Bis zum zweiten Jahrzehnt dieses Jahrhunderts vergingen drei Entwicklungsrichtungen und werden jetzt in der Industrie des Planeten verfolgt - Dampf, Elektron, Atom. „Derzeit bewegt sich die Welt auf der Grundlage von Photonentechnologien auf die vierte Ebene“, bemerkte der bekannte Leiter der heimischen Verteidigungsindustrie, Leiter der Arbeitsgruppe Nr. 19 des Wissenschaftlich-Technischen Rates der Militärisch-Industriellen Kommission unter der Regierung der Russischen Föderation, Akademiker des Moskauer Luftfahrtinstituts Alexei Shulunov, „nutzen diese Technologien die Eigenschaften von Photonen, Teilchen ohne Ruhemasse und Ladung, was es ermöglicht, die grundlegenden physikalischen Grenzen der „klassischen“Elektronik zu überwinden. Einer ihrer wichtigsten Bereiche ist die Radiophotonik“.
Im Westen wird Radiophotonik mit dem Begriff mwp-Mikrowellenphotonik bezeichnet, in Russland wird auf Anregung des Akademiemitglieds der Russischen Akademie der Wissenschaften Yuri Vasilievich Gulyaev und des Akademiemitglieds des Moskauer Luftfahrtinstituts Alexei Nikolaevich Shulunov der Begriff "Radiophotonik" übernommen. was von einigen westlichen Experten bereits akzeptiert wird.
Es basiert auf der Modulation von Laserstrahlung mit einem Mikrowellensignal für weitere Transformationen bereits im optischen Bereich. Das Ersetzen eines Elektrons durch ein Photon ermöglicht es, das funktionale Design von Funkgeräten zu verbessern, die Probleme der elektromagnetischen Verträglichkeit zu beseitigen, die Geschwindigkeit und das Volumen der Informationsübertragung um mehrere Größenordnungen zu erhöhen, das Gewicht, die Abmessungen und die Leistung erheblich zu reduzieren Verbrauch zum Beispiel der gleichen Langstrecken- und Ultra-Langstrecken-Radare.
"Das Verständnis der Unvermeidlichkeit des Ersatzes elektronischer Schaltungslösungen durch radiophotonische", bemerkt Aleksey Nikolaevich, "kam im Zusammenhang mit dem Erreichen der limitierenden technologischen Eigenschaften der integrierten Mikroelektronik, dem Übergang zu kleineren Abmessungen von Komponenten aufgrund einer mehrfachen Abnahme in der Länge optischer Wellen."
Die USA, die EU, Japan, Südkorea und China sind weltweit führend bei Radio-Photonen-Technologien.
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„Ich habe den Übergang der Radioelektronik-Industrie vom Vakuum zum Festkörper, der in der UdSSR und in der Welt von den späten 50er bis frühen 60er Jahren des letzten Jahrhunderts stattfand, miterlebt und daran teilgenommen“, sagt Alexei Shulunov, „aber bei Anfang des neuen Jahrhunderts habe ich festgestellt, dass die Welt bereits einen grandiosen Übergang zu neuen Technologien - Radiophotonik, zunächst diskrete Komponententechnologien und von 2012–2014 - zu integrierten Technologien vollzieht. Es werden neue Geräte und Messgeräte geschaffen, Personal geschult, neue Spezialitäten entstehen und eine komplette Produktionsinfrastruktur organisiert.“
Es ist erwähnenswert, dass die erste Photonik-Roadmap in Russland seit 2013 in Betrieb genommen wurde. Im Jahr 2016 wurde auf Erlass des Präsidenten der Russischen Föderation Wladimir Putin die zweite Ausgabe der Roadmap veröffentlicht. Auch die Technologieplattform Photonics trat in Kraft. In einem der inländischen Projekte des Konzepts zur Entwicklung der Photonik wird jedoch betont, dass die Mittel für die Entwicklung und Implementierung darauf basierender Technologien um mehrere Größenordnungen weniger benötigt werden als für die Entwicklung von Funkelektroniktechnologien. Und dies, so Alexei Shulunov, ist ein unverzeihlicher Fehler. „Ohne die Einstellung des Landes und der Abteilungen zur Entwicklung neuer photonischer technischer Lösungen zu ändern“, sagt Aleksey Shulunov, „wird die gesamte russische Industrie, insbesondere die Radioelektronikindustrie, in drei oder vier Jahren so weit hinterherhinken Entwicklung dieser Technologien, die mit unglaublichen Schwierigkeiten bei der Importsubstitution eingesetzt werden.
