Меню

Радиофотонный радар: Фотонные радары, радиофотоника и стелс-технологии

Category: Разное

Содержание

Фотонные радары, радиофотоника и стелс-технологии

«Фотонный радар на истребителе Су-57 превращает американский истребитель F-35 в очень дорогую воздушную мишень».

 

На самом деле статья неоднозначная

 

С напускной грустью, китайский журналист пишет  в ней о том, что «к сожалению, военные проекты России за последние 20 лет, за исключением атомных подводных лодок и ядерных ракет, идут очень плохо: танки Т-90, новые военные корабли постоянно откладываются, что хуже всего, как и новая эра России» . 

 

Упоминет о том, что «истребитель Су-57 стоил миллиарды долларов, и 20 лет исследований и разработок потерпели неудачу. У российского правительства не было иного выбора, кроме как отвлечь свое внимание и перенести первоначально заказанные заказы Су-57 на Су-35, что составляет половину цены».  И, наконец, радует информацией о «луче света —  микроволновом фотонном радаре».

 

После перечислений достоинств радара следует вывод: «Если русские смогут воспользоваться этой возможностью, истребитель Су-57 может действительно превратить поражение в победу!»

«Особенность этого типа радаров заключается в том, что он компактный, легкий и имеет большой радиус действия. Он может напрямую отображать силуэт самолета с разрешением в несколько десятков раз выше, чем у обычного радара, вес и объемы нового радара примерно в два раза меньше, чем у нынешних,», – рассказывает  автор статьи.

 

Оставим мнение о «победах» и «поражениях»  на совести китайского автора и поговорим о фотонном радаре.

 

По мнению издания, радар можно сделать в форме тонкой пластины, крепящейся к поверхности истребителя, благодаря этому самолет станет легче и получит улучшенные летные характеристики. mil.news.sina.com.cn

 

 

РОФАР

 

Проект РОФАР (радиоптические фазированные антенные решетки) был начат в феврале 2015 года, а заканчивается в июле 2019 года.  «Концерн Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) Госкорпорации Ростех ведет разработку технологии радиофотоники не имеющей аналогов в мире.

 

Анонсировалось, что новая технология позволит снизить массу радиоэлектронного оборудования боевых кораблей в 5-7 раз), радар нового поколения сможет делать «рентгеновские снимки» самолетов, находящихся на удалении более 500 километров, а радиооптические фазированные антенные решетки значительно расширят возможности современных средств связи и радаров — их масса снизится более чем вдвое, а разрешающая способность увеличится в десятки раз.

 

Радар на основе квантовой визуализации. Фото: engadget.com

«РОФАР позволит нам увидеть самолет, находящийся в 500 километрах, так, словно мы стоим в 50 метрах от него на аэродроме, его портрет в видеодиапазоне. Более того, если нужно, эта технология позволит заглянуть и в сам самолет, узнать, какие люди и техника в нем находятся, поскольку сигнал может пройти любые препятствия, даже метровые свинцовые стены, благодаря использованию широкого диапазона частот, проникающих на различную глубину внутрь объекта»

 

КРЭТ писал о том, что радиооптические фазированные антенные решетки значительно расширят возможности современных средств связи и радаров – их разрешающая способность увеличится в десятки раз. Если у современного локатора частота излучения 10 ГГц, 3 см с шириной спектра 1-2 ГГц, то у РОФАР эта частота может составлять от 1 Гц до 100 ГГц одновременно. На практике это означает, что РОФАР может давать детализированное, объемное изображение того, что происходит на расстоянии сотен километров от него. К примеру, на дальности 400 км можно не просто увидеть человека, но даже узнать его лицо.

 

«В отличии от традиционных РЛС заглушить РОФАР традиционными средствами РЭБ не получится физически. Динамический диапазон фотонного кристалла — это примерно 200 Дб. Современный радиоэлектронный приемник, для сравнения, имеет диапазон 40 — 60 Дб, а мы современными комплексами РЭБ обеспечиваем подачу сигнала на вход радиоприемного устройства – в 70-80 Дб относительно его пороговой чувствительности. Таким образом, устройство, которое должно принимать сигнал выводиться из работоспособного состояния. Даже после снятия помехи у него внутри еще идут процессы, которые не дают ему работать. Но на Земле просто нет источника энергии для подачи сигнала мощностью, превышающей 200 Дб, поэтому эта логика в случае с РОФАР просто не работает. Его можно запутать так называемым интеллектуальным противодействием, но это уже совсем другая история.»  

Новой радар российских истребителей. Инфографика: s9.stc.all.kpcdn.net

«Фотоника по сути является аналогом электроники, использующим вместо электронов кванты электромагнитного поля оптической частоты — фотоны. Радиофотоника является составной частью нанофотоники, изучающей направленное взаимодействие оптических волн с наноструктурами, в то время как радиофотоника изучает направленное взаимодействие оптических волн, промодулированных радиочастотой в специализированных наноструктурах и позволяет создавать радиочастотные устройства с параметрами, недостижимыми для традиционной электроники, благодаря тому, что фотоны, в отличие от электронов, не имеют массы покоя и заряда, что дает потенциально сверхвысокое быстродействие и уникальную помехоустойчивость».

 

Принцип работы фотонного радара

 

По западной терминологии «квантовый радар» (quantum radar)  — его принцип работы основывается на особенностях фотонов как квантовых частиц. Сигнал, излучаемый таким радаром очень помехоустойчивый. 

Принцип работы фотонного (квантового) радара. Фото: engadget.com

Идея заключается в использовании для обнаружения цели и получения ее изображения фотонов, имеющих определенную поляризацию. Цель освещается потоком специально поляризованного света, а отраженные от цели фотоны позволяют составить изображение цели. Но противник может перехватить фотоны, изменить их и отправить назад эти фотоны, которые исказят для радара форму цели и ее местоположение. Такой процесс приведет к изменению квантовых свойств фотонов, в частности, их поляризацию. Определив поляризацию отраженных фотонов можно не только зарегистрировать сам факт постороннего вмешательства, но и полностью избавиться от него, «выбросив» фотоны с неправильной поляризацией.

Разработанная технология базируется на квантовых свойствах фотонов света, в частности на факте, что любая попытка воздействия на фотон приведет к разрушению его квантовых свойств.

Противодействие сигналам радаров является достаточно сложным делом. Для этого существует несколько различных методов, таких как, подавление полезного сигнала шумом на частоте работы радара или сброс ложных целей, создающих ложные отражения. Но современные радарные системы, вооруженные компьютерами и процессорами обработки сигналов, легко справляются с таким противодействием, поэтому подразделениям радиоэлектронной борьбы приходится применять все более и более сложные методы. Одним из таких сложных методов является перехват сигнала радара и его изменение таким образом, который дает ложную информацию о самой цели и ее местоположении. И с таким методом противодействия бороться намного труднее.

 

Стелс-технологии

 

Если осветить поляризованным светом самолет и проверить измерения количества отраженных фотонов, имеющих ошибочную поляризацию, то данных от фотонов, имеющих правильную поляризацию, будет вполне достаточно для того, что бы составить четкое и узнаваемое изображение самолета.

Исследователи обнаружили, что природа фотонов позволяет справиться даже с самыми продвинутыми стелс-технологиями. Если стелс-самолет попытается перехватить поток фотонов или исказить свое местонахождение каким-либо образом, то тем самым выдаст себя с головой, изменив свойства фотонов.

 

Используемый в работе системы принцип похож на тот, что лежит в основе квантовых криптографических систем с разделенной передачей ключа: любая попытка вклиниться в передачу ключа влияет на его квантовые характеристики и сразу выдает присутствие интервента. 

Радиофотонный локатор не будет стоять отдельным модулем в носу самолета, это будет распределенная система. Фото: sdelanounas.ru/blogs/96305
 

 

Простыми словами

В работе используется непрерывный стабилизированный лазер, амплитудные модуляторы и узкополосные оптические фильтры для преобразования радиолокационного сигнала в диапазон низких частот. Оптическая несущая и одна из боковых полос могут быть подавлены с помощью оптических полосовых фильтров на основе, например, микрорезонаторов или волоконных брегговских решеток.

