Битва в ионосфере

В процессе этой разработки выполнен ряд исследовательских работ:

– впервые создана широкоапертурная приемная антенная система, состоящая из укороченных несогласованных элементов и система матричного формирования диаграммы направленности;

– проверен и внедрен новый метод узкополосной цифровой доплеровской фильтрации для режекции хаотических отражений от морской поверхности;

– создано новое поколение высококачественных антенных усилителей и приемников с цифровым управлением частотой настройки, что обеспечивало высокую идентичность передаточных функций каждого приемного канала.

В состав радара входили системы вертикального и возвратно-наклонного зондирования, содержащие ПАО в реальном времени для моделирования ионосферы. Они использовались для выбора оптимальных частот. Система ионосферного зондирования была реализована, как независимый радар с собственными генераторами, передающей антенной, мощным усилителем (120 кВт) и приемными каналами.

Для увеличения точности измерения координат цели был предложен новый класс алгоритмов, компенсирующих возмущение ионосферы, в том числе наиболее эффективный алгоритм, основанный на обработке сигналов от известных островов.

Были осуществлены первые попытки адаптивного цифрового подавления активных помех и предложены новые подходы к режекции пространственно нестационарных активных помех и совершенного подавления пассивных помех. Эти подходы были экспериментально испытаны при осуществлении проекта.

Несмотря на то, что заключительная стадия исследований в 1992 г. проходила в условиях жестких финансовых ограничений, были собраны основные данные для создания боевого (мобильного) загоризонтного морского радара.

Такого рода системы с использованием поверхностной и пространственной волн распространения теперь разрабатываются в России для гражданских (береговая охрана) и оборонных применений. Основные черты систем, находящихся в настоящее время в стадии разработки, определяются следующими факторами:

– малая стоимость, как можно меньшие размеры и малое энергопотребление систем, использующих как поверхностную, так и пространственную волну;

– приоритет мобильных систем, которые могут быть перемещены на заранее подготовленное место и развернуты за несколько дней;

– использование сложного многочастотного сжатия импульса вместо большой импульсной мощности, увеличенное до 100 сек время когерентного накопления (ВКН) для доплеровского частотного разрешения целей радара поверхностной волны;

– усложненная адаптивная обработка пространственно-временных сигналов для одновременной режекции активных и пассивных помех, особенно для большого времени когерентного накопления;

– новый подход к технике адаптивного выбора частот, основанный на оценке качества доплеровского спектра отраженного сигнала и возможного прогноза эффективности режекции активных помех;

– адаптивные алгоритмы компенсации ионосферных возмущений для улучшения подавления пассивных помех в случаях применения пространственной волны;

– мультистатические системы, особенно для низкочастотных радаров поверхностной волны для повышения ДОА оценок;

– системы на смешанных модах, включающие излучение пространственной волны над землей и прием поверхностной волны;

– адаптивное установление порогов и использование статистических методов высокого порядка для обнаружения целей.

6. Опытно-конструкторские и исследовательские работы на Украине

Для проведения большого комплекса экспериментальных работ в 1973 году был создан филиал НИИДАРа в г. Николаеве, в 1992 г. преобразованный в Украинский радиотехнический институт (директор доктор наук В.А. Алебастров).

Упомянутые выше экспериментальные исследования свойств ионосферного распространения в основном проводились под руководством д-ра наук В.А. Алебастрова в Николаеве, где собрана уникальная база данных, полученных на основе пусков геофизических ракет.

Возможности упомянутого выше измерительного комплекса работать во всех направлениях были использованы для детального изучения распространения радиоволн в полярных районах (авроральная активность). Накопленные данные с очевидностью доказывают зависимость характеристик ВНЗ от типа зондирующей трассы, времени, магнитной и солнечной активности и др.

Более 500 опытов ионосферного многочастотного зондирования со спутника было проведено в Николаеве в течение 1990 г. (Космос 2059). База данных включает высоту и азимутальные данные спутника, оцененную задержку, направление и величину принятого импульса на каждой частоте. С помощью этих данных были изучены многие ионосферные явления, которые определяют затухание и доплеровский частотный спектр принятого сигнала, а также нелинейные эффекты, связанные с излучением достаточно большой мощности.

Более б лет в Николаеве совместно с Горьковским (Нижегородским) институтом радиофизики (1974-1980) исследовалось влияние нагрева ионосферы за счет радиоизлучения на условия распространения ВЧ сигналов. Энергетические, спектральные и поляриметрические параметры сигналов ВНЗ, рассеяния на искусственных ионосферных возмущениях и неоднородностях дали много информации для исследования нелинейных взаимодействий. Были проведены специальные исследования сигналов ВНЗ от движущихся ионосферных нерегулярностей, вызванных ионно-акустическими волнами, образованными наземными взрывами. Пять экспериментальных взрывов, проведенных в Средней Азии в 1980-1982 гг. дали достаточно полную картину о доплеровско-частотных свойствах ВНЗ сигналов, возникающих от взрывной ионно-акустической волны. Предполагалось, что подобные эффекты возникают при старте тяжелых ракет. Соответствующие экспериментальные данные также собраны в Николаеве. Особое внимание было уделено изучению движущихся ионосферных нерегулярностей, вызванных акусто-гравитационными волнами, которые сопровождают терминатор между днем и ночью.

Дополнительная база данных включает сигналы ВНЗ, рассеянные искусственно инжектированной плазмой. В результате такой искусственной инжекции появляются крупномасштабные ионосферные неоднородности (до десятков км), которые оказывают влияние на время-частотные свойства сигналов ВНЗ. Эти эксперименты были выполнены в 1985-1989 гг.

Естественно, что большинство проведенных экспериментов было сфокусировано на военные применения. Тем не менее, полученные данные и особенно экспериментальные установки, могут быть успешно использованы международным научным сообществом для открытия новой эпохи совместных глобальных ионосферных исследований, предсказаний землетрясений, наблюдения за солнечной активностью, дистанционного контроля за ядерными взрывами и т.д. Совместные эксперименты на мультистатической основе с совместным использованием западных установок и установок на территории бывшего СССР, которые уже обсуждались представителями России, Украины и Франции, могут вдохновить международное сообщество на новый этап загоризонтных исследований, которые позволяют получить ценные научные результаты».

«Основные вехи развития отечественной загоризонтной радиолокации»

Бывший командующий ПРО, ПКО, С ПРИ, генерал-полковник в отставке Ю.В. Вотинцев «Мы с Ф.А. Кузьминским (я называл его Александром Александровичем) были единомышленниками в понимании задачи, которую он формулировал так: «Надеть наручники на американский империализм».

То, что начал делать Александр Александрович, — не синица в небе, а журавль в руках. Весной 1969 г. разработан аванпроект на радиолокационную систему, состоящую из трех узлов. Тогда с учетом первых результатов сокращенного образца станции «Дута-2» комиссия вынесла решение о принятии аванпроекта. В Приказе от 29 сентября 1969 г. по результатам рассмотрения аванпроекта определена целесообразность создания системы ЗГ радиолокации.

Один узел размещался в Чернигове, второй — в Комсомольске, третий — в Николаеве. Определена кооперация, которая должна была реализовать проект. Стоимость Черниговского узла, включая стоимость городков, составляла 150 млн. руб., Комсомольского — 250 млн. руб., Николаевского — 200 млн. руб. Общая стоимость трех узлов составляла примерно 600 млн. руб.