De laatste doorbraak op het gebied van radar vond enkele decennia geleden plaats en werd geleverd door actieve gefaseerde antenne-arrays. De afgelopen jaren was er behoefte aan zo'n nieuwe doorbraak en de wetenschap heeft al de nodige basis. Verdere ontwikkeling van radarsystemen hangt samen met de ontwikkeling en het gebruik van de zogenaamde. radio-foton locators. Dit concept biedt een significante herstructurering van de radar, waardoor een significante toename van alle basiskenmerken kan worden verkregen.
Volgens gepubliceerde gegevens kan radiofotonische radar bepaalde voordelen vertonen ten opzichte van "traditionele". Door de efficiëntie te verhogen, is het mogelijk om het kijkbereik en de nauwkeurigheid van het volgen van doelen te vergroten. Er is ook de mogelijkheid van een vereenvoudigde identificatie van het gedetecteerde doelwit. Toekomstige stations moeten worden onderscheiden door kleinere afmetingen, wat nieuwe lay-outmogelijkheden biedt. Het behalen van praktisch significante resultaten in een nieuw gebied is echter nog een verre toekomst.
Veelbelovende projecten
Het concept van een radiofotonlocator is de afgelopen jaren op theoretisch niveau besproken, maar tot een bepaalde tijd kwam het niet verder. De situatie is relatief recent veranderd: sinds eind 2016 beginnen Russische wetenschappelijke organisaties regelmatig te praten over nieuw onderzoek en de ontwikkeling van veelbelovende projecten. De laatste berichten over radiofotonische radars verschenen slechts een paar weken geleden.
Helemaal aan het einde van 2016 presenteerde de Russian Foundation for Advanced Study voor het eerst een model van een radio-foton-ontvangst-zendmodule en een breedbandzender voor een fundamenteel nieuwe radar. Het prototype maakte gebruik van VHF-golven en kon opmerkelijke eigenschappen vertonen. De bereikresolutie heeft dus 1 m bereikt - dergelijke indicatoren zijn onbereikbaar voor "traditionele" radars met hetzelfde bereik.
Er werd verder gewerkt. Zoals later bekend werd, neemt het concern "Radioelectronic Technologies" (KRET) deel aan het veelbelovende programma. In juli 2017 sprak Vladimir Mikheev, adviseur van de eerste plaatsvervangend algemeen directeur van KRET, over de ontwikkeling van fotonische radioradars. Hij onthulde enkele technische details van het hele concept en het nieuwe project, en vertelde ook over het huidige werk en de plannen voor de nabije toekomst.
Tegen die tijd was bij KRET een experimenteel prototype van een nieuw radarstation gemaakt, bedoeld voor gebruik op toekomstige jachtvliegtuigen van de zesde generatie. Als onderdeel van het onderzoekswerk werden de belangrijkste componenten van de zoeker gebouwd. Met hun hulp werd het nodige onderzoek uitgevoerd, met behulp waarvan werd gepland om de optimale ontwerpopties te vinden. De creatie van een volwaardig prototype van een radio-optische fotonische antenne-array werd ook uitgevoerd. Dit monster was nodig om het uiterlijk en de kenmerken van toekomstige seriële apparatuur te testen.
Parallel aan de studie van de algemene aspecten van het nieuwe project, werd gezocht naar optimale ontwerpen van individuele elementen van de radar. Bij dergelijk werk was de zender betrokken, de zogenaamde. fotonisch kristal, ontvangstpad en andere componenten van het station. In de toekomst zullen al deze werken moeten leiden tot het verschijnen van volwaardige werkbare samples die geschikt zijn voor installatie op media.
In juli 2018 werd bekend dat het RTI-concern zich ook bezighoudt met het onderwerp radiofotonlocators. Er werd gemeld dat de organisatie tegen het einde van dit jaar van plan is het onderzoek naar de creatie van een mock-up van een nieuw X-band-radarstation af te ronden. Het product in ontwikkeling is bedoeld voor gebruik in tactische gevechtsvliegtuigen. Tegelijkertijd hebben we het, zoals in het geval van het KRET-project, niet alleen over het ontwerp van de radar, maar ook over de ontwikkeling van de productie van de afzonderlijke componenten.
Volgens het nieuws van juli slaagde het RTI-concern erin om de eerste technologische lijn van het land te lanceren voor de productie van de zogenaamde. verticaal emitterende lasers. Dergelijke apparaten zijn een van de belangrijkste componenten van een radiofotonische radar en hebben een directe invloed op de kenmerken en mogelijkheden ervan. Zo krijgt de Russische industrie in de nabije toekomst de kans om de productie van veelbelovende stations te organiseren.
De directie van het concern sprak ook over plannen voor de nabije toekomst. De RTI-onderneming bouwt voort op de behaalde successen en is van plan nieuwe versies van fotonische radioradars te creëren. Allereerst is het de bedoeling om nieuwe stations te creëren die werken in de K-, Ka- en Q-banden. Bovendien is het noodzakelijk om de afmetingen van de producten te verkleinen, waardoor ultrabreedbandradars in de lucht van nieuwe typen zouden moeten verschijnen.
