилители, частотные фильтры, частотные и фазовые детекторы и пр.) перерабатывают в низкочастотные и аналогово-цифровой преобразователь их оцифровывает для цифровой вычислительной машины.

-Понятно, что при такой переработке не исключаются потери, которые сказываются на быстроте выдачи данных об эффективной площади рассеяния цели. Хорошо если цель постоянно находится в луче РЛС, а вот если сигнал от неё длится доли секунд – как понять цель это или помеха? - объясняет эксперт. - Помимо этого, количество целей растет, скорости растут – скоро цели будут гиперзвуковыми, да еще будут лететь роем, прикрываясь средствами радиоэлектронной борьбы и стелс-технологиями. Как тут быть? Выход заключается в создании радиофотонного аналогово-цифрового преобразователя с волоконно-оптическими линиями передачи данных, а также радиолокационных станций, у которых все элементы имеют радиофотонные компоненты – электрооптические модуляторы, СВЧ-фотоприемники, передатчики и т.д.

Именно поэтому, по словам Алексея Леонкова, появление первого экспериментального радара в России имеет большое значение для военного дела.

www.mk.ru

в России создается радиофотонная РЛС — Российская газета

Группа специалистов на базе НИИ дальней радиолокации разрабатывает принципиально новую радиолокационную станцию Х-диапазона, работающую на основе радиофотонных технологий.

Работы возглавляет руководитель рабочей группы научно-технического совета Военно-промышленной комиссии по радиофотонике Алексей Николаевич Шулунов. Сделаны первые шаги, которые можно считать успешными. Похоже, в классической радиолокации открывается новая эра, которая сейчас кажется фантастикой.

Что такое радиолокация знают, наверное, все, кто окончил хотя бы среднюю школу. А что собой представляет радиофотонная локация, известно не очень большому кругу специалистов. Если упрощенно, то новая технология позволяет совместить несовместимое - радиоволну и свет. При этом поток электронов должен преобразовываться в поток фотонов и наоборот. Задача, которая вчера была за пределами реальности, уже в ближайшем будущем может быть решена. Что это даст?

Например, основу радиолокационных систем ПРО и слежения за космическими объектами составляют огромные радарные комплексы. Помещения, в которых находится аппаратура, - это многоэтажные здания. Применение фотонных технологий позволит уместить все системы управления и обработки данных в значительно меньших габаритах - буквально в нескольких комнатах. При этом технические возможности радаров по обнаружению даже малых объектов на удалении в тысячи километров только повысятся. Более того, за счет применения фотонных технологий на экране РЛС появится не отметка цели, а ее образ, что недостижимо классической радиолокацией. То есть оператор вместо привычной светящейся точки увидит, что реально летит - самолет, ракета, стая птиц или метеорит, стоит повторить, даже за тысячи километров от радара.

На экране фотонной РЛС появится не отметка цели, а ее образ, что недостижимо классической радиолокацией

Сейчас все радиолокационные системы - военные и гражданские - работают в строго определенном диапазоне частот, что усложняет техническое проектирование и ведет к многообразию номенклатуры РЛС. Фотонные радары позволят достичь высшей степени унификации. Они способны мгновенно перестраиваться в очень широком диапазоне рабочих частот - от метровых величин до миллиметровых.

Давно не секрет, что в метровом диапазоне хорошо видны и так называемые самолеты-невидимки, но вот наиболее точно их координаты лучше выдают станции сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Поэтому в системах ПВО одновременно работают и метровые станции с очень большими антеннами, и более компактные - сантиметровые. А вот фотонный радар, сканируя пространство в длинном частотном диапазоне, без проблем засечет ту же "невидимку" и, мгновенно перестроившись на широкополосный сигнал и высокую частоту, определит ее точные координаты по высоте и дальности.

Это только то, что касается локации. Революционные изменения произойдут и в радиоэлектронной борьбе, в передаче информации и ее защите, в вычислительных технологиях и многом другом. Проще сказать, что не затронет радиофотоника.

По сути будет создана принципиально новая отрасль высокотехнологической промышленности. Задача сложнейшая, поэтому в ее решение вовлечены многие ведущие научно-исследовательские центры страны, вузовская наука, ряд промышленных предприятий. По словам Шулунова, работы идут в тесной связи с минобороны, минэкономразвития, министерством науки и образования. Недавно их взял под свой контроль президент России.

rg.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о