 

Часть лазерного луча модулируется по амплитуде несущим СВЧ сигналом и также фильтруется для подавления оптической несущей и одной из боковых полос. После этого оптические сигналы, содержащие принимаемый сигнал и сигнал СВЧ несущей, могут быть смешаны на фотоприемнике и оцифрованы медленным электронным АЦП.

 

Для современных оптических элементов отношение сигнал/шум на выходе преобразователя может достигать 60-70 дб и более для СВЧ сигнала с несущей в десятки гигагерц и полосой 100 МГц и выше.

Работа радиофотонного приемного канала с оптическим гетеродинированием может быть использованы в исследованной схеме для ее применения в качестве универсального приемного канала, обеспечивающего ширину полосы до 100 МГЦ (длительность сигналов до 10 нс) с частотой несущей в десятки ГГц при отношении сигнал/шум, равном 60-70 дб (10-11 эффективных бит оцифрованного сигнала). Перспективным может быть также применение режима подавления несущей оптической частоты в модуляторах приемного канала. В этом случае в несколько раз повышается отношение сигнал/шум, а также не требуется использовать узкополосные оптические фильтры в схеме.

Радиофотоника, изучающая взаимодействие оптических и СВЧ-сигналов, позволяет создавать электронные устройства с параметрами, недостижимыми традиционными средствами.

На основе экспериментального образца построен излучатель и приемник. Все это работает, ведет локацию. В эксперименте излучается СВЧ- сигнал (сверхвысокочастотный), который отражается назад,  его принимают и обрабатывает, получая радиолокационную картинку объекта. Фото: sdelanounas.ru/blogs/96305

 

Основные преимущества радиофотонных устройств:

  • Сверхнизкие потери и дисперсия оптического волокна (менее 0.2 дБ/км на 1550 нм, оптическая несущая ~200 ТГц).
  • Сверхширокополосность (доступная полоса частот оптического волокна ~50ТГц, полоса частот современных фотодиодов и модуляторов до 100 ГГц и выше).
  • Низкий уровень фазовых шумов (процесс прямого оптического детектирования с помощью фотодиода не восприимчив к фазе оптического излучения (к фазе и фазовым шумам оптической несущей).
  • Высокая фазовая стабильность оптического волокна. Невосприимчивость к электромагнитным помехам, не создает помехи.
  • Гальваническая развязка фотонных схем.
  • Малая масса и размеры оптического волокна.
  • Механическая гибкость оптического волокна (облегчает конструктивное исполнение).

 

Родом из СССР

Из книги Радиооптические антенные решетки Воскресенского Д.И. (Год издания:1986):
«Описаны методы формирования пространственных характеристик направленности приемных антенных решеток (АР) произвольной формы с использованием средств когерентной оптики и голографии. Рассмотрены когерентные оптические процессоры АР. обладающие различными функциональными возможностями, приведены результаты экспериментальных исследований. Для инженерно-технических работников, специализирующихся в области оптической обработки информации, антенной техники, радио- и гидролокации».

Радиооптические антенные решетки / Воскресенский, Д. И.; Гринев, А.Ю. ; Воронин, Е.Н. Место издания:Москва : Радио и связь Год издания:1986

 

От автора

Так как исследования и разработки по радиофотонным технологиям проводят и США, и ЕС, и Япония, и Южная Корея и Китай стоит смотреть шире и помнить, что использование систем радиооптических фазированных антенных решеток (РОФАР) в перспективе даст возможность построения сети уникальных синхронизированных космических и наземных радиотелескопов, а также покрыть фюзеляж самолетов и вертолетов «умной» обшивкой нового типа.

 

Фотоника может также эффективно применяться в ЖКХ, например, в городских и поселковых системах теплоснабжения, где вместо горячей воды энергоносителями будут выступать фотоны, распространяющиеся в фотоннокристаллических волокнах толщиной с человеческий волос почти без потерь, энергия которых будет преобразовываться в тепло с почти 100% КПД в устройствах, вмонтированные в квартирные радиаторы.

 

Также радиофотоника может совершить революцию в метеорологии, качественно улучшив точность прогнозирования погоды на Земле.

Поэтому радиофотоника призвана стать новой цивилизационной ступенью развития всего человечества.

 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Меньше, мощнее и эффективнее. Радиофотонные локаторы

Последний к настоящему времени прорыв в области радиолокации состоялся несколько десятилетий назад и был обеспечен активными фазированными антенными решетками. В последние годы назрела необходимость нового подобного прорыва, и наука уже имеет необходимые наработки. Дальнейшее развитие радиолокационных систем связывают с освоением и применением т.н. радиофотонных локаторов. Эта концепция предлагает существенную перестройку РЛС, за счет которой может быть получен значительный прирост всех основных характеристик.
Согласно опубликованным данным, радиофотонная РЛС может показывать определенные преимущества перед «традиционными». За счет роста коэффициента полезного действия возможно увеличение дальности обзора и точности сопровождения целей. Также имеется возможность упрощенного опознавания обнаруженной цели. Перспективные станции должны отличаться сокращенными габаритами, что дает новые возможности компоновочного характера. Впрочем, получение практически значимых результатов в новой области пока остается делом отдаленного будущего.

Перспективные проекты

Концепция радиофотонного локатора обсуждалась на уровне теории в течение нескольких последних лет, однако до определенного времени дальше разговоров дело не шло. Ситуация изменилась сравнительно недавно: с конца 2016 года российские научные организации стали регулярно рассказывать о проведении новых исследований и разработке перспективных проектов. Последние сообщения о радиофотонных РЛС появились всего несколько недель назад.

В самом конце 2016 года российский Фонд перспективных исследований впервые представил макет радиофотонного приемно-передающего модуля и широкополосного излучателя для принципиально новой РЛС. Макетный образец использовал волны УКВ-диапазона и смог показать примечательные характеристики. Так, разрешение по дальности достигло 1 м – подобные показатели недостижимы для «традиционных» РЛС того же диапазона.

В дальнейшем работы были продолжены. Как стало известно позже, в перспективной программе принимает участие Концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ). В июле 2017 года о разработке радиофотонных РЛС рассказал советник первого заместителя генерального директора КРЭТ Владимир Михеев. Он раскрыл некоторые технические подробности всей концепции и нового проекта, а также рассказал о текущих работах и планах на ближайшее будущее.

К тому времени в КРЭТ был создан экспериментальный образец новой РЛС, предназначающейся для использования на будущих самолетах-истребителях шестого поколения. В рамках научно-исследовательской работы были построены основные компоненты локатора. С их помощью осуществлялись необходимые исследования, при помощи которых планировалось найти оптимальные варианты конструкции. Также велось создание полноценного макетного образца радио-оптической фотонной антенной решетки. Этот образец был необходим для отработки облика и характеристик будущей серийной аппаратуры.

Параллельно с проработкой общих аспектов нового проекта осуществлялся поиск оптимальных конструкций отдельных элементов РЛС. Такие работы затрагивали излучатель, т.н. фотонный кристалл, приемный тракт и другие компоненты станции. В дальнейшем все эти работы должны будут привести к появлению полноценных работоспособных образцов, пригодных для установки на носители.

В июле 2018 года стало известно, что тематикой радиофотонных локаторов также занимается концерн «РТИ». Сообщалось, что до конца текущего года организация планирует завершить научно-исследовательскую работу по созданию макета новой радиолокационной станции X-диапазона. Разрабатываемое изделие предназначается для использования на боевых самолетах тактического звена. При этом, как и в случае с проектом КРЭТ, речь идет не только о проектировании РЛС, но и об освоении выпуска отдельных ее компонентов.

Согласно июльским новостям, концерн «РТИ» успел запустить первую в стране технологическую линию по выпуску т.н. вертикально-излучающих лазеров. Подобные устройства являются одним из главных компонентов радиофотонной РЛС и прямо влияют на ее характеристики и возможности. Таким образом, российская промышленность получает возможность в ближайшем будущем наладить производство перспективных станций.

Руководство концерна также рассказало о планах на обозримое будущее. Предприятие «РТИ» будет развивать достигнутые успехи и намерено создавать новые версии радиофотонных РЛС. Прежде всего, планируется создать новые станции, работающие в диапазонах K, Ka и Q. Кроме того, необходимо сокращать габариты изделий, благодаря чему должны появиться сверхширокополосные бортовые РЛС новых типов.

