Der jüngste Durchbruch auf dem Gebiet des Radars erfolgte vor mehreren Jahrzehnten und wurde durch aktive phasengesteuerte Antennenarrays erreicht. In den letzten Jahren war ein neuer solcher Durchbruch erforderlich, und die Wissenschaft verfügt bereits über die notwendigen Grundlagen. Die Weiterentwicklung von Radarsystemen ist mit der Entwicklung und Nutzung der sog. Radarsysteme verbunden. Radio-Photonen-Lokatoren. Dieses Konzept bietet eine signifikante Umstrukturierung des Radars, wodurch eine signifikante Steigerung aller grundlegenden Eigenschaften erreicht werden kann.
Nach veröffentlichten Daten kann radiophotonisches Radar gegenüber "traditionellen" einige Vorteile aufweisen. Durch Erhöhen der Effizienz ist es möglich, den Sichtbereich und die Zielverfolgungsgenauigkeit zu erhöhen. Es besteht auch die Möglichkeit einer vereinfachten Identifizierung des erkannten Ziels. Prospektive Bahnhöfe sollten sich durch reduzierte Abmessungen auszeichnen, was neue Gestaltungsmöglichkeiten eröffnet. Praktisch signifikante Ergebnisse in einem neuen Bereich zu erzielen, ist jedoch noch eine Frage der fernen Zukunft.
Vielversprechende Projekte
Das Konzept eines Radio-Photonen-Locators wurde in den letzten Jahren auf theoretischer Ebene diskutiert, ging aber bis zu einem gewissen Zeitpunkt nicht weiter. Die Situation hat sich vor relativ kurzer Zeit geändert: Seit Ende 2016 sprechen russische Wissenschaftsorganisationen regelmäßig über neue Forschungen und die Entwicklung vielversprechender Projekte. Die neuesten Berichte über radiophotonische Radare sind erst vor wenigen Wochen erschienen.
Ganz Ende 2016 stellte die Russian Foundation for Advanced Study erstmals ein Modell eines Radiophotonen-Empfangs-Sendemoduls und eines Breitbandsenders für ein grundlegend neues Radar vor. Der Prototyp verwendete UKW-Wellen und konnte bemerkenswerte Eigenschaften zeigen. Die Reichweitenauflösung hat also 1 m erreicht - solche Indikatoren sind für "herkömmliche" Radare gleicher Reichweite nicht erreichbar.
Die weitere Arbeit wurde fortgesetzt. Wie später bekannt wurde, beteiligt sich der Konzern "Radioelectronic Technologies" (KRET) an dem vielversprechenden Programm. Im Juli 2017 sprach Vladimir Mikheev, Berater des ersten stellvertretenden Generaldirektors von KRET, über die Entwicklung von radiophotonischen Radargeräten. Er verriet einige technische Details des Gesamtkonzepts und des neuen Projekts und sprach auch über die aktuellen Arbeiten und Pläne für die nahe Zukunft.
Zu dieser Zeit wurde bei KRET ein experimenteller Prototyp einer neuen Radarstation erstellt, die für den Einsatz in zukünftigen Kampfflugzeugen der sechsten Generation vorgesehen war. Im Rahmen der Forschungsarbeiten wurden die Hauptkomponenten des Ortungsgeräts gebaut. Mit ihrer Hilfe wurden die notwendigen Recherchen durchgeführt, mit deren Hilfe die optimalen Gestaltungsmöglichkeiten gefunden werden sollten. Die Erstellung eines vollwertigen Prototyps eines radiooptischen photonischen Antennenarrays wurde ebenfalls durchgeführt. Dieses Muster war notwendig, um das Aussehen und die Eigenschaften zukünftiger Seriengeräte zu testen.
Parallel zur Untersuchung der allgemeinen Aspekte des neuen Projekts wurde die Suche nach optimalen Designs einzelner Elemente des Radars durchgeführt. Solche Arbeiten betrafen den Emitter, den sogenannten. Photonischer Kristall, Empfangspfad und andere Komponenten der Station. All diese Arbeiten müssen in Zukunft dazu führen, dass vollwertige, bearbeitbare Muster erscheinen, die sich für die Installation auf Medien eignen.
