آخرین پیشرفت در زمینه رادار چندین دهه پیش رخ داد و توسط آرایه های آنتن مرحله ای فعال ارائه شد. در سالهای اخیر ، نیاز به دستیابی به چنین پیشرفت جدیدی وجود داشته است و علم از قبل زمینه های لازم را در اختیار دارد. توسعه بیشتر سیستم های راداری با توسعه و استفاده از به اصطلاح مرتبط است. مکان یاب های رادیو فوتونی این مفهوم تجدید ساختار قابل توجهی از رادار را ارائه می دهد ، به همین دلیل می توان به طور قابل توجهی در تمام ویژگی های اساسی به دست آورد.
بر اساس داده های منتشر شده ، رادار فوتونیک رادیویی می تواند مزایای خاصی را نسبت به رادیوهای "سنتی" نشان دهد. با افزایش کارایی ، می توان محدوده مشاهده و دقت ردیابی هدف را افزایش داد. همچنین امکان شناسایی ساده هدف شناسایی شده وجود دارد. ایستگاه های آینده باید با کاهش ابعاد متمایز شوند ، که فرصت های جدیدی را برای چیدمان ایجاد می کند. با این حال ، به دست آوردن نتایج عملاً قابل توجه در یک منطقه جدید هنوز در آینده ای دور است.
پروژه های امیدوار کننده
مفهوم مکان یاب فوتون رادیویی در چند سال گذشته در سطح نظری مورد بحث قرار گرفته است ، اما تا زمان معینی فراتر نرفت. اوضاع نسبتاً اخیراً تغییر کرده است: از پایان سال 2016 ، سازمانهای علمی روسیه به طور منظم در مورد تحقیقات جدید و توسعه پروژه های امیدوار کننده صحبت کرده اند. آخرین گزارش ها از رادارهای فوتونی رادیویی چند هفته پیش ظاهر شد.
در اواخر سال 2016 ، بنیاد مطالعات پیشرفته روسیه برای اولین بار مدلی از ماژول دریافت و ارسال گیرنده رادیو فوتون و یک فرستنده پهنای باند را برای راداری اساساً جدید ارائه کرد. نمونه اولیه از امواج VHF استفاده کرد و توانست ویژگی های قابل توجهی را نشان دهد. بنابراین ، وضوح برد به 1 متر رسیده است - چنین شاخص هایی برای رادارهای "سنتی" با همان برد دست نیافتنی است.
کارهای بعدی ادامه یافت. همانطور که بعداً مشخص شد ، نگرانی "فناوری های رادیو الکترونیکی" (KRET) در برنامه امیدوار کننده شرکت می کند. در جولای 2017 ، ولادیمیر میخایف ، مشاور معاون اول مدیر کل KRET ، در مورد توسعه رادارهای فوتونی رادیویی صحبت کرد. او برخی از جزئیات فنی کل مفهوم و پروژه جدید را فاش کرد و همچنین در مورد کارهای فعلی و برنامه های آینده نزدیک صحبت کرد.
در آن زمان ، یک نمونه آزمایشی از یک ایستگاه راداری جدید در KRET ایجاد شد ، که برای استفاده در هواپیماهای جنگنده نسل ششم آینده در نظر گرفته شده بود. به عنوان بخشی از کار تحقیقاتی ، اجزای اصلی مکان یاب ساخته شد. با کمک آنها ، تحقیقات لازم انجام شد ، که با کمک آنها برنامه ریزی برای یافتن گزینه های بهینه طراحی انجام شد. همچنین ایجاد یک نمونه اولیه کامل از یک آنتن فوتونی نوری رادیویی-نوری انجام شد. این نمونه برای آزمایش ظاهر و ویژگی های تجهیزات سریال بعدی ضروری بود.
به موازات مطالعه جنبه های کلی پروژه جدید ، جستجوی طرح های بهینه عناصر فردی رادار انجام شد. چنین کارهایی شامل انتشار دهنده ای بود ، به اصطلاح. کریستال فوتونی ، مسیر دریافت و سایر اجزای ایستگاه.در آینده ، همه این آثار باید منجر به ظهور نمونه های تمام عیار قابل اجرا برای نصب بر روی رسانه ها شوند.
در ژوئیه 2018 ، مشخص شد که نگرانی RTI در زمینه یابهای رادیو فوتون نیز فعالیت دارد. گزارش شده است که تا پایان سال جاری ، این سازمان قصد دارد کار تحقیقاتی خود را در زمینه ایجاد ماکت ایستگاه راداری جدید باند X به پایان برساند. محصول در حال توسعه برای استفاده در هواپیماهای رزمی تاکتیکی در نظر گرفته شده است. در عین حال ، مانند پروژه KRET ، ما نه تنها در مورد طراحی رادار ، بلکه در مورد توسعه تولید اجزای فردی آن صحبت می کنیم.
بر اساس اخبار ماه جولای ، نگرانی RTI موفق شد اولین خط فناوری کشور را برای تولید به اصطلاح راه اندازی کند. لیزرهای ساطع عمودی چنین دستگاه هایی یکی از اجزای اصلی رادار فوتونیک رادیویی هستند و بر ویژگی ها و قابلیت های آن تأثیر مستقیم می گذارند. بنابراین ، صنعت روسیه در آینده ای نزدیک این فرصت را پیدا می کند که تولید ایستگاه های امیدوار کننده را سازماندهی کند.
مدیریت نگرانی همچنین در مورد برنامه های آینده قابل پیش بینی صحبت کرد. شرکت RTI بر اساس موفقیت های به دست آمده است و قصد دارد نسخه های جدیدی از رادارهای فوتونی رادیویی را ایجاد کند. اول از همه ، برنامه ریزی شده است که ایستگاه های جدیدی ایجاد شود که در نوارهای K ، Ka و Q کار می کنند. علاوه بر این ، لازم است ابعاد محصولات را کاهش دهیم ، به همین دلیل رادارهای فوق پهن باند هوایی از انواع جدید باید ظاهر شوند.
در پایان ماه نوامبر ، نگرانی RTI دوباره در مورد کار خود در پروژه امیدوار کننده صحبت کرد. یک نمونه آزمایشی از رادار ساخته شد ، که با کمک آن متخصصان بررسی های لازم را انجام دادند. تا کنون ، ایستگاه موجود با عملکرد بالا متمایز نمی شود و علاوه بر این ، محدودیت های عملیاتی زیادی نیز دارد. با این وجود ، کار تحت پروژه ادامه دارد و در آینده ، رادار امیدوار کننده از مشکلات شناسایی شده خلاص می شود ، که به او امکان می دهد به کار خود برسد.
لیزر به جای نیمه هادی
مفهوم پیشنهادی رادار رادیویی فوتونی یا آرایه آنتن رادیویی نوری رها کردن اجزای رادار سنتی را به نفع قطعات جدید پیشنهاد می کند که به دست آوردن ویژگی های بهبود یافته امکان پذیر است. ایستگاه های راداری مدرن با استفاده از خلاء الکتریکی یا وسایل نیمه هادی ، تابش الکترومغناطیسی تولید می کنند. راندمان چنین دستگاههایی از 30-40 درصد تجاوز نمی کند. بر این اساس ، حدود دو سوم برق به گرما تبدیل شده و هدر می رود. ایستگاه فوتونی رادیویی باید از سایر وسایل تولید سیگنال استفاده کند که باعث افزایش شدید کارایی می شود.
سال گذشته V. Mikheev ، در مورد توسعه جدید KRET ، به ویژگی های اصلی ایستگاه های امیدوار کننده اشاره کرد. نوآوری اصلی پروژه های پیشنهادی جایگزینی دستگاه های نیمه هادی یا لامپ با فرستنده ای بر اساس لیزر منسجم و کریستال فوتونی ویژه است. تابش لیزر با مشخصات مورد نیاز به یک کریستال هدایت می شود که آن را به امواج الکترومغناطیسی تبدیل می کند. کارایی چنین فرستنده ای باید از 60-70 درصد تجاوز کند. بنابراین ، انتشارگر جدید تقریباً دو برابر نمونه سنتی کارایی دارد.
سایر منابع باز تصویر کامل تری را ارائه می دهند. تجهیزات راداری ، که وظیفه صدور ، دریافت و پردازش سیگنال ها را بر عهده دارند ، باید لیزر را کنترل کرده و قدرت ، تعدیل و سایر پارامترهای تابش آن را تعیین کنند. استفاده از تجهیزات نوری که سیگنال را از طریق فیبر نوری منتقل می کند این امکان را می دهد که در سرعت سیستم ها در مقایسه با سایر تجهیزات و سیم کشی ، افزایش چشمگیری کسب کند. علاوه بر این ، همانطور که آزمایش ها نشان می دهد ، یک امیتر بر اساس لیزر و یک کریستال فوتونی انرژی بیشتری را نسبت به سایر دستگاهها به امواج الکترومغناطیسی تبدیل می کند.
از نظر تئوری ، معماری رادیو فوتونیکی مکان یاب می تواند محدوده عملکرد را به طرز چشمگیری افزایش دهد و ایستگاهی از یک کلاس فوق پهن باند ایجاد کند. به همین دلیل ، یک رادار امیدوار کننده قادر است وظایف چندین سیستم سنتی با بردهای مختلف را همزمان انجام دهد. علاوه بر این ، با استفاده از اقدامات متقابل الکترونیکی فعال دشمن ، ایمنی و پایداری نویز را افزایش می دهد.
پیشتر اشاره شد که یک ایستگاه فوق پهن باند نه تنها در برابر تداخل مصون نیست ، بلکه خود می تواند آن را ایجاد کند. یک فرستنده قدرت افزایش یافته با قابلیت کار در محدوده های مختلف می تواند نقش یک گیرنده را به عهده بگیرد. درک کامل این پتانسیل رادار باعث می شود که ترکیب تجهیزات جنگی الکترونیکی داخل کشتی کاهش یابد یا حتی دیگر تجهیزات این هدف را به طور کامل کنار بگذاریم. این منجر به صرفه جویی در وزن و حجم در داخل رسانه می شود.
در نهایت ، رادار فوتونیک رادیویی کوچکتر و سبک تر از نمونه های موجود است. اول از همه ، این مسئله هنگام ایجاد حامل وسیله نقلیه ایستگاه را آسان تر می کند. علاوه بر این ، امکان تجهیز یک وسیله نقلیه رزمی به چندین ایستگاه راداری به طور همزمان یا یک دستگاه از این دست با مجموعه ای از آنتن های توزیع شده روی سطح امکان پذیر می شود. چنین مکان یابی قبلاً در حمل و نقل هوایی استفاده می شود و بعید است مدل های جدید بیکار بمانند.
افزایش عملکرد و توانایی کار در محدوده های مختلف باید به قابلیت های مشخصه جدیدی منجر شود. بنابراین ، سال گذشته V. Mikheev گفت که یک رادار از نوع جدید قادر خواهد بود نه تنها مکان هدف را تعیین کند ، بلکه تصویری دقیق از آن ، مناسب برای شناسایی ایجاد کند. به عنوان مثال ، ایستگاه قادر خواهد بود مختصات یک هدف هوایی را تعیین کرده ، نوع هواپیمای شناسایی شده را محاسبه کرده و سپس تشخیص دهد که کدام موشک ها در زیر بال خود معلق هستند.
ایستگاه های راداری و حامل های آنها
بدیهی است که جهت جدید با هدف خاصی در حال انجام است و توسعه رادار به طور مستقیم با کلاسهای خاصی از تجهیزات نظامی ارتباط دارد. از نظر تئوری ، ایستگاه های فوتونی رادیویی را می توان در همه مناطقی که از رادارهای معمولی استفاده می شود ، استفاده کرد. بر اساس گزارش های سال های اخیر ، متخصصان روسی در حال حاضر محدوده ای را برای اولین سیستم های کلاس جدید انتخاب کرده اند. آنها برای هوانوردی رزمی و نه تنها برای هواپیماها ایجاد شده اند.
پیشتر گزارش شده بود که پروژه رادار رادیو فوتون از نگرانی "فناوری های رادیو الکترونیکی" در زمینه جنگنده های نسل ششم بعدی در حال توسعه است. KRET به درستی معتقد است که چنین هواپیماهایی باید دارای مجموعه ای از تجهیزات تشخیص مختلف باشند که در محدوده های مختلف کار می کنند و از طیف وسیعی از اصول مکان یابی استفاده می کنند. همراه با سایر سیستم ها ، جنگنده آینده همچنین باید دارای یک آنتن رادیویی-نوری باشد. در این حالت ، می توان از چندین دستگاه آنتن توزیع شده در کل سطح چارچوب هوا و ارائه نمای دایره ای از فضا استفاده کرد.
اصول مشابهی در طراحی کنونی جنگنده نسل پنجم Su-57 پیاده سازی شده است و باید در ایجاد نسل بعدی توسعه یابد. احتمالاً تا زمانی که کار اصلی تحقیق و توسعه روی رادارهای امیدوارکننده به پایان برسد ، صنعت هوانوردی آماده شروع به توسعه جنگنده های جدید خواهد بود.
نگرانی "RTI" همچنین پروژه های خود را با توجه به هوانوردی نظامی توسعه می دهد ، اما به بخش دیگری علاقه نشان می دهد. مکان یابی های آینده می توانند ابعاد و وزن کمی داشته باشند ، که ممکن است مورد توجه طراحان هواپیماهای بدون سرنشین باشد. اولین نمونه از ایستگاههای رادیویی فوتونی فوق سبک و کوچک برای پهپادها برنامه ریزی شده است که طی چند سال آینده ایجاد شود.
ظهور ابزارهای جدید رصد و تشخیص باید تأثیر بسزایی در توسعه بیشتر هواپیماهای بدون سرنشین داشته باشد.ابعاد و وزن رادارهای هوانوردی مدرن ، محدوده حامل های آنها را محدود می کند ، در حقیقت ، پهپادهای داخلی موجود و امیدوار کننده را از آن حذف می کند. با ظهور رادارهای سبک و فشرده رادیو فوتونی ، وضعیت باید تغییر کند.
با تشکر از این ، ارتش قادر خواهد بود هواپیماهای متوسط یا سنگین را که نه تنها با کمک ابزارهای نوری و الکترونیکی قادر به انجام عملیات شناسایی یا خلبانی است ، به دست آورد. پیامدهای مثبت ظاهر چنین پهپادهایی آشکار است. هواپیماهای بدون سرنشین با رادارهای بسیار م canثر می توانند در مناطق مختلف ، از شناسایی تا جستجو و انهدام اهداف تعیین شده ، برنامه های کاربردی پیدا کنند.
هنوز مشخص نشده است که آیا رادارهای امیدوارکننده ای وارد فناوری زمینی خواهند شد یا خیر. از تجهیزات جدید می توان در رادارهای ثابت و متحرک ، در سیستم های ضدهوایی و سایر مناطق استفاده کرد. با این حال ، در حالی که نمایندگان صنعت داخلی درباره امکان استفاده از رادارهای فوتونی رادیویی خارج از هواپیما صحبت نکردند.
سوال آینده
طبق اخبار سالهای اخیر ، چندین شرکت پیشرو در صنعت رادیو الکترونیکی روسیه همزمان در حال انجام کارهای تحقیقاتی و توسعه ای در جهت جدیدی هستند. چندین نمونه اولیه از اجزای مختلف ایستگاه های راداری امیدوار کننده در حال حاضر تکمیل و آزمایش شده است و با در نظر گرفتن داده های بدست آمده ، محصولات زیر در حال توسعه است. توسعه دهندگان تجهیزات جدید ، به نمایندگی از نگرانی های KRET و RTI ، در مورد برنامه های خود تصمیم گرفته اند و به توسعه پروژه هایی با اهداف روشن در زمینه توسعه تجهیزات نظامی ما ادامه می دهند.
با این حال ، پروژه های فعلی پیچیده هستند ، که بر زمان اجرای آنها تأثیر می گذارد. بنابراین ، نگرانی RTI قصد دارد توسعه ایستگاه راداری عملاً قابل استفاده را در چند سال آینده تکمیل کند. KRET ، به نوبه خود ، پروژه خود را با توجه به نسل ششم جنگنده ها ایجاد می کند. بنابراین ، ظهور مکان یاب های آماده جدید رادیو فوتون ، مناسب برای استفاده در تجهیزات ، امری دورنما یا بلند مدت است.
با این حال ، زمان مورد انتظار برای ظهور تجهیزات امیدوار کننده مشکلی ایجاد نمی کند. صنعت و ارتش ما در حال حاضر دارای ایستگاههای راداری مدرن بسیار کارآمد هستند که قادر به حل تمام وظایف محوله هستند. با کمک آنها ، ارتش می تواند تا ظهور سیستم های اساساً جدید از تمام قابلیت های مورد نیاز برخوردار باشد. بعلاوه ، به سختی می توان انتظار داشت که ظهور ایستگاه های فوتونی رادیویی توسعه سیستم های "سنتی" را متوقف کند. بنابراین ، در آینده ، نیروها قادر خواهند بود به موقع تمام سیستم های تشخیص لازم را دریافت کنند ، چه از قبل تسلط یافته و چه اساساً جدید.