В конце ноября концерн «РТИ» вновь рассказал о своих работах по перспективному проекту. Был изготовлен экспериментальный образец РЛС, при помощи которого специалисты провели необходимые проверки. Пока существующая станция не отличается высокими характеристиками, а кроме того, имеет массу ограничений по эксплуатации. Тем не менее, работы в рамках проекта продолжаются, и в будущем перспективная РЛС избавится от выявленных проблем, что позволит ей дойти до эксплуатации.

Лазер вместо полупроводника

Предлагаемая концепция радиофотонной РЛС или радио-оптической фотонной антенной решетки предлагает отказ от традиционных компонентов локатора в пользу новых, позволяющих получить повышенные характеристики. Современные радиолокационные станции генерируют электромагнитное излучение при помощи электровакуумных или полупроводниковых приборов. КПД таких устройств не превышает 30-40 проц. Соответственно, около двух третей электроэнергии превращается в тепло и пропадает впустую. Радиофотонная станция должна использовать иные средства генерации сигнала, обеспечивающие резкий рост КПД.

Еще в прошлом году В. Михеев, рассказывая о новой разработке КРЭТ, указал на основные особенности перспективных станций. Главное новшество предлагаемых проектов заключается в замене полупроводниковых или ламповых устройств передатчиком на основе когерентного лазера и специального фотонного кристалла. Излучение лазера с требуемыми характеристиками направляется на кристалл, который преобразует его в электромагнитные волны. КПД такого передатчика должен превышать 60-70 проц. Таким образом, новый излучатель примерно вдвое эффективнее традиционного.

Прочие открытые источники позволяют сформировать более полную картину. Аппаратура РЛС, отвечающая за выдачу, прием и обработку сигналов, должна управлять лазером, определяя его мощность, модуляцию и другие параметры излучения. Применение оптической аппаратуры, передающей сигнал по оптическому волокну, позволяет получить некоторый выигрыш в быстродействии систем в сравнении с иной аппаратурой и проводкой. Кроме того, как показывают проведенные опыты, излучатель на основе лазера и фотонного кристалла преобразовывает в электромагнитные волны больше энергии, чем иные приборы.

В теории радиофотонная архитектура локатора позволяет резко увеличить рабочие диапазоны и создать станцию сверхширокополосного класса. За счет этого перспективная РЛС способна взять на себя задачи сразу нескольких традиционных систем разных диапазонов. Кроме того, обеспечивается повышенная помехозащищенность и устойчивость при активном радиоэлектронном противодействии со стороны противника.

Ранее упоминалось, что сверхширокополосная станция не только устойчива к воздействию помех, но и сама может создавать их. Передатчик повышенной мощности с возможностью работы в разных диапазонах способен взять на себя роль постановщика помех. Полноценная реализация такого потенциала РЛС позволяет сократить состав бортовой аппаратуры РЭБ или вообще отказаться от другого оборудования такого назначения. Это приводит к экономии массы и объемов внутри носителя.

Наконец, радиофотонная РЛС оказывается меньше и легче существующих аналогов. В первую очередь, это облегчает решение вопросов компоновки при создании техники-носителя станции. Кроме того, появляется возможность оснащения одной боевой машины сразу несколькими радиолокационными станциями или одним таким устройством с набором антенн, распределенных по поверхности. Подобные локаторы уже используются в авиации, и новые образцы вряд ли останутся без дела.

Повышенные характеристики и возможность работы в разных диапазонах должны привести к получению новых характерных возможностей. Так, в прошлом году В. Михеев рассказывал, что РЛС нового типа сможет не только определить местоположение цели, но и составить точное ее изображение, пригодное для опознания. К примеру, станция сможет определить координаты воздушной цели, вычислить тип обнаруженного самолета и затем распознать, какие ракеты подвешены под его крылом.

РЛС и их носители

Очевидно, что новое направление прорабатывается с определенной целью, и развитие РЛС прямо связано с конкретными классами военной техники. Теоретически радиофотонные станции могут использоваться во всех сферах, где уже применяются РЛС традиционных классов. Согласно сообщениям последних лет, российские специалисты уже выбрали сферу применения для первых систем нового класса. Они создаются для боевой авиации, причем не только для самолетов.

Ранее сообщалось, что проект радиофотонной РЛС от Концерна «Радиоэлектронные технологии» разрабатывается в контексте истребителей следующего шестого поколения. В КРЭТ справедливо полагают, что подобные самолеты должны иметь набор разнообразных средств обнаружения, работающих в разных диапазонах и использующей широкий спектр принципов локации. Вместе с прочими системами истребитель будущего должен иметь и радио-оптическую фотонную антенную решетку. При этом возможно использование нескольких антенных устройств, распределенных по всей поверхности планера и обеспечивающих круговой обзор пространства.

Схожие принципы уже реализованы в современном проекте истребителя пятого поколения Су-57, и их следует развивать при создании следующего поколения. Вероятно, к моменту завершения основных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по перспективным РЛС авиационная промышленность будет готова приступить к разработке принципиально новых истребителей.

Концерн «РТИ» тоже разрабатывает свои проекты с прицелом на военную авиацию, однако проявляет интерес иному сектору. Перспективные локаторы могут иметь сокращенные габариты и массу, что может представлять интерес для конструкторов беспилотных летательных аппаратов. Первые образцы сверхлегких и малоразмерных радиофотонных станций для БПЛА планируется создать в течение нескольких следующих лет.

Появление новых средств наблюдения и обнаружения должно оказать большое влияние на дальнейшее развитие беспилотной авиации. Габариты и масса современных авиационных РЛС ограничивают круг их носителей, фактически исключая из него существующие и перспективные отечественные БПЛА. При появлении легких и компактных радиофотонных РЛС ситуация должна будет измениться.

Благодаря этому армия сможет получить средние или тяжелые летательные аппараты, способные осуществлять разведку или пилотирование не только при помощи оптико-электронных средств. Положительные последствия появления таких БПЛА очевидны. Беспилотники с высокоэффективными радиолокаторами могут найти применение в самых разных сферах, от разведки до поиска и уничтожения назначенных целей.

Будут ли перспективные РЛС внедряться в сухопутной технике – пока не уточнялось. Новая аппаратура может найти применение в стационарных и мобильных локаторах, на зенитных системах и в других областях. Тем не менее, пока представители отечественной промышленности не говорили о возможности использования радиофотонных РЛС за пределами авиации.

Вопрос будущего

Согласно новостям последних лет, сразу несколько ведущих предприятий российский радиоэлектронной промышленности ведут научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по новому направлению. Уже выполнены и испытаны несколько макетных образцов различных составляющих перспективных радиолокационных станций, и с учетом полученных данных проводится разработка следующих изделий. Разработчики новой аппаратуры в лице концернов КРЭТ и «РТИ» определились со своими планами и продолжают разработку проектов с четкими целями в контексте развития нашей военной техники.

Однако текущие проекты отличаются сложностью, что сказывается на сроках их реализации. Так, концерн «РТИ» планирует завершить разработку практически применимой РЛС в течение нескольких следующих лет. КРЭТ, в свою очередь, создает собственный проект с прицелом на шестое поколение истребителей. Таким образом, появление готовых новых радиофотонных локаторов, пригодных для эксплуатации на технике, является делом средней или отдаленной перспективы.

Впрочем, ожидаемые сроки появления перспективной аппаратуры не являются проблемой. У нашей промышленности и армии уже есть высокоэффективные современные радиолокационные станции, способные решать все поставленные задачи. С их помощью армия сможет иметь все требуемые возможности вплоть до появления принципиально новых систем. Кроме того, вряд ли следует ожидать, что появление радиофотонных станций приведет к остановке развития «традиционных» систем. Таким образом, в будущем войска смогут своевременно получать все необходимые системы обнаружения, как уже освоенные, так и принципиально новые.

По материалам сайтов:
http://tass.ru/
http://ria.ru/
http://tvzvezda.ru/
https://vz.ru/
https://fpi.defence.ru/
http://arms-expo.ru/

«КРЭТ создал экспериментальный образец фотонного радара для истребителя шестого поколения» в блоге «Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения»

Концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) создал экспериментальный образец радиофотонного радара для истребителя шестого поколения, который придет на смену Т-50. Экспериментальный образец передает, принимает и обрабатывает сигнал, сообщил в интервью советник первого заместителя гендиректора КРЭТ Владимир Михеев.