Im Juli 2018 wurde bekannt, dass sich der RTI-Konzern auch mit dem Thema Radio-Photonen-Locator beschäftigt. Es wurde berichtet, dass die Organisation bis Ende dieses Jahres die Forschungsarbeiten zur Erstellung eines Modells einer neuen X-Band-Radarstation abschließen will. Das in Entwicklung befindliche Produkt ist für den Einsatz in taktischen Kampfflugzeugen vorgesehen. Dabei geht es wie beim KRET-Projekt nicht nur um das Design des Radars, sondern auch um die Entwicklung der Fertigung seiner einzelnen Komponenten.
Laut den Juli-Nachrichten ist es dem RTI-Konzern gelungen, die erste technologische Linie des Landes für die Produktion des sogenannten. vertikal emittierende Laser. Solche Geräte sind eine der Hauptkomponenten eines radiophotonischen Radars und wirken sich direkt auf seine Eigenschaften und Fähigkeiten aus. Damit erhält die russische Industrie in naher Zukunft die Möglichkeit, die Produktion zukunftsträchtiger Sender zu organisieren.
Das Management des Konzerns sprach auch über Pläne für die absehbare Zukunft. Das Unternehmen RTI wird auf den erzielten Erfolgen aufbauen und beabsichtigt, neue Versionen von radiophotonischen Radaren zu entwickeln. Zuallererst ist geplant, neue Stationen zu schaffen, die in den Bändern K, Ka und Q arbeiten. Darüber hinaus ist es notwendig, die Abmessungen der Produkte zu reduzieren, wodurch ultrabreitbandige luftgestützte Radare neuer Typen auftauchen sollten.
Ende November sprach der FTI-Konzern erneut über seine Arbeit an einem vielversprechenden Projekt. Es wurde ein experimenteller Prototyp des Radars erstellt, mit dessen Hilfe die Spezialisten die notwendigen Überprüfungen durchführten. Bisher zeichnet sich die bestehende Station nicht durch hohe Leistung aus und weist zudem viele Betriebseinschränkungen auf. Trotzdem wird die Arbeit im Rahmen des Projekts fortgesetzt, und in Zukunft wird das vielversprechende Radar die identifizierten Probleme beseitigen, wodurch es in Betrieb genommen werden kann.
Laser statt Halbleiter
Das vorgeschlagene Konzept eines radiophotonischen Radars oder einer radiooptischen photonischen Antennenanordnung schlägt vor, traditionelle Radarkomponenten zugunsten neuer Komponenten aufzugeben, die es ermöglichen, verbesserte Eigenschaften zu erhalten. Moderne Radarstationen erzeugen elektromagnetische Strahlung mit elektrischen Vakuum- oder Halbleitergeräten. Die Effizienz solcher Geräte überschreitet 30-40 Prozent nicht. Demnach werden etwa zwei Drittel des Stroms in Wärme umgewandelt und verschwendet. Die photonische Funkstation muss andere Mittel zur Signalerzeugung verwenden, was eine starke Effizienzsteigerung bietet.
Im vergangenen Jahr wies V. Mikheev über die Neuentwicklung von KRET auf die Hauptmerkmale der vielversprechenden Stationen hin. Die Hauptinnovation der vorgeschlagenen Projekte ist der Ersatz von Halbleiter- oder Lampenbauelementen durch einen Sender basierend auf einem kohärenten Laser und einem speziellen photonischen Kristall. Laserstrahlung mit den erforderlichen Eigenschaften wird auf einen Kristall gerichtet, der sie in elektromagnetische Wellen umwandelt. Die Effizienz eines solchen Senders sollte 60-70 Prozent überschreiten. Damit ist der neue Emitter etwa doppelt so effizient wie der herkömmliche.
Andere offene Quellen bieten ein vollständigeres Bild. Das Radargerät, das für die Ausgabe, den Empfang und die Verarbeitung von Signalen verantwortlich ist, muss den Laser steuern und seine Leistung, Modulation und andere Strahlungsparameter bestimmen. Die Verwendung optischer Geräte, die ein Signal über eine Glasfaser übertragen, ermöglicht es, eine gewisse Geschwindigkeitssteigerung von Systemen im Vergleich zu anderen Geräten und Verkabelungen zu erzielen. Darüber hinaus wandelt, wie die Experimente zeigen, ein auf einem Laser und einem photonischen Kristall basierender Emitter mehr Energie in elektromagnetische Wellen um als andere Geräte.
