Bước đột phá mới nhất trong lĩnh vực radar đã diễn ra cách đây vài thập kỷ và được cung cấp bởi các mảng ăng ten hoạt động theo từng giai đoạn. Trong những năm gần đây, cần phải có một bước đột phá mới như vậy, và khoa học đã có những nền tảng cần thiết. Sự phát triển hơn nữa của các hệ thống radar gắn liền với sự phát triển và sử dụng cái gọi là. bộ định vị vô tuyến-photon. Khái niệm này cung cấp một sự tái cấu trúc đáng kể của radar, do đó có thể thu được sự gia tăng đáng kể về tất cả các đặc tính cơ bản.
Theo dữ liệu được công bố, radar quang tử vô tuyến có thể cho thấy những lợi thế nhất định so với radar "truyền thống". Bằng cách tăng hiệu quả, có thể tăng phạm vi quan sát và độ chính xác theo dõi mục tiêu. Ngoài ra còn có khả năng đơn giản hóa việc xác định mục tiêu được phát hiện. Các ga tiềm năng nên được phân biệt bằng các kích thước giảm, mang lại cơ hội bố trí mới. Tuy nhiên, việc đạt được những kết quả thực tế có ý nghĩa trong một lĩnh vực mới vẫn còn là vấn đề của tương lai xa.
Các dự án đầy hứa hẹn
Khái niệm về một máy định vị photon vô tuyến đã được thảo luận ở cấp độ lý thuyết trong vài năm qua, nhưng cho đến một thời điểm nhất định nó đã không đi xa hơn. Tình hình gần đây đã thay đổi tương đối nhiều: kể từ cuối năm 2016, các tổ chức khoa học Nga bắt đầu thường xuyên nói về các nghiên cứu mới và sự phát triển của các dự án có triển vọng. Các báo cáo mới nhất về radar quang tử vô tuyến đã xuất hiện chỉ vài tuần trước.
Vào cuối năm 2016, Tổ chức Nghiên cứu Tiên tiến của Nga đã lần đầu tiên trình bày một mô hình mô-đun nhận-phát photon vô tuyến và một bộ phát băng thông rộng cho một radar mới về cơ bản. Nguyên mẫu sử dụng sóng VHF và có thể cho thấy những đặc điểm đáng chú ý. Vì vậy, độ phân giải phạm vi đã đạt tới 1 m - những chỉ số như vậy là không thể đạt được đối với các radar "truyền thống" cùng tầm.
Công việc tiếp tục được tiếp tục. Như được biết sau này, Concern "Radioelectronic Technologies" (KRET) đang tham gia vào chương trình đầy hứa hẹn. Vào tháng 7 năm 2017, Vladimir Mikheev, Cố vấn của Phó Tổng Giám đốc thứ nhất của KRET, đã nói về sự phát triển của các radar quang tử vô tuyến. Anh ấy đã tiết lộ một số chi tiết kỹ thuật của toàn bộ ý tưởng và dự án mới, đồng thời cũng nói về công việc hiện tại và kế hoạch cho tương lai gần.
Vào thời điểm đó, một nguyên mẫu thử nghiệm của một trạm radar mới đã được tạo ra tại KRET, nhằm mục đích sử dụng trên các máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu trong tương lai. Là một phần của công việc nghiên cứu, các thành phần chính của thiết bị định vị đã được chế tạo. Với sự giúp đỡ của họ, các nghiên cứu cần thiết đã được thực hiện, với sự trợ giúp của nó đã được lên kế hoạch để tìm ra các phương án thiết kế tối ưu. Việc tạo ra một nguyên mẫu chính thức của một dải ăng ten quang tử vô tuyến điện cũng đã được thực hiện. Mẫu này là cần thiết để kiểm tra sự xuất hiện và đặc điểm của thiết bị nối tiếp trong tương lai.
Song song với việc nghiên cứu các khía cạnh chung của dự án mới, việc tìm kiếm các thiết kế tối ưu của các phần tử riêng lẻ của radar đã được thực hiện. Công việc như vậy liên quan đến bộ phát, cái gọi là. tinh thể quang tử, đường nhận và các thành phần khác của trạm. Trong tương lai, tất cả các công trình này sẽ phải dẫn đến sự xuất hiện của các mẫu hoàn chỉnh có thể thực hiện được phù hợp để lắp đặt trên các phương tiện truyền thông.