По его словам, продвижение в работах по созданию бортового радиоэлектронного оборудования для летательного аппарата шестого поколения есть, и в частности в отношении радио-оптической фотонной антенной решетки его бортового локатора.

«В НИР [научно-исследовательской работе] на основе экспериментального образца построен и излучатель, и приемник. Все это работает, ведет локацию — излучаем СВЧ- сигнал [сверхвысокочастотный], он отражается назад, мы его принимаем и обрабатываем, получаем радиолокационную картинку объекта. Смотрим, что нужно сделать, чтобы она была оптимальной», — рассказал он.

Михеев отметил, что «сейчас в рамках научно- исследовательской работы создается полноценный макет этой радио-оптической фотонной антенной решетки, который позволит отработать характеристики серийного образца». «Мы поймем, каким он [радар] должен быть, в каких геометрических размерах, на каких диапазонах и на какой мощности должен работать», — уточнил представитель КРЭТ.

Концерн также отрабатывает технологии конкретных элементов нового радара — его излучателя, фотонного кристалла, приемного тракта, резонаторов.

«Серийный образец локатора сделаем, когда перейдем на этап опытно-конструкторской работы [ОКР], например, по заказу военного ведомства», — отметил Михеев.

Радиофотонный радар

Как пояснил Михеев, в обычной радиолокационной станции (РЛС) излучение генерируется электровакуумными или полупроводниковыми приборами, коэффициент их полезного действия относительно низкий — 30-40%. Оставшиеся 60-70% энергии превращаются в тепло.

«В новом радаре радиолокационный сигнал получается за счет преобразования фотонным кристаллом энергии когерентного лазера в СВЧ-излучение. У такого передатчика коэффициент полезного действия будет составлять не менее 60-70%. То есть большая часть энергии лазера будет преобразовываться в радиолокационную, в результате чего мы можем создать радар большой мощности», — отметил он.

На фотонном передатчике также можно будет получить сверхширокополосное излучение, которое на обычной РЛС физически невозможно.

Как будет выглядеть

Радиофотонный локатор не будет стоять отдельным модулем в носу самолета, это будет распределенная система.

«Нечто похожее можно наблюдать сегодня на истребителе пятого поколения Т-50, радиолокационная станция которого работает в разных диапазонах и в разных направлениях. По факту это один локатор, но он разнесен по самолету. Получается порядка трех-четырех разных РЛС, которые комфортно размещены по всему фюзеляжу и позволяют одновременно обозревать все пространство вокруг самолета», — рассказал Михеев.

«Радиофотографии»

«Радиофотонный радар сможет видеть, по нашим оценкам, значительно дальше существующих РЛС. А так как мы будем облучать противника в беспрецедентно широком спектре частот, то с высочайшей точностью узнаем его положение в пространстве, а после обработки получим почти фотографическое его изображение — радиовидение», — рассказал Михеев.

Он пояснил, что «это важно для определения типа самолета: сразу и автоматически компьютер самолета сможет установить, что это летит, к примеру, F-18 с конкретными типами ракетного оружия».

Новый радар за счет своей сверхширокополосности и огромного динамического диапазона приемника будет иметь большие возможности по защите от помех. Также он дополнительно будет выполнять задачи радиоэлектронной борьбы (РЭБ), передавать данные и служить средством связи.

Новая оптическая система

На истребителе шестого поколения будет устанавливаться «мощная многоспектральная оптическая система, работающая в различных диапазонах — лазерном, инфракрасном, ультрафиолетовом, собственно оптическом, однако значительно превышающем видимый человеком спектр», отметил Михеев.

Она дополнит радиофотонный радар.

Истребитель шестого поколения

В марте 2016 года курирующий «оборонку» вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин объявил о начале работ над истребителем шестого поколения.

Как сообщалось в июне прошлого года глава дирекции программ военной авиации Объединенной авиастроительной корпорации Владимир Михайлов, опытный образец российского боевого самолета шестого поколения совершит первый полет до 2025 года.

В предыдущем интервью по теме истребителя шестого поколения Михеев рассказал, что новый самолет будет делаться в двух вариантах — пилотируемом и беспилотном. Новые истребители будут действовать в «стае», возглавляемой самолетом с летчиком на борту. Беспилотники смогут нести электромагнитные пушки, летать с гиперзвуковой скоростью, выходить в ближний космос.

В этот раз Михеев добавил, что беспилотный вариант получит маневренность, недоступную для пилотируемых самолетов, у которых она ограничена возможностями человека переносить перегрузки. Хотя беспилотный и пилотируемый варианты истребителя шестого поколения будут делаться на одной базе, они будут отличаться не только составом вооружения и оборудования, но и внешне.

КРЭТ разрабатывает для нового истребителя БРЭО и электромагнитное оружие в инициативном порядке.

КРЭТ создал образец фотонного радара для самолета 6-го поколения

Концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) создал экспериментальный образец радиофотонного радара для истребителя 6-го поколения, который придет на смену ПАК ФА (Т-50), передает ТАСС сообщение заместителя гендиректора предприятия Владимира Михеева.

По словам Михеева, «продвижение в работах по созданию бортового радиоэлектронного оборудования для летательного аппарата шестого поколения есть, и в частности в отношении радио-оптической фотонной антенной решетки его бортового локатора».

В НИР (научно-исследовательской работе) на основе экспериментального образца построен и излучатель, и приемник. Все это работает, ведет локацию – излучаем СВЧ-сигнал, он отражается назад, мы его принимаем и обрабатываем, получаем радиолокационную картинку объекта. Смотрим, что нужно сделать, чтобы она была оптимальной,

сказал он в интервью агентству.

Замгендиректора отметил, что «сейчас в рамках научно- исследовательской работы создается полноценный макет этой радио-оптической фотонной антенной решетки, который позволит отработать характеристики серийного образца».

Мы поймем, каким он (радар) должен быть, в каких геометрических размерах, на каких диапазонах и на какой мощности должен работать,

добавил он.

КРЭТ также отрабатывает технологии конкретных элементов нового радара — его излучателя, фотонного кристалла, приемного тракта, резонаторов.

Серийный образец локатора сделаем, когда перейдем на этап опытно-конструкторской работы (ОКР), например, по заказу военного ведомства,

отметил Михеев.

Он пояснил, что «в обычной радиолокационной станции (РЛС) излучение генерируется электровакуумными или полупроводниковыми приборами, коэффициент их полезного действия относительно низкий – 30-40%». Оставшиеся 60-70% энергии превращаются в тепло.

В новом радаре радиолокационный сигнал получается за счет преобразования фотонным кристаллом энергии когерентного лазера в СВЧ-излучение. У такого передатчика коэффициент полезного действия будет составлять не менее 60-70%. То есть большая часть энергии лазера будет преобразовываться в радиолокационную, в результате чего мы можем создать радар большой мощности,

рассказал замгендиректора.

Локатор не будет стоять отдельным модулем в носу самолета, это будет распределенная система.

Нечто похожее можно наблюдать сегодня на истребителе пятого поколения Т-50, радиолокационная станция которого работает в разных диапазонах и в разных направлениях. По факту это один локатор, но он разнесен по самолету. Получается порядка трех-четырех разных РЛС, которые комфортно размещены по всему фюзеляжу и позволяют одновременно обозревать все пространство вокруг самолета,

сказал Михеев.

Радиофотонный радар сможет видеть, по нашим оценкам, значительно дальше существующих РЛС. А так как мы будем облучать противника в беспрецедентно широком спектре частот, то с высочайшей точностью узнаем его положение в пространстве, а после обработки получим почти фотографическое его изображение – радиовидение,

сообщил он.

Замгендиректора пояснил, что «это важно для определения типа (самолета): сразу и автоматически компьютер самолета сможет установить, что это летит, к примеру, F-18 с конкретными типами ракетного оружия».

Авторы фотонного радара вынесли «смертный приговор» стелс-самолетам США

+
A

Возможности РЛС по обнаружению целей выросли в разы

В России впервые испытан макет-демонстратор активной фазированной антенной решетки на основе радиофотоники, так называемый РОФАР. Радиолокационная станция с такой антенной «увидит» цели на дальности, в несколько раз превышающей возможности существующих радаров. Радиофотоника способна свести на нет все преимущества так называемых стелс-технологий малой радиолокационной заметности, на которую сделали ставку в США.