Theoretisch kann die radiophotonische Architektur des Ortungsgeräts die Reichweiten dramatisch erhöhen und eine Station der Ultrabreitband-Klasse schaffen. Dadurch ist ein vielversprechendes Radar in der Lage, die Aufgaben mehrerer herkömmlicher Systeme unterschiedlicher Reichweite gleichzeitig zu übernehmen. Darüber hinaus bietet es eine erhöhte Störfestigkeit und Stabilität durch aktive elektronische Gegenmaßnahmen des Feindes.
Es wurde bereits erwähnt, dass eine Ultrabreitbandstation nicht nur gegen Störungen immun ist, sondern diese selbst erzeugen kann. Ein Sender mit erhöhter Leistung und der Fähigkeit, in verschiedenen Reichweiten zu arbeiten, kann die Rolle eines Störsenders übernehmen. Die volle Ausschöpfung dieses Potenzials des Radars ermöglicht es, die Zusammensetzung der elektronischen Kampfausrüstung an Bord zu reduzieren oder sogar ganz auf andere Ausrüstungen zu diesem Zweck zu verzichten. Dies führt zu Gewichts- und Volumeneinsparungen innerhalb der Medien.
Schließlich ist radiophotonisches Radar kleiner und leichter als bestehende Gegenstücke. Dies erleichtert zunächst die Lösung von Layoutproblemen bei der Erstellung des Fahrzeugträgers der Station. Außerdem wird es möglich, ein Kampffahrzeug mit mehreren Radarstationen gleichzeitig oder ein solches Gerät mit einem über die Oberfläche verteilten Antennensatz auszustatten. Solche Ortungsgeräte werden bereits in der Luftfahrt verwendet, und neue Modelle werden wahrscheinlich nicht untätig bleiben.
Die gesteigerte Leistung und die Möglichkeit, in unterschiedlichen Reichweiten zu arbeiten, sollen zu neuen charakteristischen Fähigkeiten führen. Im vergangenen Jahr sagte V. Mikheev, dass ein Radar eines neuen Typs nicht nur in der Lage sein wird, den Standort des Ziels zu bestimmen, sondern auch ein genaues Bild davon zu erstellen, das zur Identifizierung geeignet ist. So kann die Station beispielsweise die Koordinaten eines Luftziels ermitteln, den erkannten Flugzeugtyp berechnen und dann erkennen, welche Raketen unter ihrem Flügel hängen.
Radarstationen und ihre Träger
Offensichtlich wird die neue Richtung mit einem bestimmten Ziel ausgearbeitet, und die Entwicklung des Radars steht in direktem Zusammenhang mit bestimmten Klassen militärischer Ausrüstung. Theoretisch können radiophotonische Stationen in allen Bereichen eingesetzt werden, in denen bereits konventionelle Radare eingesetzt werden. Nach Berichten der letzten Jahre haben russische Experten den Umfang bereits für die ersten Systeme der neuen Klasse gewählt. Sie werden für die Kampfluftfahrt und nicht nur für Flugzeuge entwickelt.
Zuvor wurde berichtet, dass das Radio-Photonen-Radarprojekt des Konzerns "Radioelectronic Technologies" im Rahmen der nächsten Kampfflugzeuge der sechsten Generation entwickelt wird. KRET ist zu Recht der Ansicht, dass solche Flugzeuge über eine Reihe verschiedener Detektionsgeräte verfügen sollten, die in unterschiedlichen Reichweiten arbeiten und eine Vielzahl von Ortungsprinzipien verwenden. Zusammen mit anderen Systemen soll der Jäger der Zukunft auch über ein radio-optisches photonisches Antennen-Array verfügen. In diesem Fall ist es möglich, mehrere Antennenvorrichtungen zu verwenden, die über die gesamte Oberfläche der Flugzeugzelle verteilt sind und eine kreisförmige Sicht auf den Raum ermöglichen.
