Виктор Млечин - На передних рубежах радиолокации
Виктор Млечин - На передних рубежах радиолокации краткое содержание
Виктор Млечин
На передних рубежах радиолокации
Автор выражает благодарность В. К. Бирюкову за ценные замечания, сделанные в процессе подготовки рукописи книги к печати.
© Млечин В. В., 2013
© ООО «Издательство Алгоритм», 2013
Вместо введения
Каждый человек, который когда-либо брал в руки радиоприбор и пользовался им, знаком с понятием «помеха». Помехой может оказаться просто плохой контакт между соединениями схемы, отсутствие надлежащего заземления шасси прибора, фон сети, проникающий из-за недостаточной фильтрации источника питания. Существуют помехи и другого рода, например помехи, связанные с замиранием сигнала на трассе его распространения, попадание в полосу пропускания вашего прибора паразитных излучений соседней станции или находящейся неподалёку промышленной установки. Все эти помехи в основном относятся к классу неорганизованных помех. Но наибольший интерес представляет собой класс организованных помех. Когда возникает межличностный конфликт или конкуренция между деловыми компаниями, а свои разногласия они пытаются разрешить путём создания взаимных радиопомех, то такие действия можно отнести к классу организованных помех внутри гражданского общества данной страны. Значительно опаснее использование арсеналов организованных помех в военных конфликтах между государствами. Опаснее потому, что точность наведения современного оружия всё более возрастает, а средства транспортировки этого оружия обеспечивают незамедлительную доставку его практически в любую точку дислокации. Основным переносчиком информации при наведении оружия на цель являются электромагнитные волны, диапазон использования которых к настоящему времени впечатляюще расширился и простирается от длинноволновой части спектра до области рентгеновского излучения. В связи с этим резко увеличивается роль оборонительных мероприятий по защите объектов от нападения, среди которых важное место занимают средства по искажению или разрушению передаваемой информации, что может привести к существенным помехам или срыву атаки. Учитывая, что основным инструментом получения точных координат поражаемой цели является радиолокационная станция (РЛС), задача противорадиолокационных средств состоит в нарушении работы одного или нескольких каналов наиболее существенно влияющих на точностные характеристики РЛС. Переводя разговор на профессиональный язык, должны быть сформированы помеховые сигналы или их сочетания, нарушающие функционирование каналов РЛС с заданной вероятностью. Но на любое помеховое воздействие другая сторона может ответить нейтрализующими мерами. Так возникает проблема «щита и меча», которую с учётом специфики применения часто именуют радиоэлектронной борьбой (РЭБ). Соперничество в межгосударственных отношениях с использованием радиоэлектронной техники началось почти одновременно с изобретением радио. В тот период времени усилия специалистов были направлены на обеспечение устойчивой радиосвязи, и неудивительно, что в 1905 г. во время русско-японской войны радисты русского флота впервые в мире создали активные помехи сетям радиосвязи японских кораблей.
Дальнейшее совершенствование радиоэлектронной техники привело к созданию новых средств радиосвязи, а также устройств воспрепятствования (блокирования) радиосвязи и к возникновению новых направлений, таких как радиолокация. Этим объясняется то, что в годы Второй мировой войны для повышения эффективности защиты бомбардировочной авиации Англии и США от немецких ПВО, использовавших РЛС управления зенитной артиллерии, широко применялись пассивные и активные средства РЭБ, что значительно снижало потери боевых самолётов.
В те же годы в СССР были созданы специальные радиодивизионы для глушения (подавления) немецких радиостанций, что позволило во время Сталинградской битвы блокировать связь между верховным командованием немцев и окруженной армией Паулюса.
Такова была предыстория. История для меня началась в послевоенный период. Любая разработка, с которой мне приходилось иметь дело, требовала учёта не только действующих помех, но и предвидения наиболее опасных угроз внешнего или внутреннего характера, серьёзно снижающих потенциальные возможности разрабатываемой аппаратуры.