Американские самолеты 5-го поколения – F-35 и F-22 построены по стелс-технологиям. Для снижения радиолокационной заметности им придали максимально плоскую форму, что ухудшило аэродинамические качества самолетов. Кроме того, для них изобрели сверхдорогое радиопоглощающее покрытие, которое к тому же быстро теряет свои качества вовремя эксплуатации. Оружие постарались максимально спрятать внутри фюзеляжа.

И все для того, чтобы радары ПВО противника не смогли вовремя разглядеть подкрадывающийся самолет-невидимку. Все эти меры привели к удорожанию самолета. Так, стоимость F-35 – порядка $100 млн, примерно в два разы выше российского Су-35С.

После появления радиофотонных радаров вся работа по снижению радиолокационной заметности превращается в «мартышкин труд».

Об окончании важно этапа фотонной антенны сообщил Концерн «Вега» на форуме «Армия-2020». Новая технология в разы сократит размеры бортовых РЛС и позволит интегрировать их в обшивку корпуса авиационной и морской техники, что увеличит сектор обзора радиолокатора, утверждает разработчик.

Иными словами, элементы фотонной РЛС можно будет разместить по корпусу самолета или корабля.

«Разрешающая способность новой РЛС будет в несколько раз выше существующих систем и позволит более точно определять цели противника при увеличенной дальности сканирования», — заявляет разработчик, тем самым подписывая смертный приговор американским самолетам-невидимкам.

По информации конструкторов, «активная антенная решетка с быстродействующей системой сканирования построена на основе распределенных радиофотонных приемопередающих модулей».

«Мы получили результаты, позволяющие говорить о перспективе применения РОФАР в составе новейшей морской, авиационной и космической техники, в том числе в комплексах радиолокационного обзора. Новая технология позволит интегрировать приемопередатчик в обшивку корабля, самолета или спутника и увеличить сектор обзора радиолокатора», — заявил руководитель концерна Вячеслав Михеев.

Опубликован в газете «Московский комсомолец» №28352 от 1 сентября 2020

Заголовок в газете:
Неубиваемые козыри радиофотоники

КРЭТ создал экспериментальный образец фотонного радара для истребителя шестого поколения — Армия и ОПК

МОСКВА, 27 июля. /ТАСС/. Концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) создал экспериментальный образец радиофотонного радара для истребителя шестого поколения, который придет на смену Т-50. Экспериментальный образец передает, принимает и обрабатывает сигнал, сообщил в интервью ТАСС советник первого заместителя гендиректора КРЭТ Владимир Михеев.

По его словам, продвижение в работах по созданию бортового радиоэлектронного оборудования для летательного аппарата шестого поколения есть, и в частности в отношении радио-оптической фотонной антенной решетки его бортового локатора.

«В НИР [научно-исследовательской работе] на основе экспериментального образца построен и излучатель, и приемник. Все это работает, ведет локацию — излучаем СВЧ- сигнал [сверхвысокочастотный], он отражается назад, мы его принимаем и обрабатываем, получаем радиолокационную картинку объекта. Смотрим, что нужно сделать, чтобы она была оптимальной», — рассказал он.

Михеев отметил, что «сейчас в рамках научно- исследовательской работы создается полноценный макет этой радио-оптической фотонной антенной решетки, который позволит отработать характеристики серийного образца». «Мы поймем, каким он [радар] должен быть, в каких геометрических размерах, на каких диапазонах и на какой мощности должен работать», — уточнил представитель КРЭТ.

Концерн также отрабатывает технологии конкретных элементов нового радара — его излучателя, фотонного кристалла, приемного тракта, резонаторов.

«Серийный образец локатора сделаем, когда перейдем на этап опытно-конструкторской работы [ОКР], например, по заказу военного ведомства», — отметил Михеев.

Радиофотонный радар

Как пояснил Михеев, в обычной радиолокационной станции (РЛС) излучение генерируется электровакуумными или полупроводниковыми приборами, коэффициент их полезного действия относительно низкий — 30-40%. Оставшиеся 60-70% энергии превращаются в тепло.

«В новом радаре радиолокационный сигнал получается за счет преобразования фотонным кристаллом энергии когерентного лазера в СВЧ-излучение. У такого передатчика коэффициент полезного действия будет составлять не менее 60-70%. То есть большая часть энергии лазера будет преобразовываться в радиолокационную, в результате чего мы можем создать радар большой мощности», — отметил он.

На фотонном передатчике также можно будет получить сверхширокополосное излучение, которое на обычной РЛС физически невозможно.

Как будет выглядеть

Радиофотонный локатор не будет стоять отдельным модулем в носу самолета, это будет распределенная система.

«Нечто похожее можно наблюдать сегодня на истребителе пятого поколения Т-50, радиолокационная станция которого работает в разных диапазонах и в разных направлениях. По факту это один локатор, но он разнесен по самолету. Получается порядка трех-четырех разных РЛС, которые комфортно размещены по всему фюзеляжу и позволяют одновременно обозревать все пространство вокруг самолета», — рассказал Михеев.

«Радиофотографии»

«Радиофотонный радар сможет видеть, по нашим оценкам, значительно дальше существующих РЛС. А так как мы будем облучать противника в беспрецедентно широком спектре частот, то с высочайшей точностью узнаем его положение в пространстве, а после обработки получим почти фотографическое его изображение — радиовидение», — рассказал Михеев.

Он пояснил, что «это важно для определения типа (самолета — прим. ТАСС): сразу и автоматически компьютер самолета сможет установить, что это летит, к примеру, F-18 с конкретными типами ракетного оружия».

Новый радар за счет своей сверхширокополосности и огромного динамического диапазона приемника будет иметь большие возможности по защите от помех. Также он дополнительно будет выполнять задачи радиоэлектронной борьбы (РЭБ), передавать данные и служить средством связи.

Новая оптическая система

На истребителе шестого поколения будет устанавливаться «мощная многоспектральная оптическая система, работающая в различных диапазонах — лазерном, инфракрасном, ультрафиолетовом, собственно оптическом, однако значительно превышающем видимый человеком спектр», отметил Михеев.

Она дополнит радиофотонный радар.

Истребитель шестого поколения

В марте 2016 года курирующий «оборонку» вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин объявил о начале работ над истребителем шестого поколения.

Как сообщил ТАСС в июне прошлого года глава дирекции программ военной авиации Объединенной авиастроительной корпорации Владимир Михайлов, опытный образец российского боевого самолета шестого поколения совершит первый полет до 2025 года.

В предыдущем интервью ТАСС по теме истребителя шестого поколения Михеев рассказал, что новый самолет будет делаться в двух вариантах — пилотируемом и беспилотном. Новые истребители будут действовать в «стае», возглавляемой самолетом с летчиком на борту. Беспилотники смогут нести электромагнитные пушки, летать с гиперзвуковой скоростью, выходить в ближний космос.

В этот раз Михеев добавил, что беспилотный вариант получит маневренность, недоступную для пилотируемых самолетов, у которых она ограничена возможностями человека переносить перегрузки. Хотя беспилотный и пилотируемый варианты истребителя шестого поколения будут делаться на одной базе, они будут отличаться не только составом вооружения и оборудования, но и внешне.

КРЭТ разрабатывает для нового истребителя БРЭО и электромагнитное оружие в инициативном порядке.

«Стелс», я тебя вижу. Как работают квантовые радары?

Пока в КНР испытывают экспериментальный квантовый радар с дальностью до 100 километров, в России полным ходом идут испытания предсерийного изделия, применение которого в буквальном смысле изменит ход истории.

Невозможный перехват

Помимо квантовых компьютеров и сетей передачи данных, разработка и внедрение которых позволит избавить человечество от возможности перехвата данных, одним из наиболее перспективных направлений остаются квантовые радиолокационные системы (квантовые радары). Эта технология станет основополагающей в ближайшие несколько лет — истребители шестого поколения, уникальные подводные лодки и системы предупреждения о ракетном нападении смогут работать в тысячи раз быстрее, а в гонку за готовым изделием уже включились Китай, Россия и США.