Vào tháng 7 năm 2018, người ta đã biết rằng mối quan tâm về RTI cũng liên quan đến chủ đề máy định vị photon vô tuyến. Có thông tin cho rằng vào cuối năm nay, tổ chức này có kế hoạch hoàn thành công việc nghiên cứu về việc tạo ra một mô hình của một trạm radar băng tần X mới. Sản phẩm đang được phát triển nhằm mục đích sử dụng trên các máy bay chiến đấu chiến thuật. Đồng thời, như trong trường hợp của dự án KRET, chúng ta không chỉ nói về thiết kế của radar mà còn về sự phát triển sản xuất các bộ phận riêng lẻ của nó.
Theo tin tức tháng 7, cơ quan quản lý RTI đã quản lý để khởi động dây chuyền công nghệ đầu tiên của đất nước để sản xuất cái gọi là. phát tia laze theo phương thẳng đứng. Các thiết bị như vậy là một trong những thành phần chính của radar quang tử vô tuyến và ảnh hưởng trực tiếp đến các đặc tính và khả năng của nó. Do đó, ngành công nghiệp Nga có cơ hội trong tương lai gần để tổ chức sản xuất các trạm đầy triển vọng.
Ban quản lý của mối quan tâm cũng nói về kế hoạch cho tương lai gần. Doanh nghiệp RTI sẽ xây dựng dựa trên những thành công đã đạt được và có ý định tạo ra các phiên bản mới của radar quang tử vô tuyến. Trước hết, có kế hoạch tạo ra các trạm mới hoạt động ở băng tần K, Ka và Q. Ngoài ra, cần phải giảm kích thước của sản phẩm, do đó sẽ xuất hiện các loại radar đường không băng siêu rộng.
Vào cuối tháng 11, cơ quan quan tâm của RTI một lần nữa nói về công việc của họ trong một dự án đầy hứa hẹn. Một nguyên mẫu thử nghiệm của radar đã được thực hiện với sự giúp đỡ của các chuyên gia thực hiện các kiểm tra cần thiết. Cho đến nay, nhà ga hiện tại không được phân biệt bởi hiệu suất cao, và bên cạnh đó, nó có rất nhiều hạn chế trong hoạt động. Tuy nhiên, công việc trong dự án vẫn tiếp tục và trong tương lai, radar đầy hứa hẹn sẽ loại bỏ các vấn đề đã xác định, cho phép nó hoạt động.
Laser thay vì bán dẫn
Khái niệm đề xuất về radar quang tử vô tuyến hoặc mảng ăng ten quang tử vô tuyến đề xuất từ bỏ các thành phần radar truyền thống để chuyển sang các thành phần mới cho phép thu được các đặc tính cải tiến. Các trạm radar hiện đại tạo ra bức xạ điện từ bằng cách sử dụng chân không điện hoặc các thiết bị bán dẫn. Hiệu quả của các thiết bị như vậy không vượt quá 30 - 40 phần trăm. Theo đó, khoảng 2/3 lượng điện năng được chuyển hóa thành nhiệt năng và bị lãng phí. Đài quang tử vô tuyến phải sử dụng các phương tiện tạo tín hiệu khác để tăng hiệu quả rõ rệt.
Năm ngoái, V. Mikheev, khi phát biểu về sự phát triển mới của KRET, đã chỉ ra những đặc điểm chính của các trạm đầy hứa hẹn. Sự đổi mới chính của các dự án được đề xuất là thay thế các thiết bị bán dẫn hoặc đèn bằng một máy phát dựa trên tia laser kết hợp và một tinh thể quang tử đặc biệt. Bức xạ laser với các đặc tính cần thiết được hướng tới một tinh thể, tinh thể này sẽ chuyển nó thành sóng điện từ. Hiệu suất của một máy phát như vậy nên vượt quá 60-70 phần trăm. Do đó, bộ phát mới có hiệu quả gấp đôi so với bộ phát truyền thống.
Các nguồn mở khác cung cấp một bức tranh hoàn chỉnh hơn. Thiết bị radar, chịu trách nhiệm phát, nhận và xử lý tín hiệu, phải điều khiển tia laser, xác định công suất, điều chế và các thông số bức xạ khác của nó. Việc sử dụng thiết bị quang truyền tín hiệu qua một sợi quang làm cho nó có thể đạt được một độ lợi nhất định về tốc độ của hệ thống so với các thiết bị và hệ thống dây khác. Ngoài ra, như các thí nghiệm cho thấy, một bộ phát dựa trên tia laser và một tinh thể quang tử chuyển đổi nhiều năng lượng thành sóng điện từ hơn các thiết bị khác.