Eind november sprak het RTI-concern opnieuw over zijn werk aan een veelbelovend project. Van de radar werd een experimenteel prototype gemaakt, met behulp waarvan de specialisten de nodige controles uitvoerden. Tot nu toe onderscheidt het bestaande station zich niet door hoge prestaties en bovendien heeft het veel bedieningsbeperkingen. Desalniettemin gaat het werk in het kader van het project door en in de toekomst zal de veelbelovende radar de geïdentificeerde problemen wegwerken, waardoor deze operationeel zal worden.
Laser in plaats van halfgeleider
Het voorgestelde concept van een radio-fotonische radar of een radio-optische fotonische antenne-array stelt voor om traditionele radarcomponenten te verlaten ten gunste van nieuwe die verbeterde eigenschappen mogelijk maken. Moderne radarstations genereren elektromagnetische straling met behulp van elektrische vacuüm- of halfgeleiderapparaten. De efficiëntie van dergelijke apparaten is niet groter dan 30-40 procent. Zo wordt ongeveer tweederde van de elektriciteit omgezet in warmte en verspild. Het radiofotonische station moet andere middelen voor signaalopwekking gebruiken, waardoor de efficiëntie sterk toeneemt.
Vorig jaar wees V. Mikheev, sprekend over de nieuwe ontwikkeling van KRET, op de belangrijkste kenmerken van de veelbelovende stations. De belangrijkste innovatie van de voorgestelde projecten is de vervanging van halfgeleider- of lampapparaten door een zender op basis van een coherente laser en een speciaal fotonisch kristal. Laserstraling met de vereiste eigenschappen wordt op een kristal gericht, dat het omzet in elektromagnetische golven. Het rendement van een dergelijke zender moet meer dan 60-70 procent bedragen. De nieuwe emitter is dus ongeveer twee keer zo efficiënt als de traditionele.
Andere open bronnen geven een completer beeld. De radarapparatuur, die verantwoordelijk is voor het afgeven, ontvangen en verwerken van signalen, moet de laser besturen en het vermogen, de modulatie en andere stralingsparameters bepalen. Het gebruik van optische apparatuur die een signaal door een optische vezel stuurt, maakt het mogelijk om een bepaalde snelheidswinst van systemen te behalen in vergelijking met andere apparatuur en bedrading. Bovendien, zoals de experimenten laten zien, zet een zender op basis van een laser en een fotonisch kristal meer energie om in elektromagnetische golven dan andere apparaten.
In theorie kan de radio-fotonische architectuur van de kabelzoeker het werkbereik drastisch vergroten en een station van ultrabreedbandklasse creëren. Hierdoor is een veelbelovende radar in staat om de taken van verschillende traditionele systemen met verschillende reikwijdten tegelijk op zich te nemen. Bovendien zorgt het voor verhoogde ruisimmuniteit en stabiliteit met actieve elektronische tegenmaatregelen van de vijand.
Eerder werd al vermeld dat een ultrabreedbandstation niet alleen immuun is voor interferentie, maar deze zelf kan creëren. Een zender met verhoogd vermogen met de mogelijkheid om in verschillende bereiken te werken, kan de rol van stoorzender op zich nemen. De volledige realisatie van dit potentieel van de radar maakt het mogelijk om de samenstelling van de elektronische oorlogsuitrusting aan boord te verminderen of zelfs om andere uitrusting voor dit doel helemaal te verlaten. Dit leidt tot besparingen in gewicht en volume in de media.
Ten slotte is radiofotonische radar kleiner en lichter dan bestaande tegenhangers. Allereerst maakt dit het gemakkelijker om lay-outproblemen op te lossen bij het maken van de voertuigdrager van het station. Daarnaast wordt het mogelijk om één gevechtsvoertuig uit te rusten met meerdere radarstations tegelijk of één dergelijk apparaat met een set antennes verdeeld over het oppervlak. Dergelijke locators worden al in de luchtvaart gebruikt en het is onwaarschijnlijk dat nieuwe modellen inactief zullen blijven.
De verhoogde prestaties en het vermogen om in verschillende reeksen te werken, moeten leiden tot nieuwe karakteristieke mogelijkheden. Dus vorig jaar zei V. Mikheev dat een radar van een nieuw type niet alleen in staat zal zijn om de locatie van het doelwit te bepalen, maar ook om er een nauwkeurig beeld van te maken, geschikt voor identificatie. Het station kan bijvoorbeeld de coördinaten van een luchtdoel bepalen, het gedetecteerde type vliegtuig berekenen en vervolgens herkennen welke raketten onder zijn vleugel hangen.
Radarstations en hun dragers
Het is duidelijk dat de nieuwe richting wordt uitgewerkt met een specifiek doel, en de ontwikkeling van de radar is direct gerelateerd aan specifieke klassen van militair materieel. In theorie kunnen radio-fotonische stations worden gebruikt in alle gebieden waar conventionele radars al worden gebruikt. Volgens rapporten van de afgelopen jaren hebben Russische experts al het toepassingsgebied gekozen voor de eerste systemen van de nieuwe klasse. Ze zijn gemaakt voor gevechtsluchtvaart, en niet alleen voor vliegtuigen.