Для всех систем этого типа учёные пытаются использовать одно и то же явление — квантовую запутанность. Если не углубляться в дебри физики и квантовой механики, то принцип квантовой запутанности состоит в том, что передача двух взаимозависимых частиц (например, фотонов) через специальные оптические станции высокой мощности возможна не просто на огромном, а на гигантском расстоянии. Не влезая в принцип передачи частиц с информацией в другую часть Солнечной системы и даже другую галактику, стоит заметить, что на фотонах и специальных приёмно-передающих устройствах можно построить армию, победить которую будет практически невозможно.

При этом первые прототипы «стреляющей светом» РОФАР — радиооптической фазированной антенной решётки — были собраны и протестированы в России ещё 15 лет назад. В создание аналогичной системы включился и Китай, однако дальше изготовления макета дело не дошло. Помимо «железок» потребовался уникальный софт. Источники Лайфа в ОПК отмечают, что долгое время специалисты из КНР под разными предлогами пытались купить и программное обеспечение, и специалистов, предлагая совершенно безумные деньги. Диалога не сложилось, а не вполне законные попытки узнать секрет русского квантового радара пресекались спецслужбами.

Фото © Shutterstock Inc

Квантовые линии связи, развёртывание которых вместе с квантовыми компьютерами учёные ожидают на рубеже 2021–2023-х годов, позволят на какое-то время обеспечить полную конфиденциальность любых передаваемых по такой сети данных. Математические методы расшифровки алгоритмов шифрования перестанут работать — кубиты, несущие данные в состоянии суперпозиции, будут иметь такое количество информации, на перебор вариантов которой у современных суперкомпьютеров уйдёт миллион лет. Первая, защищённая и полностью рабочая линия квантовой передачи данных уже работает. Физики из Российского квантового центра ещё в 2017 году запустили между двумя московскими отделениями Сбербанка первую линию квантовой связи, по которой передали реальные финансовые данные. Однако дальше случилось то, чего учёные боялись больше всего, — квантовыми технологиями всерьёз заинтересовались военные.

Квантовый фонарь

Первыми свой интерес к фотонным (квантовым) радарам, действующим по тому же принципу квантовой запутанности, официально признали американцы. Ещё в 2016 году в США был оформлен патент на «подводную арктическую квантовую навигацию», которая работает в миллионы раз быстрее обычных гидролокаторов и позволяет обнаруживать не только предметы, но и способна составлять карту геологических особенностей той или иной местности. Пока достоверных сведений о работе этой системы нет. Однако эксперименты с квантовым радаром проводятся не только на воде и под водой, но и в воздухе.

В 2017 году к тестированию аналогичных технологий приступили в Китае. Специалисты 14-го института оборонной компании CETC провели эксперимент по обстрелу целей фотонами на дальности в 100 километров. Практически одновременно с китайскими специалистами свою разработку показали и российские учёные. Российский Концерн радиоэлектронных технологий (КРЭТ) создал экспериментальный образец фотонного радара для истребителя шестого поколения. Источник Лайфа в ОПК подтвердил, что РЛС такого типа в России создаётся не в качестве экспериментальной установки, а как полноценное изделие, которое через несколько лет можно будет устанавливать на истребители.

Принцип работы «фотонного локатора»

Битва за квант

Помимо огромной скорости передачи данных и чудовищно быстрого обнаружения целей даже по сравнению с перспективными РЛС с активной фазированной антенной решёткой (АФАР) у квантовых радаров есть и другое преимущество — облучение воздушных целей светом сводит на нет любую технологию малозаметности. Последние новости о решениях в этой области говорят о том, что у российских учёных в квантовой гонке есть огромное преимущество. Ещё в 2002 году физики из Российского квантового центра под руководством Александра Львовского разработали метод восстановления квантовой запутанности. В переводе с научного на обычный русский язык это значит, что учёные смогли сделать шаг в направлении квантовой криптографии, пока недоступной для специалистов из-за рубежа.

Фото © European Business Press SA

Несмотря на то что американская компания Lockheed Martin запатентовала квантовый радар ещё в 2007 году, полноценная система обнаружения, создать которую можно сразу для нескольких типов носителей (на суше, море и в воздухе), первой появилась именно в России. Ключевой проблемой в этом отношении является невысокая дальность действия. «Благодарить» за это стоит структуру квантовой системы связи. Говоря простым языком, чем мощнее обстрел фотонами и система в целом, тем она уязвимее. Однако заявления о начале тестирования системы этого типа в России говорит о том, что скоро российские военные получат систему, для которой понятия «малозаметный истребитель» или «стелс-подлодка» не существуют в принципе.

Изделие, по словам источников Лайфа в ОПК, через некоторое время будет готово для установки на истребители Су-35, которые относят к поколению 4++. Эта технология, по данным экспертов, стала причиной повышенного внимания к российским истребителям. РОФАР, тестирование которой на действующем истребителе может начаться уже до 2021 года, позволит истребителям поколения 4++ обнаруживать и «заранее» сбивать любые стелс-машины, включая малозаметные американские истребители F-22, F-35 и бомбардировщики B-2.

Радиооптические фазированные решетки (РОФАР) Футуристический фотонный радар

Группа занимается разработкой радиолокационных систем и систем РЭБ на основе новых технологий

В последнее время все электронные системы все чаще заменяются на фотон. Связал это в первую очередь с другой физической природой фотона. Что же такое фотон и какие уникальные возможности военной техники откроет новое направление — полагаете, что радиофотоника?

Быстрые электроны

Фотоника по сути аналогична электронике, но вместо электронов в ней используется электромагнитное поле фотонов.Фотоны чаще встречаются по количеству частиц во Вселенной и, в отличие от электронов, не имеют массы или заряда. По этой причине фотонные системы не подвержены воздействию внешних электромагнитных полей и имеют гораздо больший диапазон передачи сигнала и полосу пропускания.

Как область науки изучение фотоники началось в 1960 году с изобретения первого важного технического устройства, использующего фотоны, — лазера. Тот же самый термин «фотоника» широко использовался в 1980-х годах в связи с началом широкого использования волоконно-оптических передач.Примечательно, что в России первую разработку такого оптоволоконного кабеля завершило Особое конструкторское бюро кабельной промышленности, входящее сейчас в состав КРЭТ.

Эти разработки произвели революцию в телекоммуникационном секторе в конце прошлого века и стали основой для развития Интернета. Как правило, до 2001 года область фотоники была в основном сосредоточена на телекоммуникациях.

Сегодня телекоммуникационная фотоника помогает создать новое направление — радиофотонику, возникшую в результате слияния радиоволновой оптики, микроволнового излучения, оптоэлектроники и других отраслей науки и промышленности.

Другими словами, радиофотоника занимается проблемами передачи, приема и преобразования информации с использованием электромагнитных волн микроволновых и фотонных устройств и систем. Эти фотоны способствуют созданию радиочастотных параметров, недостижимых с помощью обычной электроники.

Прорыв в радиофотонах

Как известно, Россия по уровню микроэлектроники уступает западным странам. Но теперь некоторые радиофотонные технологии начали побеждать в конкуренции.Сегодня российские ученые в области оборонных технологий считают, что можно отказаться от электронов и привлечь внимание к фотонам, которые не имеют массы и летают быстрее.

По оценкам экспертов, серверы, работающие с фотоникой, в сотни раз меньше нынешних моделей, а скорость передачи данных в десять раз больше.

Или, например, наземный радар. Сегодня этот радар размером с многоэтажный дом, но с помощью СВЧ-фотоники станцию ​​можно установить на стандартный грузовик КАМАЗ.Эффективность и дальность действия радара будут точно такими же, а именно тысячи километров. Некоторые из этих мобильных и небольших радарных систем можно объединить в сеть, что только повысит их характеристики.

Фотонные технологии также значительно расширили возможности бортовых радаров. Новые разработки в этой области снизили вес существующих антенн и радаров более чем в два раза и увеличили их разрешение в десять раз. Также радио-фотонные антенны обладают уникальной невосприимчивостью к возникающим электромагнитным импульсам, таким как удары молнии поблизости или во время солнечных магнитных бурь.

Все это позволит создавать широкополосные радары, которые могут обеспечить такой уровень разрешения и скорости, который можно назвать радарным зрением. Такие системы будут использоваться в гражданской сфере, например, с высокоскоростными поездами, которые мгновенно обнаруживают препятствия на путях.

