Det senaste genombrottet inom radarområdet ägde rum för flera decennier sedan och levererades av aktiva fasade antennmatriser. Under de senaste åren har det funnits ett behov av ett nytt sådant genombrott, och vetenskapen har redan den nödvändiga grunden. Vidareutveckling av radarsystem är förknippat med utveckling och användning av den s.k. radiofoton-sökare. Detta koncept erbjuder en betydande omstrukturering av radarn, på grund av vilken en betydande ökning av alla grundläggande egenskaper kan uppnås.
Enligt publicerade data kan radiofotonisk radar visa vissa fördelar jämfört med "traditionella". Genom att öka effektiviteten är det möjligt att öka visningsområdet och målspårningsnoggrannheten. Det finns också möjlighet till förenklad identifiering av det detekterade målet. Framtida stationer bör kännetecknas av minskade dimensioner, vilket ger nya layoutmöjligheter. Men att få praktiskt taget betydande resultat i ett nytt område är fortfarande en fråga om en avlägsen framtid.
Lovande projekt
Konceptet med en radiofotonlokaliserare har diskuterats på teoretisk nivå under de senaste åren, men fram till en viss tid gick det inte längre. Situationen har förändrats relativt nyligen: sedan slutet av 2016 har ryska vetenskapliga organisationer regelbundet börjat prata om ny forskning och utveckling av lovande projekt. De senaste rapporterna om radiofotoniska radar dök upp för bara några veckor sedan.
I slutet av 2016 presenterade ryska stiftelsen för avancerad studie för första gången en modell av en radiofotonmottagande sändarmodul och en bredbandsemitter för en helt ny radar. Prototypen använde VHF -vågor och kunde visa anmärkningsvärda egenskaper. Så, avståndsupplösningen har nått 1 m - sådana indikatorer är ouppnåeliga för "traditionella" radarer av samma räckvidd.
Ytterligare arbete fortsatte. Som det blev känt senare deltar oro "Radioelectronic Technologies" (KRET) i det lovande programmet. I juli 2017 talade Vladimir Mikheev, rådgivare för den första vice generaldirektören för KRET, om utvecklingen av radiofotoniska radarer. Han avslöjade några tekniska detaljer om hela konceptet och det nya projektet, och talade också om det pågående arbetet och planer för den närmaste framtiden.
Vid den tiden skapades en experimentell prototyp av en ny radarstation vid KRET, avsedd för användning på framtida sjätte generationens stridsflygplan. Som en del av forskningsarbetet byggdes lokaliserarens huvudkomponenter. Med deras hjälp utfördes den nödvändiga forskningen, med hjälp av vilken det var planerat att hitta de optimala designalternativen. Skapandet av en fullfjädrad prototyp av en radiooptisk fotonisk antennmatris genomfördes också. Detta prov var nödvändigt för att testa utseende och egenskaper hos framtida serieutrustning.
Parallellt med studiet av de allmänna aspekterna av det nya projektet, sökte man efter optimala konstruktioner av enskilda element i radarn. Sådant arbete involverade sändaren, den sk. fotonisk kristall, mottagningsväg och andra komponenter i stationen. I framtiden kommer alla dessa arbeten att behöva leda till att fullvärdiga fungerande prover kommer att visas som är lämpliga för installation på media.
I juli 2018 blev det känt att RTI-koncernen också är engagerad i ämnet radiofotonlokaliseringar. Det rapporterades att organisationen i slutet av detta år planerar att slutföra forskningsarbete kring skapandet av en ny modell för en ny X-band radarstation. Produkten som utvecklas är avsedd att användas på taktiska stridsflygplan. Samtidigt, som i fallet med KRET -projektet, pratar vi inte bara om radarens design utan också om utvecklingen av produktionen av dess enskilda komponenter.
Enligt juli-nyheterna lyckades RTI-koncernen lansera landets första teknologilinje för produktion av den s.k. laser som avger vertikalt. Sådana enheter är en av huvudkomponenterna i en radiofotonisk radar och påverkar direkt dess egenskaper och kapacitet. Således får den ryska industrin möjlighet att inom en snar framtid organisera produktionen av lovande stationer.