Eerder werd gemeld dat het radio-fotonradarproject van het concern "Radioelectronic Technologies" wordt ontwikkeld in de context van de volgende zesde generatie jagers. KRET is terecht van mening dat dergelijke vliegtuigen een reeks verschillende detectieapparatuur moeten hebben die in verschillende reeksen werkt en een breed scala aan locatieprincipes gebruikt. Samen met andere systemen zou de jager van de toekomst ook een radio-optische fotonische antenne-array moeten hebben. In dit geval is het mogelijk om meerdere antenne-inrichtingen te gebruiken die over het gehele oppervlak van het casco zijn verdeeld en een cirkelvormig zicht op de ruimte bieden.
Soortgelijke principes zijn al geïmplementeerd in het huidige ontwerp van de Su-57-jager van de vijfde generatie en moeten worden ontwikkeld bij de creatie van de volgende generatie. Tegen de tijd dat het belangrijkste onderzoeks- en ontwikkelingswerk op het gebied van veelbelovende radars is voltooid, zal de luchtvaartindustrie waarschijnlijk klaar zijn om fundamenteel nieuwe jagers te ontwikkelen.
Concern "RTI" ontwikkelt zijn projecten ook met het oog op de militaire luchtvaart, maar toont interesse in een andere sector. Toekomstige plaatsbepalers kunnen kleinere afmetingen en gewicht hebben, wat interessant kan zijn voor ontwerpers van onbemande luchtvaartuigen. Het is de bedoeling dat de eerste monsters van ultralichte en kleine radiofotonstations voor UAV's in de komende jaren worden gemaakt.
De opkomst van nieuwe observatie- en detectiemiddelen zou een grote impact moeten hebben op de verdere ontwikkeling van onbemande vliegtuigen. De afmetingen en het gewicht van moderne luchtvaartradars beperken het bereik van hun dragers, in feite sluiten bestaande en veelbelovende binnenlandse UAV's ervan uit. Met de komst van lichtgewicht en compacte radio-fotonische radars zal de situatie moeten veranderen.
Hierdoor zal het leger in staat zijn om middelzware of zware vliegtuigen te verkrijgen die niet alleen met behulp van optisch-elektronische middelen verkenningen of piloten kunnen uitvoeren. De positieve gevolgen van het verschijnen van dergelijke UAV's zijn duidelijk. Drones met zeer effectieve radars kunnen toepassingen vinden in een groot aantal verschillende gebieden, van verkenning tot het zoeken en vernietigen van aangewezen doelen.
Of kansrijke radars in de grondtechnologie zullen worden geïntroduceerd, is nog niet aangegeven. De nieuwe apparatuur kan worden gebruikt in stationaire en mobiele radars, in luchtafweersystemen en in andere gebieden. Terwijl vertegenwoordigers van de binnenlandse industrie echter niet spraken over de mogelijkheid om radiofotonische radars buiten de luchtvaart te gebruiken.
De vraag van de toekomst
Volgens het nieuws van de afgelopen jaren voeren verschillende toonaangevende ondernemingen van de Russische radio-elektronische industrie tegelijkertijd onderzoeks- en ontwikkelingswerk in een nieuwe richting uit. Verschillende prototypes van verschillende componenten van veelbelovende radarstations zijn al voltooid en getest, en rekening houdend met de verkregen gegevens worden de volgende producten ontwikkeld. De ontwikkelaars van het nieuwe materieel, vertegenwoordigd door de KRET- en RTI-concerns, hebben hun plannen bepaald en blijven projecten ontwikkelen met duidelijke doelen in het kader van de ontwikkeling van ons militair materieel.
De huidige projecten zijn echter complex, wat de timing van de uitvoering ervan beïnvloedt. Zo wil het RTI-concern de komende jaren de ontwikkeling van een praktisch toepasbaar radarstation afronden. KRET op haar beurt creëert een eigen project met het oog op de zesde generatie strijders. Het verschijnen van kant-en-klare nieuwe radiofoton-locators, geschikt voor gebruik op apparatuur, is dus een kwestie van vooruitzichten op middellange of lange termijn.
De verwachte timing van de opkomst van veelbelovende apparatuur is echter geen probleem. Onze industrie en ons leger hebben al zeer efficiënte moderne radarstations die alle toegewezen taken kunnen uitvoeren. Met hun hulp zal het leger over alle benodigde capaciteiten kunnen beschikken tot aan de opkomst van fundamenteel nieuwe systemen. Bovendien kan nauwelijks worden verwacht dat de opkomst van radio-fotonische stations de ontwikkeling van "traditionele" systemen zal stoppen. Zo zullen de troepen in de toekomst tijdig alle benodigde detectiesystemen kunnen ontvangen, zowel al onder de knie als fundamenteel nieuw.