Photonics может также эффективно использоваться в жилищном строительстве, например, в системах отопления городов и поселков. Вместо горячей воды фотоны будут распространяться в фотонно-кристаллических волокнах толщиной с человеческий волос.Его энергия преобразуется в тепло с почти 100% эффективностью.

Лаборатория будущего

В России КРЭТ развивает радиофотонные технологии. Сегодня концерн и Фонд перспективных исследований работают над перспективным проектом под названием «Разработка активной фазированной антенной решетки на основе радиофотонов». Проект предусматривает создание специальной лаборатории на предприятиях концерна, а также разработку универсальной техники, которая послужит основой для создания РЛС и систем радиоэлектронной борьбы нового поколения.

По словам генерального директора КРЭТ Николая Колесова, новейшие технологии позволят к 2020 году создать эффективные и современные приемники-передатчики нового поколения, радиолокационные системы, средства радиоэлектронной разведки и радиоэлектронного противодействия.

Одним из основных направлений работы станет создание активной фазированной антенной решетки нового поколения, основные элементы которой будут созданы с использованием принципов радиофотоники. Это снизит вес аппарата в 1,5-3 раза, повысит его надежность и эффективность в 2-3 раза, в десятки раз повысит скорость сканирования и разрешение. источник: kret.com

Некоторые ОЧЕНЬ важные данные в статье:

1.) Электроника, основанная на фотонике, снизит потребность в «серверах» до 1/100 текущего уровня и увеличит скорость передачи данных в 10 раз!

2.) Когда фотоника станет полностью развитой, радары на грузовиках будут иметь такую ​​же мощность, разрешение и возможности, что и массивные радары OTH!

3.) Ранние работы КРЭТ в радиофотонике (радары на основе фотоники) невероятно многообещающие.Разработки в этой области, пока они только зарождаются, позволяют снизить вес бортовых радаров (AEW, основанный на фотонике) вдвое по сравнению с текущим весом и увеличив разрешение в 10 раз!

4.) У фотонных радаров сопротивление ЭБУ вырастет на несколько порядков! Высокая устойчивость к электромагнитным бурям…

5.) К 2020 году возможности фотонных радаров AESA будут расти не по дням, а по часам. Вес радара AESA будет уменьшен на 1.В 5–3 раза, увеличьте надежность и эффективность в 2–3 раза, а также увеличьте скорость сканирования и разрешение в несколько десятков раз по сравнению с современными радарами AESA!

6.) Фотоника может также эффективно применяться в жилищном строительстве, например, в городских и сельских системах отопления. Вместо горячей воды будут использоваться фотоны энергии. Они будут распределены в фотонно-кристаллических волокнах толщиной с человеческий волос, энергия которых преобразуется в тепло почти со 100% эффективностью! Источник: magnumcromagnon / russiadefence.нетто

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

.

Россия разработает перспективные радиофотонные радары для истребителей 6-го поколения — Military & Defense

МОСКВА, 9 июля. / ТАСС /. Как сообщили ТАСС в пресс-службе Группы РТИ, через несколько лет в России будут созданы радиофотонные радары для беспилотных летательных аппаратов и самолетов для получения точного изображения цели.

Как сообщалось ранее, на российских истребителях шестого поколения предполагается установить радиофотонные радары. Эта станция видит значительно дальше, чем обычный радар, и будет способна создавать фактически фотографическое изображение цели, которое будет идентифицировано автоматически.

Как сообщили в пресс-службе, в 2018 году RTI Group завершает НИОКР по созданию макета радиофотонной РЛС X-диапазона. По его результатам специалисты «определят принципиальную схему построения радиофотонного локатора», которая позволит «через несколько лет построить прототипы сверхлегких и малогабаритных радаров для беспилотных летательных аппаратов».

Такие радары «смогут обеспечивать радиоволновую съемку, когда изображение имеет более подробную информацию с возможностью определения типа цели», — сообщили в пресс-службе RTI Group.

Такие радары будут иметь значительно меньшие вес и габариты и потреблять меньше энергии как на дронах, так и на самолетах.

Россия начинает производство комплектующих для РЛС

Новая станция будет генерировать радиолокационный сигнал путем преобразования энергии фотонного кристалла лазера. Как сообщает пресс-служба, производство таких лазеров уже начинается в России.

«Группа РТИ запускает первую в России технологическую линию по производству лазеров для создания перспективных радиофотонных радаров», — сообщили в пресс-службе.

Как сообщает пресс-служба компании

RTI Group Максим Кузюк, «мы в RTI стремимся сделать цикл производства интегральных радиофотонных схем для радаров полностью локальным, чтобы эффективно участвовать в быстро развивающейся области, которая может стать гарантом. безопасности страны «.

Группа компаний «РТИ» уже несколько лет по собственной инициативе ведет работы по созданию радиофотонных радаров.

.

Российский ПАК ФА будет оснащен футуристическим фотонным радаром

Российский истребитель пятого поколения ПАК ФА (Т-50) может быть оснащен усовершенствованной РЛС, которая в настоящее время разрабатывается российской корпорацией.

РЛС будет основана на радиооптических фазированных решетках (РОФАР), пояснил советник первого заместителя генерального директора концерна «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) Владимир Михеев.

КРЭТ входит в российскую корпорацию Ростех, занимается разработкой электронных систем для самолета.

Радар будущего будет основан на фотонной технологии, которая значительно расширит возможности связи и радара, поскольку их вес будет уменьшен более чем вдвое, а разрешение увеличится в десять раз.

Сверхширокополосный сигнал ROFAR позволяет виртуально получать телевизионное изображение на радиолокационном диапазоне. Радиофотонные технологии, в частности, расширят возможности российского самолета и вертолета последнего поколения.

«После работы над РОФАР будет представлен перечень пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов с предложением оснащения РЛС на основе радиооптических фазированных решеток.Я думаю, что и ПАК ФА будет в этом списке, и ему будут даны конкретные предложения », — сказал Михеев журналистам, добавив, что окончательное решение будет принимать Минобороны.

Разработчик РОФАР, КРЭТ, создал лабораторию по радиофотонике. Концерн уже приступил к лабораторным испытаниям для создания РОФАР. Проект рассчитан на завершение через 4,5 года, но по графику, согласованному с Фондом перспективных исследований.

Как ранее сообщал заместитель генерального директора КРЭТ Игорь Насенков, к 2018 году компания намерена создать полномасштабный образец будущего радара.

«ПАК ФА — самолет пятого поколения, в разработке которого использован ряд принципиально новых технологий. Это полностью цифровой самолет. Он может оказать полную информационную поддержку пилоту. Самолет оборудован универсальными антенными системами, встроенными в его обшивку », — сказал Насенков во время Dubai Airshow 2015.

©
Спутник /

ПАК ФА (Advanced Tactical Air Sistem) Т-50

.

GNU Radio Radar Toolbox — gr-radar: GNU Radio Radar Toolbox

Я хочу сделать краткий обзор того, что было сделано во время GSoC. Слайды и постеры из GRCon и предыдущих постов должны охватывать почти все, но хорошо иметь одно место, где все записано.

Реализованные типы радаров с примером потокового графа:
CW (протестировано на оборудовании и моделировании)
FSK (протестировано на оборудовании и моделировании)
Dual CW (протестировано на оборудовании и моделировании)
FMCW (только моделирование)
OFDM (только моделирование)

Методы вывода:
Вывод командной строки со встроенным приемником файла
График времени (отображает изменение целевого свойства во времени)
График рассеяния (объединяет два целевых свойства, например.г. графики диапазона / скорости)
График спектрограммы (графики 2D-спектров, например, матрицы OFDM)

Алгоритмы обнаружения пиков:
Обнаружение максимальной мощности (обнаружение одного пика)
OS-CFAR (обнаружение нескольких пиков)
OS-CFAR 2D (обнаружение нескольких пиков, например, для матриц OFDM)

Аппаратный интерфейс и имитатор:
Echotimer (интерфейс UHD) для двух или одного USRP (поддерживается поддержка нескольких USRP)
Настройка синхронизации для измерения аппаратной задержки
Симулятор с возможностью нескольких целей и дальностью, скоростью, rcs и азимутом в качестве цели недвижимость

Блоки обработки:
Матрица кадрирования
Матрица транспонирования
Удаление циклического префикса OFDM
Деление матрицы OFDM с нулевым добавлением и отбрасыванием несущих
Разделение пакетов для FMCW и FSK
FFT для тегированных потоков
Манипулятор сообщений и шлюз для сообщений свойств цели

Дополнительные блоки:
Отслеживание одной цели
Оценка RCS
Триггер для операторов командной строки

Стефан

С GRCon14 (GNU Radio Conference 2014) GSoC успешно завершен! Все студенты GSoC имели возможность представить свою работу в небольшой беседе и в рамках стендовой сессии.Конечно, слайды и плакат также являются хорошим источником информации, если вы хотите узнать что-нибудь об этом проекте. Посмотрите, если вам интересно!