Về lý thuyết, kiến trúc quang tử vô tuyến của bộ định vị có thể tăng đáng kể phạm vi hoạt động và tạo ra một trạm thuộc lớp băng siêu rộng. Do đó, một radar đầy hứa hẹn có khả năng đảm nhận các nhiệm vụ của một số hệ thống truyền thống ở các phạm vi khác nhau cùng một lúc. Ngoài ra, nó cung cấp khả năng chống ồn và độ ổn định tăng lên với các biện pháp đối phó điện tử chủ động từ đối phương.
Trước đó, người ta đã đề cập rằng một trạm băng siêu rộng không chỉ miễn nhiễm với nhiễu mà còn có thể tự tạo ra nó. Một máy phát công suất tăng với khả năng hoạt động ở các phạm vi khác nhau có thể đảm nhiệm vai trò của một thiết bị gây nhiễu. Việc nhận thức đầy đủ tiềm năng này của radar có thể làm giảm thành phần của thiết bị tác chiến điện tử trên tàu hoặc thậm chí từ bỏ hoàn toàn các thiết bị khác cho mục đích này. Điều này dẫn đến tiết kiệm trọng lượng và khối lượng bên trong vật liệu in.
Cuối cùng, radar quang tử vô tuyến nhỏ hơn và nhẹ hơn so với các đối tác hiện có. Trước hết, điều này giúp cho việc giải quyết các vấn đề về bố trí khi tạo người vận chuyển phương tiện của nhà ga trở nên dễ dàng hơn. Ngoài ra, có thể trang bị cho một phương tiện chiến đấu với nhiều trạm radar cùng một lúc hoặc một thiết bị như vậy với một bộ ăng-ten phân bố trên bề mặt. Những thiết bị định vị như vậy đã được sử dụng trong ngành hàng không và các mô hình mới có thể sẽ không hoạt động.
Việc tăng hiệu suất và khả năng hoạt động trong các phạm vi khác nhau sẽ dẫn đến các khả năng đặc trưng mới. Vì vậy, năm ngoái V. Mikheev đã nói rằng một radar kiểu mới sẽ không chỉ có thể xác định vị trí của mục tiêu mà còn có thể tạo ra một hình ảnh chính xác về nó, phù hợp để nhận dạng. Ví dụ, trạm sẽ có thể xác định tọa độ của một mục tiêu trên không, tính toán loại máy bay được phát hiện và sau đó nhận ra tên lửa nào đang lơ lửng dưới cánh của nó.
Trạm rađa và sóng mang của chúng
Rõ ràng, hướng đi mới đang được thực hiện với một mục đích cụ thể, và sự phát triển của radar có liên quan trực tiếp đến các loại thiết bị quân sự cụ thể. Về lý thuyết, các đài quang tử vô tuyến có thể được sử dụng ở tất cả các khu vực mà các radar thông thường đã được sử dụng. Theo các báo cáo trong những năm gần đây, các chuyên gia Nga đã chọn phạm vi cho các hệ thống đầu tiên của lớp mới. Chúng được tạo ra cho hàng không chiến đấu, và không chỉ cho máy bay.
Trước đó, có thông tin cho rằng dự án radar quang điện tử của Concern "Radioelectronic Technologies" đang được phát triển trong bối cảnh các máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu tiếp theo. KRET tin rằng một cách đúng đắn rằng những chiếc máy bay như vậy phải có một bộ thiết bị phát hiện khác nhau hoạt động ở các phạm vi khác nhau và sử dụng một loạt các nguyên tắc vị trí. Cùng với các hệ thống khác, máy bay chiến đấu của tương lai cũng phải có một dải ăng ten quang tử vô tuyến. Trong trường hợp này, có thể sử dụng một số thiết bị ăng-ten được phân bổ trên toàn bộ bề mặt của khung máy bay và cung cấp tầm nhìn bao quát không gian.
Các nguyên tắc tương tự đã được thực hiện trong thiết kế hiện tại của máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm Su-57 và chúng sẽ được phát triển trong quá trình tạo ra thế hệ tiếp theo. Có thể, vào thời điểm công việc nghiên cứu và phát triển chính trên các radar đầy hứa hẹn hoàn thành, ngành hàng không sẽ sẵn sàng bắt đầu phát triển các máy bay chiến đấu mới về cơ bản.