Конечно, я подходил к решению этих проблем постепенно. В 1948 г. я был распределен в Центральный научно-исследовательский институт радиолокации (ЦНИИ-108). Пришел вместе с группой выпускников радиофакультета МАИ для стажировки и подготовки дипломного проекта. Попал в 13 лабораторию, которой руководил А. А. Расплетин, имя которого сейчас хорошо известно. По-видимому, единственный раз в своей богатой производственной деятельности Александр Андреевич взялся за руководство дипломным проектом студента-выпускника. На основе общей практики после успешной защиты и получения диплома инженера в 1949 г. выпускников МАИ зачисляли в штат института. И хотя особой инициативы я не проявлял, т. к. усиленно в это время вникал в суть поставленных задач, по представлению А. А. Расплетина и указанию руководства института я был оформлен в штат 13 лаборатории еще в 1948 г. Поначалу занимался чисто локационными вопросами: мощностями, дальностью, точностью, разрешающей способностью. Но время диктовало, и я смещался в сторону более сложных задач. К 2007 г. вместе с предыдущей работой на кафедре радиолокации МАИ мой трудовой стаж приблизился к 60 годам.
За долгие годы работы мне нередко приходилось встречаться с возникающими вызовами и участвовать в решении многих задач, которые в той или иной степени можно отнести к области РЭБ. Однако рассказать обо всех этих проблемах я, конечно, не смогу по ряду причин. Во-первых, часть этих проблем до сих пор закрыта по соображениям секретности, во-вторых, некоторые подробности, связанные с возникновением самой проблемы, мною изрядно подзабыты, и чтобы их вспомнить, нужно по крайней мере значительное время, и, наконец, в-третьих, объём изложения может существенно превысить ограниченный размер данного повествования. Поэтому коснусь некоторых ключевых вопросов. Одна из таких проблем, которую можно условно назвать проблемой малых высот, связана с действием пассивных и комбинированных (т. е. пассивных и активных) помех. Наименование проблема получила из-за того, что на малых высотах локация малоразмерных целей сильно затруднена фоном подстилающей поверхности в виде неровностей рельефа, складок местности, обильной растительности, искусственных строений или в виде морских волн. Малоразмерная наземная цель или летательный аппарат на малой высоте проходят через систему обороны маскируемые отражениями от местных образований. Эта проблема была первоочередной 60 лет назад и, несмотря на прогресс техники, сохраняет свою актуальность в наши дни. Проблему решают с помощью аппаратуры селекции движущихся целей (СДЦ). Кстати, системы СДЦ используют не только на малых высотах, но и в более широком интервале высот, например, для борьбы с таким видом пассивной помехи, как отстреливаемые с летательных аппаратов пачки дипольных отражателей.
Я начинал разработку систем СДЦ для подвижных наземных РЛС в интересах сухопутных войск во второй половине 50-х годов в связи с заказом на работу «Рейс». В качестве формирователя скоростной характеристики была выбрана цепочка из линий задержки с прямыми и обратными связями. Линий с большим временем задержки, умеренным затуханием и малыми паразитными отражениями никто в институте не брался изготовить, и я обратился к смежникам, которые спустя некоторое время прислали несколько образцов ультразвуковых линий на основе магниевого сплава. Аппаратура на базе этих линий была создана, прошла лабораторные и полигонные испытания и показала возможность регулирования скоростных характеристик для различных тактических ситуаций. Однако теория таких систем была в то время ещё в зачаточном состоянии. Для начала необходимо было определиться с исходным сигналом, в качестве модели которого была выбрана последовательность видеоимпульсов с амплитудной модуляцией (АИМ). Теория дискретных цепей на линиях задержки, выполненная на базе так называемого z-преобразования, показала, что подобные схемные образования действуют по отношению к огибающей импульсов также как обычные непрерывные цепи к мгновенным значениям входного сигнала. Это означает, что возможно, например, формирование резонансных контуров, пропускающих лишь последовательность импульсов, огибающая которых находится в пределах полосы пропускания контура вблизи резонанса. Важным при этом является выделение областей устойчивости таких цепей. Элементы теории были опубликованы в ряде изданий в 60-х годах, привожу лишь две ссылки[1].
Работа велась малым составом. Кроме меня в ней участвовали ещё 1–2 человека, которые помогали в проведении лабораторных и полигонных измерений. Средняя величина подавления сигнала пассивной помехи составляла примерно 25 дБ, что было удовлетворительно по тем временам.