Ähnliche Prinzipien wurden bereits im aktuellen Design des Jagdflugzeugs Su-57 der fünften Generation umgesetzt und sollten bei der Schaffung der nächsten Generation weiterentwickelt werden. Wenn die wichtigsten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an vielversprechenden Radargeräten abgeschlossen sind, wird die Luftfahrtindustrie wahrscheinlich bereit sein, mit der Entwicklung grundlegend neuer Kampfflugzeuge zu beginnen.
Der Konzern "RTI" entwickelt seine Projekte auch mit Blick auf die militärische Luftfahrt, zeigt aber Interesse an einem anderen Sektor. Potenzielle Ortungsgeräte können reduzierte Abmessungen und geringeres Gewicht aufweisen, was für Konstrukteure unbemannter Luftfahrzeuge von Interesse sein kann. Die ersten Muster von ultraleichten und kleinen Radiophotonenstationen für UAVs sollen in den nächsten Jahren erstellt werden.
Das Aufkommen neuer Beobachtungs- und Detektionsmittel dürfte großen Einfluss auf die Weiterentwicklung unbemannter Flugzeuge haben. Die Abmessungen und das Gewicht moderner Luftfahrtradare begrenzen die Reichweite ihrer Träger und schließen bestehende und vielversprechende inländische UAVs davon aus. Mit dem Aufkommen leichter und kompakter radiophotonischer Radare wird sich die Situation ändern müssen.
Dadurch wird die Armee in der Lage sein, mittelschwere oder schwere Flugzeuge zu erhalten, die nicht nur mit optisch-elektronischen Mitteln Aufklärungs- oder Pilotenaufgaben durchführen können. Die positiven Folgen des Auftretens solcher UAVs liegen auf der Hand. Drohnen mit hocheffektivem Radar können in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden, von der Aufklärung bis hin zur Suche und Zerstörung bestimmter Ziele.
Ob vielversprechende Radare in die Bodentechnik eingeführt werden, steht noch nicht fest. Die neuen Geräte können in stationären und mobilen Radaren, in Flugabwehrsystemen und in anderen Bereichen eingesetzt werden. Während Vertreter der heimischen Industrie jedoch nicht über die Möglichkeit sprachen, radiophotonische Radare außerhalb der Luftfahrt einzusetzen.
Die Frage nach der Zukunft
Nach den Nachrichten der letzten Jahre betreiben mehrere führende Unternehmen der russischen Radioelektronikindustrie gleichzeitig Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in eine neue Richtung. Mehrere Prototypen verschiedener Komponenten vielversprechender Radarstationen wurden bereits fertiggestellt und getestet und unter Berücksichtigung der gewonnenen Daten werden die folgenden Produkte entwickelt. Die Entwickler der neuen Ausrüstung, vertreten durch die Konzerne KRET und RTI, haben ihre Pläne beschlossen und entwickeln Projekte mit klaren Zielen im Rahmen der Entwicklung unserer militärischen Ausrüstung weiter.
Aktuelle Projekte sind jedoch komplex, was sich auf den Zeitpunkt ihrer Umsetzung auswirkt. So plant der FTI-Konzern in den nächsten Jahren die Entwicklung einer praxistauglichen Radarstation abzuschließen. KRET wiederum erstellt ein eigenes Projekt mit Blick auf die sechste Generation von Kämpfern. Das Erscheinen fertiger neuer Radio-Photonen-Lokatoren, die für den Einsatz an Geräten geeignet sind, ist daher mittel- oder langfristig aussichtsreich.
Der erwartete Zeitpunkt für das Aufkommen vielversprechender Geräte ist jedoch kein Problem. Unsere Industrie und unser Heer verfügen bereits über hocheffiziente moderne Radarstationen, die alle gestellten Aufgaben lösen können. Mit ihrer Hilfe wird die Armee in der Lage sein, über alle erforderlichen Fähigkeiten bis hin zur Entstehung grundlegend neuer Systeme zu verfügen. Zudem ist kaum zu erwarten, dass das Aufkommen von radiophotonischen Stationen die Entwicklung "traditioneller" Systeme aufhalten wird. So können die Truppen in Zukunft alle notwendigen, bereits beherrschten und grundlegend neuen Detektionssysteme zeitnah erhalten.