Mối quan tâm "RTI" cũng đang phát triển các dự án của mình nhằm vào hàng không quân sự, nhưng đang thể hiện sự quan tâm đến một lĩnh vực khác. Các thiết bị định vị tiềm năng có thể giảm kích thước và trọng lượng, điều này có thể được các nhà thiết kế máy bay không người lái quan tâm. Các mẫu trạm photon vô tuyến siêu nhẹ và kích thước nhỏ đầu tiên dành cho UAV được lên kế hoạch tạo ra trong vòng vài năm tới.
Sự xuất hiện của các phương tiện quan sát và phát hiện mới sẽ có tác động lớn đến sự phát triển hơn nữa của máy bay không người lái. Trên thực tế, kích thước và trọng lượng của các radar hàng không hiện đại giới hạn phạm vi hoạt động của các tàu sân bay của chúng, loại trừ các UAV nội địa hiện có và có triển vọng. Với sự ra đời của các radar quang tử vô tuyến nhẹ và nhỏ gọn, tình hình sẽ phải thay đổi.
Nhờ đó, lục quân sẽ có thể có được các máy bay hạng trung hoặc hạng nặng có khả năng trinh sát hoặc lái thử không chỉ với sự trợ giúp của các phương tiện quang-điện tử. Hệ quả tích cực của sự xuất hiện của các UAV như vậy là rõ ràng. Máy bay không người lái với radar hiệu quả cao có thể tìm thấy các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ trinh sát đến tìm kiếm và tiêu diệt các mục tiêu được chỉ định.
Hiện vẫn chưa xác định liệu các radar đầy hứa hẹn có được đưa vào công nghệ mặt đất hay không. Thiết bị mới có thể được sử dụng trong các radar cố định và di động, trong các hệ thống phòng không và trong các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, trong khi đại diện của ngành công nghiệp trong nước không nói về khả năng sử dụng radar quang tử vô tuyến bên ngoài hàng không.
Câu hỏi của tương lai
Theo tin tức trong những năm gần đây, một số doanh nghiệp hàng đầu của ngành công nghiệp vô tuyến điện tử của Nga đang đồng thời tiến hành công việc nghiên cứu và phát triển theo một hướng mới. Một số nguyên mẫu của các thành phần khác nhau của các trạm radar đầy hứa hẹn đã được hoàn thành và thử nghiệm, và tính đến dữ liệu thu được, các sản phẩm sau đang được phát triển. Các nhà phát triển thiết bị mới, đại diện là các mối quan tâm của KRET và RTI, đã quyết định kế hoạch của họ và tiếp tục phát triển các dự án với các mục tiêu rõ ràng trong bối cảnh phát triển thiết bị quân sự của chúng ta.
Tuy nhiên, các dự án hiện tại rất phức tạp, ảnh hưởng đến thời gian thực hiện. Do đó, mối quan tâm của RTI có kế hoạch hoàn thành việc phát triển một trạm radar có thể áp dụng thực tế trong vòng vài năm tới. KRET, đến lượt nó, đang tạo ra một dự án của riêng mình với sự quan tâm đến thế hệ máy bay chiến đấu thứ sáu. Do đó, sự xuất hiện của các thiết bị định vị photon vô tuyến mới đã được chế tạo sẵn, thích hợp để sử dụng trên thiết bị, là một vấn đề có triển vọng trung hoặc dài hạn.
Tuy nhiên, thời gian dự kiến xuất hiện của các thiết bị đầy hứa hẹn không phải là vấn đề. Ngành và quân đội ta đã có những đài ra đa hiện đại, hiệu quả cao đủ sức giải quyết mọi nhiệm vụ được giao. Với sự giúp đỡ của họ, quân đội sẽ có thể có tất cả các khả năng cần thiết cho đến khi xuất hiện các hệ thống mới về cơ bản. Ngoài ra, sự xuất hiện của các đài quang tử vô tuyến khó có thể ngăn cản sự phát triển của các hệ thống "truyền thống". Như vậy, trong tương lai, quân đội sẽ có thể kịp thời nhận được tất cả các hệ thống phát hiện cần thiết, cả về cơ bản đã được làm chủ và mới.