GRCon14 Плакат

GRCon14 Презентация

Стефан

Установлена ​​очередная радарная система! На этот раз это двойной непрерывный радар. Обработка связана с предыдущим радаром FSK, но имеет гораздо более четкий спектр из-за отсутствия разделения сигнала.Таким образом, вы получаете лучшее обнаружение, чем радар FSK. В частности, пик постоянного тока присутствует только в элементе нулевой частоты. Это позволяет обнаруживать меньшие скорости.

Dual CW Radar Stats:
Центральная частота: 2,4 ГГц
Частота дискретизации: 14,25 МГц
Время обнаружения: 150 мс
Разрешение по скорости: 0,4 м / с
Разрешение по дальности: 0,3 м (прибл.)
Однозначная дальность: 12,5 м

Обработка сигнала показана на блок-схеме GNU Radio Companion ниже.

Посмотрите демонстрационное видео с настройкой оборудования, дополнительной информацией и снимками экрана вывода графического интерфейса пользователя!

Стефан

Набор инструментов имеет работающий алгоритм отслеживания в реальном времени для измерения дальности и скорости в случаях одиночной цели! Реализованный алгоритм представляет собой частичный фильтр Generic Sequential Importance Resampling (SIR). Это часть дипломной работы бакалавра в лаборатории инженерных коммуникаций KIT, посвященной исследованиям алгоритмов отслеживания для обработки радиолокационных сигналов.

Этот блок может быть вставлен после любого блока оценки с измерением дальности и скорости. Посмотрите на блок-схему GNU Radio Companion ниже с блоками графического интерфейса пользователя до и после отслеживания.

Посмотрите полный видео-пример траектории цели и снимок экрана вывода графического интерфейса пользователя для получения дополнительной информации.

Стефан

На панели инструментов теперь есть блоки графического интерфейса! Помимо встроенных блоков графического интерфейса пользователя для водопадных или временных диаграмм частоты или спектра, реализовано графическое представление целевой информации.

На данный момент существует два вида графических интерфейсов пользователя. Сначала диаграмма рассеяния двух целевых атрибутов, e. г. дальность и скорость. Этот графический интерфейс позволяет отображать состояние вашей цели в реальном времени на одном графике. Во-вторых, доступны графики времени / атрибутов, которые показывают один атрибут вашей цели в заданном временном диапазоне. Все графические интерфейсы работают в реальном времени и поддерживают несколько целей для любых заданных атрибутов ваших целей.

Также посмотрите демонстрационное видео! Здесь показано обнаружение в реальном времени с видео траектории цели и снимком экрана с ответом графического интерфейса пользователя.

Стефан

Установлен первый демонстрационный радар! Форма волны представляет собой модуляцию FSK со следующей блок-схемой. Фактически радар способен обнаруживать одиночную цель на расстоянии до 120 м с разрешением по скорости 0,25 м / с. Система обеспечивает обнаружение каждые 210 мс. Используемые антенны представляют собой простые лучевые антенны Wi-Fi 2,4 ГГц, соединенные с двумя USRP N210.

Основная проблема заключается в низкой доплеровской частоте около 15 Гц на 1 м / с цели в сочетании с высокой частотой дискретизации 5 МГц из-за необходимой полосы пропускания для надлежащего максимального диапазона.Более высокие центральные частоты решают эту проблему. Поэтому я направляюсь к установке радара в диапазоне 5,9 ГГц. Это должно дать хороший прирост производительности!

Также посмотрите видео-пример, чтобы понять, как это работает! Он показывает обнаружение человека с низкой дальности при описанной выше настройке. Оценка в реальном времени встроена, но красивый графический интерфейс еще не закончен. Реализован простой консольный вывод.

Стефан

Теперь в наборе инструментов радара есть синхронизированный интерфейс USRP! Новый интерфейс называется эхотаймером.Вход и выход представляют собой потоки с тегами, а установка представляет собой два USRP, соединенных кабелем MIMO с любыми антеннами, например USRP N210 с лучевыми антеннами Wi-Fi. RX-поток принимается с постоянным смещением из-за аппаратных задержек. Поэтому реализована функция задержки. Кроме того, в GRC включен обратный вызов для корректировок в реальном времени. Следующий блок-график является частью примеров gr-radar на GitHub.

Рабочий процесс для синхронизированной настройки радара: сначала подключите все оборудование, а затем отправьте импульсный сигнал, который должен отражаться от ближайшей цели, например.г. стена. Генератор сигналов для синхроимпульсов входит в комплект инструментов. Оценщик взаимно коррелирует эти два сигнала и ищет наилучшее совпадение в отношении конкретного сдвига сигнала. Это количество смещенных выборок дается в выводе консоли блоком результатов печати или через встроенный графический интерфейс QT scope.

Этот постоянный сдвиг должен оцениваться только один раз для конкретной конфигурации оборудования! Количество отсроченных выборок постоянно, и поэтому эта настройка калибровки — все, что вам нужно для синхронизированных потоков TX / RX от двух USRP.Посмотрите следующее видео для сравнения встроенного приемника / источника USRP с эхотаймером gr-radar!

Стефан

Репозиторий переехал из моего личного кабинета в аккаунт kit-cel. Посмотрите там другие интересные проекты! Например, нестандартные модули для GNU Radio передатчика DRM, приемника LTE или процедур спектральной оценки.

Стефан

На прошлой неделе прошел первый официальный Hackfest EU! После нескольких часов написания кода, наконец, я двигаюсь к первым вехам.Написан первый черновик блока симулятора и отлично работает!

Внизу вы можете получить представление о моей работе. Я представлю вам рабочую установку симуляции радара FSK в GNU Radio Companion. На данный момент есть только простой консольный вывод оценки, но скоро появится пользовательский интерфейс!

Блок-граф FSK в GNU Radio Companion

Спектр РЛС ФСК

Простой вывод на консоль оценки FSK. Три входных цели с дальностью (10, 20, 50) и скоростью (5, 10, 15).

Стефан

Среднесрочные вехи установлены! Промежуточная оценка проводится в последнюю неделю июня, и до этого момента вы можете ожидать появления следующих новых функций. Кроме того, в этом блоге я представлю достигнутые вехи, чтобы вы могли легко отслеживать развитие.

Simulator Симулятор с возможностью нескольких целей и дальностью, скоростью, RCS и азимутом в качестве свойств цели будет записан. Мотивация — это блок симулятора, который легко заменяется аппаратным.

Поддержка USRP USRP не должны быть обязательными для использования в этом проекте, но на данный момент они, вероятно, являются наиболее подходящим оборудованием в сочетании с GNU Radio. Поэтому я предоставлю готовую поддержку USRP с надлежащей синхронизацией ввода-вывода для беспроблемного анализа сигнала.

Модуляции Первыми реализованными модуляциями будут CW, FSK и FMCW. Для каждой модуляции я предоставлю блок генератора сигналов и пример блок-схемы анализа сигналов в GNU Radio Companion.Акцент делается на кодировании блоков с высокой степенью повторного использования, а затем на возможности создания различных блок-схем анализа модуляции без необходимости написания новых блоков.

Установка радара Все новые функции тестируются в программном обеспечении с помощью тестовых примеров. Но все же исправная радиолокационная установка — лучшее доказательство работоспособности. Первой будет выполнена установка с двумя USRP N210 и рупорных антенн.

Стефан

.

< NEXT Уральские авиалинии табло прилета: табло | Авиакомпания «Уральские авиалинии» Уральские авиалинии табло прилета: табло | Авиакомпания «Уральские авиалинии»

PREV > Германия аэропорты международные: Список международных аэропортов Германии, аэропорты на карте Германия аэропорты международные: Список международных аэропортов Германии, аэропорты на карте

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *