На фронтах третьей мировой войны. Война радаров

В «Алатау» система защиты от импульсных несинхронных помех была модернизирована, но принципы ее оставались теми же. Базировалась она, как и учит теория, на разделении полезных сигналов и помех по их структуре. Полезные сигналы приходят строго периодически, синхронно с излучаемыми локатором сигналами. Помехи от других источников приходят с другой периодичностью, или вообще в случайные моменты времени. На этой разнице сигнала и помехи и строится защита от несинхронных помех. Достаточно оценить периодичность прихода сигнала, и тогда легко отделить его от помехи. Для оценки нужно задержать полученный сигнал на период повторения нашего сигнала и сравнить моменты прихода прошлого сигнала и нынешнего. Совпали моменты — значит пришел сигнал, его пропускаем. Не совпали моменты прихода — значит пришла помеха, ее блокируем. Все вроде бы просто. Но сколько усилий было потрачено, прежде чем удалось надежно решить эту задачу! Проблема состояла в необходимости запомнить сигнал.

Сейчас запоминать информацию умеют. В любой ЭВМ вся работа основана на запоминании и воспроизводстве информации, это привычно и кажется таким простым и естественным. Нынешние компьютеры легко могут запомнить и в реальном времени воспроизвести десятки видеофильмов с общей длительностью, превышающей десятки часов. Но так стало совсем-совсем недавно! А тогда, в шестидесятые годы, инженерам и ученым приходилось решать море головоломных задач, чтоб запомнить сигнал на, смешно теперь сказать, тысячную долю секунды. Ну, да ведь подобных примеров мы имеем полным-полно! Кто бы в начале, или даже в середине прошлого века легко поверил, что землю можно облететь за полтора часа?

Только переход к цифровой обработке сигналов, когда принятый сигнал превращается в набор двоичных кодов, только одновременное создание цифровых интегральных микросхем, где десятки и миллионы транзисторов упакованы в крошечные чипы, позволили эту недостижимую до того роскошь — иметь память. Произошло это в семидесятые годы прошлого века, и если вам будет и дальше интересно, об этом рассказ впереди. А мы пока еще находимся в шестидесятых.

Как только не исхитрялись разработчики радаров, чтобы запомнить ничтожные по нынешним меркам объемы информации на микроскопические времена! Сначала это были динамические устройства, представляющие собой линии задержки сигнала. Этакая радиотехническая труба. В один конец сигнал вливается, из другого выливается. Пока наш радар, выдав в пространство мощнейший электромагнитный импульс, ожидает его возвращения после отражения от цели, пришедший перед тем сигнал запускается в нашу радиотехническую трубу и появляется на другом ее конце точно в тот момент времени, когда пришел следующий отраженный сигнал. Вот тут-то их и следует сравнивать. Совпали — пропускаем, сигнал. Не совпали — убираем, помеха.

Есть, правда, и мелкие неприятности такой системы. Сигнал бежит по линии задержки, по радиотехнической трубе, строго постоянное время, у линии постоянное время задержки. Значит, и период излучения сигналов радара должен быть строго такой же. И им не поиграешь просто так, хотя этого нередко и хочется. Ну, тут выход один, приходится формировать импульсы запуска передатчика и всех прочих систем радара на той же (или на такой же) линии задержки. Так и делали, когда в радаре был один канал приема-передачи. Сами линии задержки были устройствами прецизионными, точными, с усилителями радиосигнала до и после линии задержки, с преобразователями радиосигнала в сигнал, понятный для задерживающего элемента. Задерживать пробовали и магнитострикционные колебания в брусках из специальных сплавов, и ультразвуковые колебания в различных средах, преобразовывая радиочастотные импульсы соответствующим образом. Такие устройства доходили до серийного производства и эксплуатации, несмотря на их дороговизну и сложность. Как правило, системы подавления помех на линиях задержки применялись в одноканальных радарах. (Радарами называли радиолокаторы по зарубежной терминологии. Радиолокационные станции по советской терминологии сокращенно именовались РЛС). Но при этом частота повторения РЛС задавалась от линии задержки, определялась временем задержки в линии и была строго постоянной, что также облегчало противнику задачу подавления РЛС.

В «Алатау» для задержки сигнала использовались специально для этой цели разработанные электронно-лучевые трубки — потенциалоскопы, одно из сложнейших и одно из последних детищ вакуумной электроники. Тончайший электронный луч писал спиральный узор на полупрозрачном экране с особым покрытием, а на следующем периоде считывал его. Для успешной работы луч должен был каждый раз точненько попадать на то же место, что и в прошлый период, должен быть не шире и не уже, не быстрее и не тише. Усилители и входного и выходного радиосигнала должны были работать стабильно. Системы разверток луча должны были работать стабильно. Напряжение на всех электродах потенциалоскопа должны быть строго постоянны. И все это невзирая ни на какие изменения температуры, перепады напряжений от генераторов, вибрации и старение элементов. Вот тут то и пришлось вводить десятки подстроек и регулировок, доводивших до белого каления сначала регулировщиков аппаратуры, а затем и обслуживающий персонал. На заводе эти регулировщики, и даже их адреса, были известны руководителям, вплоть до директора завода. В воинских частях спецы, способные справляться с аппаратурой защиты от помех, были известны командирам всех уровней наперечет.

Безусловным достоинством потенциалоскопа, из-за которого приходилось терпеть его капризы, была независимость от периода повторения РЛС. Это не только позволяло менять частоту повторения посылок РЛС, но и перейти к построению многоканальных радиолокационных систем, целых радиолокационных комплексов. Одним из первых, если не первым таким комплексом, был «Алатау».

«Алатау» насчитывал четыре приемо-передатчика в дальномерных каналах, размещенных в двух отдельных вращающихся кабинах, каждая с двумя пятнадцатиметровыми антеннами, и от двух до четырех высотомерных каналов, каждый в своей поворотной кабине, со своей качающейся вверх-вниз антенной. Каждую из кабин дальномеров и высотомеров стремились размещать на возвышенностях или, чаще, на специально насыпанных горках, так как необходимо было избежать затенения антенн местными предметами и деревьями. Внушительное получалось зрелище!

Фактически работало от шести до восьми радиолокаторов одновременно, и синхронно. И здесь потенциалоскопы должны были выручать. Тем более, что задерживать сигнал РЛС приходилось не только для подавления несинхронных импульсных помех, но и для устранения всевозможных мешающих отражений от неподвижных местных предметов и малоподвижных искусственных отражателей, сбрасываемых противником. Система подавления мешающих отражений и выделения на их фоне сигналов от движущихся целей получила название системы «селекции движущихся целей», сокращенно СДЦ. О ней расскажем чуть ниже, а пока еще немного о том, чем пришлось платить за многоканальность «Алатау».

Потенциалоскопы оказались весьма капризными приборами. Подобно всем знакомым телевизионным приемным трубкам, кинескопам, и менее знакомым широкой публике телевизионным передающим трубкам, применявшимся в передающих телекамерах, они тянули за собой громоздкие и дорогие отклоняющие системы, схемы электронных разверток, высоковольтные и низковольтные источники питания, усилители слабых сигналов. И если телевизоры делались тысячами и сотнями тысяч, то эти блоки делались штучно. При этом стоимость их выходила ой-ой какой, а качество, в общем-то, тоже ой-ой…

Много раз пришлось Георгию за свою жизнь возвращаться к этой аппаратуре и к задаче борьбы с помехами, и со всем тем, что мешало этой борьбе.

Триангуляция

Мы стремимся обнаружить противника. Противник создает нам помехи. Мы боремся с помехами всевозможными радиотехническими ухищрениями. Но ведь можно и без радиотехнических. Попросту. «А ля гер, ком а ля гер!» — на войне, как на войне. Вы нам помеху — мы вам ракету! Вот только куда ее пускать? Надо знать хотя бы направление пуска, где он там, постановщик помех. И хорошо бы еще и примерное расстояние до него, чтобы не пускать ракету напрасно. Или слишком поздно.