Und zuallererst ist das wichtigste Problem, das dringend gelöst werden muss, die Schaffung einer heimischen Komponentenbasis für die Radiophotonik. Seine Komponentenbasis basiert auf A3B5-Materialien (Galliumarsenid, Galliumnitrid, Indiumphosphit …), die sowohl optische als auch funktechnische Eigenschaften aufweisen. Für ihre Entstehung wurde dem Akademiemitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften Zhores Alferov der Nobelpreis verliehen. Ohne sie ist es unmöglich, radiophotonische Geräte zu entwickeln.
Für einige diskrete Komponenten der photonischen Funkelektronik mit dem Entwicklungsstand der späten 90er Jahre gibt es im Land eigene Technologien. In Wissenschaft und Industrie gibt es jedoch keine Grundlage für die moderne serielle diskrete und integrale Leistungsfähigkeit photonischer Komponenten. Die Arbeit wird durch den Mangel an modernen Materialien, Softwareprodukten zur Modellierung von Bauteilen und extrem knappen Mitteln eingeschränkt. Wissenschaftliche Forschungsinstitute (SRIs) und Konstruktionsbüros (KB) der Industrie haben praktisch keine materielle und instrumentelle Basis sowie geschultes Personal für die Entwicklung neuer industrieller Technologien, wodurch Kapazitäten für die Herstellung von Endprodukten geschaffen werden.
Nur wenige Unternehmen des inländischen verteidigungsindustriellen Komplexes (MIC), einige wissenschaftliche Forschungsinstitute verfügen über eine solche moderne technologische Produktionsbasis. Auf der Basis diskreter Komponenten der Radiophotonik werden separate Projekte am Forschungsinstitut Polyus, am Forschungsinstitut für Halbleiterphysik und am Forschungsinstitut für Automatisierung und Elektrometrie des sibirischen Zweigs der Russischen Akademie der Wissenschaften, einige Forschungsinstitute in St Petersburg, Perm, Tomsk, bei den Unternehmen der JSC RTI. Separate endgültige Pilotprototypen werden bei JSC KRET, JSC Radar-mms, NPK NIIDAR erstellt: ein aktives Phased-Array (AFAR)-Radar der fünften Generation, das die neueste Radiophotonen-Komponentenbasis verwendet. Und bei MEPhI wurde eine Full-Cycle-Technologie entwickelt bis hin zur Erzeugung einer Elementbasis der entsprechenden Größe auf einem Substrat.
Im Allgemeinen erfordert jedoch der Zustand der Radiophotonik im Land - die technologische Basis, das verfügbare Personalpotenzial, die Arbeitsorganisation -, wie Alexei Shulunov feststellte, eindeutig aktives Handeln.
ARBEITSGRUPPE Nr. 19 NTS VPK
Laut Alexei Shulunov haben sie 2012 zusammen mit dem Akademiemitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften, dem wissenschaftlichen Direktor des Instituts für Funktechnik und Elektronik, Yuri Gulyaev, das Problem aufgeworfen, eine neue Richtung der Funkelektronik auf der Grundlage neuer physikalischer Prinzipien in Russland zu entwickeln. Der erste stellvertretende Vorsitzende der militärisch-industriellen Kommission Yuri Borisov machte sich mit dem von ihnen vorbereiteten Memo vertraut. Er ordnete die Einrichtung einer Arbeitsgruppe Nr. 19 des NTS VPK für Radiophotonik an, die vom Akademiemitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften Igor Fedorov geleitet wird. Zu dieser Gruppe gehörten Wissenschaftler und Spezialisten einer Reihe von Wissenschafts- und Industrieunternehmen aus verschiedenen Regionen des Landes, darunter auch Aleksey Shulunov. Als Ergebnis wurde ein Entwurfsplan für die Entwicklung und den Übergang von Wissenschaft und Industrie in Russland in eine neue technologische Ordnung erstellt. Das Verteidigungsministerium der Russischen Föderation interessierte sich für diese Entwicklungen und begann, sie zu unterstützen. Der Einsatz von Radio-Photonik in der entsprechenden Komponentenbasis, die geschaffen werden muss, wird die funktionale Struktur aller aktuellen funkelektronischen Geräte – Leit-, Ortungs-, Aufklärungs- und Radargeräte – verändern.
2014 hat FTI unter der Leitung der Arbeitsgruppe Nr. 19 des NTS VPK Forschungsarbeiten (F&E) zum Stand der Radiophotonik in der Welt und in Russland durchgeführt und einen entsprechenden Programmentwurf zu deren Entwicklung entwickelt. Diese Arbeit hat gezeigt, dass die erforderlichen jährlichen Kosten etwa 2–3 Milliarden Rubel betragen sollten, um unseren Rückstand zu überwinden. für Forschung und Entwicklung von Technologien und 6-7 Milliarden Rubel. - zur technischen Umrüstung und Ausrüstung mit Messgeräten, ausgenommen Ausbildung und Praktikum des Personals.
IN FÜHRUNG - RADIOELEKTRONISCHER VETERAN
Gruppe Nr. 19 und Aleksey Shulunov bewerteten direkt das Potenzial einer Reihe von inländischen Verteidigungsunternehmen in der Funkelektronikindustrie für die Entwicklung und weitere Förderung von Funkphotonentechnologien. In jeder Hinsicht ist das älteste Forschungsinstitut des Landes für Fernfunk zum Leitunternehmen der neuen Branche geworden. Daher leitete Alexey Shulunov neben seiner Arbeit in der Arbeitsgruppe Nr. 19 des militärisch-industriellen Komplexes das Labor für Radiophotonik am NIIDAR. „Wir haben derzeit alle Radargeräte, einschließlich der Frühwarnung, sind relativ schmalbandig“, sagte Aleksey Nikolayevich, der im Dezember 2017 80 Jahre alt wurde. - In Breitbandradaren, die eine Radiophotonen-Komponentenbasis verwenden, können Sie bis zu 90 % der Informationen über das geortete Ziel erhalten, herausfinden, was in der Luft oder im Weltraum gefunden wird: ein Flugzeug, eine Rakete, ein Splitter usw Meteorit. Solche Radare mit verschiedenen Reichweiten und Leistungen, einschließlich Frühwarnung, erwerben die Eigenschaften von Komplexen, die in der Lage sind, ein Porträt eines von einem Radar erfassten Objekts zu erstellen, das derzeit nur in der Lage ist, einen riesigen radiooptischen Komplex zur Erkennung von Weltraumobjekten "Krona" von das National Space Control System (SKKP) auf dem Berg Chapal in Karatschai-Tscherkessien. Und mit der Radio-Photonen-Mikrochip-Technologie werden Größe, Gewicht und Stromverbrauch des Radarhardware-Komplexes radikal reduziert und seine taktischen Eigenschaften deutlich verbessert. Von den Riesenradaren der Frühwarnsysteme SKKP, PRN werden nur noch Antennensysteme beeindruckender Größe übrig bleiben."
Im NIIDAR-Labor wurde bereits ein experimentelles X-Band-Radar mit optischem Heterodyn erstellt, das auf die unterschiedlichsten Funkwellen abgestimmt werden kann. Dies ist ein einzigartiges Gerät. Der Empfänger ermöglicht die Vereinheitlichung von Hardwarelösungen auf jedem Radarempfangskanal praktisch aller Frequenzbereiche. Er allein kann an mehreren Empfangsantennen betrieben werden. Dank der Radio-Photonen-Technologie wird die Größe der Geräte deutlich reduziert und ihre Zuverlässigkeit erhöht.
Am NIIDAR wurde auch das wissenschaftliche und thematische Zentrum Nr. 5 geschaffen, dessen Aufgabe es ist, die Arbeit in allen Bereichen der Aufgaben des Aufbaus der Radiophotonik-Industrie umfassend abzudecken und zu organisieren. Tatsächlich kann dies bereits ein Arbeitsgremium der Interdepartementalen Kommission des Präsidenten der Russischen Föderation für die innovative Entwicklung Russlands sein. Zu den fachlichen Aufgaben des Zentrums gehören die Mitwirkung bei der Schaffung einer integralen und diskreten Komponentenbasis, die Schaffung neuer Funkgeräte und funktechnischer Systeme, Fragen der Metrologie und Standardisierung, die internationale Zusammenarbeit, auch mit den BRICS-Staaten, und eine Vielzahl weiterer Themen in Radiophotonik. Das älteste und angesehenste radioelektronische Unternehmen in Russland und der Welt, wie Alexei Shulunov bemerkte, bietet alle Möglichkeiten für eine solche Arbeit. Es gilt nur, die Anstrengungen beim Übergang zu neuen Technologien in der Industrie zu bündeln, das Landesprogramm wirklich umsetzbar zu machen und seine Umsetzung staatlich zu kontrollieren. Mit der Anwendung der Radiophotonik auf spezifische Aufgaben bei der Entwicklung von Radaren entwickelt das Unternehmen bereits Technologien für eine Vielzahl von militärischen und zivilen Produkten.
Der Übergang zu den neuesten Technologien, die für die Verteidigung des russischen Staates unerlässlich sind, die es ermöglichen, perfekte elektronische Waffen herzustellen und mit den "Partnern" Schritt zu halten, erfolgt unter anderem dank der Talente des Ingenieurs Alexei Shulunov.