Hanteringen av koncernen talade också om planer för överskådlig framtid. RTI -företaget kommer att bygga vidare på de framgångar som uppnåtts och har för avsikt att skapa nya versioner av radiofotoniska radarer. Först och främst är det planerat att skapa nya stationer som arbetar i K-, Ka- och Q-banden. Dessutom är det nödvändigt att minska produkternas dimensioner, på grund av vilka ultrabredbandiga luftburna radar av nya typer ska visas.
I slutet av november talade RTI -oron igen om sitt arbete med ett lovande projekt. En experimentell prototyp av radarn gjordes, med hjälp av vilka specialisterna utförde de nödvändiga kontrollerna. Hittills utmärks den befintliga stationen inte av hög prestanda, och dessutom har den många driftsrestriktioner. Ändå fortsätter arbetet under projektet, och i framtiden kommer den lovande radarn att bli av med de identifierade problemen, vilket gör att den kan nå driften.
Laser istället för halvledare
Det föreslagna konceptet med en radiofotonradar eller radiooptisk fotonisk antennmatris föreslår att traditionella radarkomponenter överges till förmån för nya som möjliggör erhållande av förbättrade egenskaper. Moderna radarstationer genererar elektromagnetisk strålning med hjälp av elektrisk vakuum eller halvledare. Effektiviteten hos sådana enheter överstiger inte 30-40 procent. Följaktligen omvandlas cirka två tredjedelar av elen till värme och slösas bort. Den radiofotoniska stationen måste använda andra metoder för signalgenerering, vilket ger en kraftig effektivitetsökning.
Förra året påpekade V. Mikheev, om den nya utvecklingen av KRET, huvuddragen i de lovande stationerna. Huvudinnovationen med de föreslagna projekten är utbyte av halvledare eller lampanordningar med en sändare baserad på en koherent laser och en speciell fotonisk kristall. Laserstrålning med erforderliga egenskaper riktas till en kristall som omvandlar den till elektromagnetiska vågor. Effektiviteten hos en sådan sändare bör överstiga 60-70 procent. Således är den nya sändaren ungefär dubbelt så effektiv som den traditionella.
Andra öppna källor ger en mer fullständig bild. Radarutrustningen, som är ansvarig för att utfärda, ta emot och bearbeta signaler, måste styra lasern, bestämma dess effekt, modulering och andra strålningsparametrar. Användningen av optisk utrustning som överför en signal genom en optisk fiber gör det möjligt att erhålla en viss ökning av systemhastigheten i jämförelse med annan utrustning och ledningar. Dessutom, som experimenten visar, omvandlar en emitter baserad på en laser och en fotonisk kristall mer energi till elektromagnetiska vågor än andra enheter.
I teorin kan lokaliserarens radiofotoniska arkitektur dramatiskt öka driftsområdena och skapa en station av en ultrabredbandsklass. På grund av detta kan en lovande radar ta på sig flera traditionella system med olika intervall samtidigt. Dessutom ger den ökad bullerimmunitet och stabilitet med aktiva elektroniska motåtgärder från fienden.
Det nämndes tidigare att en ultrabredbandsstation inte bara är immun mot störningar, utan också kan skapa den. En ökad effektsändare med förmåga att arbeta i olika intervall kan ta rollen som en jammer. Den fulla insikten av denna potential hos radaren gör det möjligt att minska sammansättningen av den inbyggda elektroniska krigsutrustningen eller till och med överge helt annan utrustning för detta ändamål. Detta leder till besparingar i vikt och volym inuti media.
Slutligen är radiofotonradar mindre och lättare än befintliga motsvarigheter. Först och främst gör detta det lättare att lösa layoutproblem när man skapar stationens fordonsbärare. Dessutom blir det möjligt att utrusta ett stridsfordon med flera radarstationer samtidigt eller en sådan enhet med en uppsättning antenner fördelade över ytan. Sådana sökare används redan inom luftfart, och det är osannolikt att nya modeller förblir inaktiva.
Den ökade prestandan och förmågan att arbeta i olika intervall bör leda till nya karakteristiska funktioner. Så förra året sa V. Mikheev att en radar av en ny typ inte bara kommer att kunna bestämma platsen för målet, utan också att skapa en korrekt bild av den, lämplig för identifiering. Till exempel kommer stationen att kunna bestämma koordinaterna för ett luftmål, beräkna vilken typ av flygplan som upptäcks och sedan känna igen vilka missiler som är upphängda under dess vinge.
Radarstationer och deras transportörer
Uppenbarligen utarbetas den nya riktningen med ett specifikt syfte, och utvecklingen av radarn är direkt relaterad till specifika klasser av militär utrustning. I teorin kan radiofotoniska stationer användas inom alla områden där konventionella radarer redan används. Enligt rapporter under de senaste åren har ryska experter redan valt omfattningen för de första systemen i den nya klassen. De är skapade för stridsflyg, och inte bara för flygplan.
Tidigare rapporterades att radiofotonradarprojektet från "Radioelectronic Technologies" -utvecklingen utvecklas inom ramen för nästa sjätte generationens krigare. KRET anser med rätta att sådana flygplan bör ha en uppsättning olika detektionsutrustningar som arbetar i olika intervall och använder ett brett spektrum av lokaliseringsprinciper. Tillsammans med andra system bör framtidens fighter också ha en radio-optisk fotonisk antennmatris. I detta fall är det möjligt att använda flera antennanordningar fördelade över hela ramens yta och ge en cirkulär vy över utrymmet.
Liknande principer har redan implementerats i den nuvarande designen av den femte generationen Su-57-jaktplan, och de bör utvecklas i skapandet av nästa generation. Förmodligen, när det huvudsakliga forsknings- och utvecklingsarbetet med lovande radar är klart, kommer flygindustrin att vara redo att börja utveckla helt nya stridsflygplan.
Oro”RTI” utvecklar också sina projekt med sikte på militär luftfart, men visar intresse för en annan sektor. Potentiella sökare kan ha minskade dimensioner och vikt, vilket kan vara av intresse för konstruktörer av obemannade flygbilar. De första proverna av ultralätta och små radiofotonstationer för UAV planeras att skapas inom de närmaste åren.
Framväxten av nya observations- och detekteringsmedel bör ha stor inverkan på den fortsatta utvecklingen av obemannade flygplan. Dimensionerna och vikten av moderna flygradarer begränsar räckvidden för deras bärare, i själva verket exklusive befintliga och lovande inhemska UAV från den. Med tillkomsten av lätta och kompakta radiofotoniska radar måste situationen förändras.
Tack vare detta kommer armén att kunna skaffa medelstora eller tunga flygplan som kan utföra spaning eller lotsning inte bara med hjälp av optiskt-elektroniska medel. De positiva konsekvenserna av sådana UAVs utseende är uppenbara. Drönare med mycket effektiva radarer kan hitta applikationer inom en mängd olika områden, från spaning till att söka och förstöra utsedda mål.
Det har ännu inte specificerats om lovande radar kommer att införas i markteknik. Den nya utrustningen kan användas i stationära och mobila radar, i luftvärnssystem och i andra områden. Medan representanter för den inhemska industrin inte pratade om möjligheten att använda radiofotoniska radar utanför luftfarten.
Frågan om framtiden
Enligt de senaste årens nyheter bedriver flera ledande företag i den ryska radioelektroniska industrin samtidigt forsknings- och utvecklingsarbete i en ny riktning. Flera prototyper av olika komponenter i lovande radarstationer har redan slutförts och testats, och med hänsyn till de erhållna uppgifterna utvecklas följande produkter. Utvecklarna av den nya utrustningen, representerade av KRET- och RTI -bekymmerna, har beslutat om sina planer och fortsätter att utveckla projekt med tydliga mål inom ramen för utvecklingen av vår militära utrustning.
Nuvarande projekt är dock komplexa, vilket påverkar tidpunkten för deras genomförande. Således avser RTI planerna att slutföra utvecklingen av en praktiskt tillämpbar radarstation inom de närmaste åren. KRET skapar i sin tur ett eget projekt med sikte på den sjätte generationen krigare. Således är utseendet på färdiga nya radiofotonlokaler, lämpliga för användning på utrustning, en fråga om medellång eller lång sikt.
Den förväntade tidpunkten för framväxten av lovande utrustning är dock inget problem. Vår industri och armé har redan mycket effektiva moderna radarstationer som kan lösa alla tilldelade uppgifter. Med deras hjälp kommer armén att kunna ha all nödvändig kapacitet fram till uppkomsten av helt nya system. Dessutom kan framväxten av radiofotoniska stationer knappast förväntas stoppa utvecklingen av "traditionella" system. Således kommer trupperna i framtiden att kunna ta emot alla nödvändiga detektionssystem, både redan behärskade och i grunden nya.
