ความก้าวหน้าล่าสุดในด้านเรดาร์เกิดขึ้นเมื่อหลายสิบปีก่อนและจัดทำโดยอาร์เรย์เสาอากาศแบบค่อยเป็นค่อยไป ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความจำเป็นสำหรับความก้าวหน้าครั้งใหม่นี้ และวิทยาศาสตร์ก็มีพื้นฐานที่จำเป็นอยู่แล้ว การพัฒนาเพิ่มเติมของระบบเรดาร์นั้นเกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการใช้สิ่งที่เรียกว่า ตัวระบุตำแหน่งวิทยุโฟตอน แนวคิดนี้มีการปรับโครงสร้างเรดาร์อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากคุณลักษณะพื้นฐานทั้งหมดสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
ตามข้อมูลที่เผยแพร่ เรดาร์โฟโตนิกวิทยุสามารถแสดงข้อได้เปรียบบางอย่างเหนือเรดาร์ "ดั้งเดิม" การเพิ่มประสิทธิภาพทำให้สามารถเพิ่มระยะการดูและความแม่นยำในการติดตามเป้าหมายได้ นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่จะระบุเป้าหมายที่ตรวจพบได้ง่ายขึ้น สถานีที่คาดหวังควรแยกความแตกต่างด้วยขนาดที่ลดลง ซึ่งให้โอกาสในการจัดวางรูปแบบใหม่ อย่างไรก็ตาม การได้รับผลลัพธ์ที่มีนัยสำคัญในทางปฏิบัติในพื้นที่ใหม่ยังคงเป็นเรื่องของอนาคตอันไกลโพ้น
โครงการดีๆ
แนวความคิดของตัวระบุตำแหน่งโฟตอนวิทยุได้รับการกล่าวถึงในระดับทฤษฎีในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่จนถึงเวลาหนึ่งมันก็ไม่ได้ไปไกลกว่านี้ สถานการณ์เปลี่ยนไปค่อนข้างเร็ว: ตั้งแต่ปลายปี 2559 องค์กรวิทยาศาสตร์ของรัสเซียได้เริ่มพูดคุยเกี่ยวกับการวิจัยใหม่และการพัฒนาโครงการที่มีแนวโน้มเป็นประจำ รายงานล่าสุดของเรดาร์โฟโตนิกวิทยุปรากฏขึ้นเมื่อไม่กี่สัปดาห์ก่อน
ณ สิ้นปี 2559 มูลนิธิรัสเซียเพื่อการศึกษาขั้นสูงได้นำเสนอแบบจำลองของโมดูลรับส่งสัญญาณวิทยุโฟตอนและตัวปล่อยบรอดแบนด์สำหรับเรดาร์ใหม่โดยพื้นฐาน ต้นแบบใช้คลื่น VHF และสามารถแสดงลักษณะเด่นได้ ดังนั้น ความละเอียดของช่วงถึง 1 ม. - ตัวบ่งชี้ดังกล่าวไม่สามารถทำได้สำหรับเรดาร์ "ดั้งเดิม" ในระยะเดียวกัน
งานต่อไปได้ดำเนินต่อไป ดังที่ทราบในภายหลัง ความกังวล "เทคโนโลยีวิทยุอิเล็กทรอนิกส์" (KRET) กำลังเข้าร่วมในโครงการที่มีแนวโน้มดี ในเดือนกรกฎาคม 2017 Vladimir Mikheev ที่ปรึกษารองผู้อำนวยการคนแรกของ KRET ได้พูดถึงการพัฒนาเรดาร์โฟโตนิกเรดาห์ เขาเปิดเผยรายละเอียดทางเทคนิคบางอย่างของแนวคิดทั้งหมดและโครงการใหม่ และยังพูดถึงงานปัจจุบันและแผนสำหรับอนาคตอันใกล้
เมื่อถึงเวลานั้น KRET ได้สร้างต้นแบบทดลองของสถานีเรดาร์ใหม่ขึ้นเพื่อใช้กับเครื่องบินรบรุ่นที่หกในอนาคต เป็นส่วนหนึ่งของงานวิจัย ส่วนประกอบหลักของตัวระบุตำแหน่งถูกสร้างขึ้น ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา การวิจัยที่จำเป็นได้ดำเนินการ โดยมีการวางแผนเพื่อค้นหาตัวเลือกการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด การสร้างต้นแบบที่สมบูรณ์ของอาร์เรย์เสาอากาศโฟโตนิกวิทยุออปติคัลก็ถูกดำเนินการเช่นกัน ตัวอย่างนี้จำเป็นสำหรับการทดสอบลักษณะและลักษณะของอุปกรณ์อนุกรมในอนาคต
ควบคู่ไปกับการศึกษาลักษณะทั่วไปของโครงการใหม่ การค้นหาการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดขององค์ประกอบแต่ละส่วนของเรดาร์ได้ดำเนินการ งานดังกล่าวเกี่ยวข้องกับอีซีแอลที่เรียกว่า คริสตัลโฟโตนิก เส้นทางรับ และส่วนประกอบอื่นๆ ของสถานีในอนาคตงานทั้งหมดเหล่านี้จะต้องนำไปสู่การปรากฏตัวของตัวอย่างที่ใช้งานได้เต็มรูปแบบซึ่งเหมาะสำหรับการติดตั้งบนสื่อ
ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2561 เป็นที่ทราบกันดีว่าข้อกังวลของ RTI นั้นเกี่ยวข้องกับตัวระบุตำแหน่งวิทยุโฟตอนด้วย มีรายงานว่าภายในสิ้นปีนี้ องค์กรวางแผนที่จะทำงานวิจัยเกี่ยวกับการสร้างสถานีเรดาร์ X-band ใหม่ให้เสร็จสมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์ที่อยู่ในระหว่างการพัฒนามีไว้สำหรับใช้กับเครื่องบินรบทางยุทธวิธี ในเวลาเดียวกัน เช่นเดียวกับในกรณีของโครงการ KRET เรากำลังพูดถึงไม่เพียงแค่การออกแบบเรดาร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการพัฒนาการผลิตส่วนประกอบแต่ละส่วนด้วย
ตามข่าวเดือนกรกฎาคม ความกังวลของ RTI ได้เปิดตัวสายเทคโนโลยีสายแรกของประเทศสำหรับการผลิตสิ่งที่เรียกว่า เลเซอร์เปล่งแสงในแนวตั้ง อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของเรดาร์โฟโตนิกวิทยุและส่งผลโดยตรงต่อลักษณะและความสามารถของมัน ดังนั้นอุตสาหกรรมรัสเซียจึงได้รับโอกาสในอนาคตอันใกล้เพื่อจัดระเบียบการผลิตสถานีที่มีแนวโน้ม
ฝ่ายบริหารของความกังวลยังได้พูดถึงแผนการในอนาคตอันใกล้ องค์กร RTI จะสร้างจากความสำเร็จที่ทำได้และตั้งใจที่จะสร้างเรดาร์โฟโตนิกวิทยุรุ่นใหม่ อย่างแรกเลย มีการวางแผนที่จะสร้างสถานีใหม่ที่ทำงานในแถบ K, Ka และ Q นอกจากนี้ จำเป็นต้องลดขนาดของผลิตภัณฑ์ลงเนื่องจากเรดาร์ชนิดใหม่จะออกอากาศในอากาศแบบอัลตร้าไวด์แบนด์
เมื่อปลายเดือนพฤศจิกายน ข้อกังวลของ RTI ได้พูดถึงงานในโครงการที่มีแนวโน้มดีอีกครั้ง มีการสร้างต้นแบบการทดลองของเรดาร์ด้วยความช่วยเหลือซึ่งผู้เชี่ยวชาญดำเนินการตรวจสอบที่จำเป็น จนถึงตอนนี้ สถานีที่มีอยู่ยังไม่โดดเด่นด้วยประสิทธิภาพสูง และยังมีข้อจำกัดในการใช้งานอีกมาก อย่างไรก็ตาม งานภายใต้โครงการยังคงดำเนินต่อไป และในอนาคตเรดาร์ที่มีแนวโน้มจะกำจัดปัญหาที่ระบุ ซึ่งจะทำให้สามารถเข้าถึงการปฏิบัติงานได้
เลเซอร์แทนสารกึ่งตัวนำ
แนวคิดที่เสนอของเรดาห์เรดิโอ-โฟโตนิกหรืออาเรย์เสาอากาศโฟโตนิกแบบเรดิโอออปติคัล เสนอให้ละทิ้งส่วนประกอบเรดาร์แบบเดิมๆ ไปแทนที่องค์ประกอบใหม่ที่ช่วยให้ได้คุณลักษณะที่ดีขึ้น สถานีเรดาร์สมัยใหม่สร้างรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยใช้อุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้าหรือสารกึ่งตัวนำ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดังกล่าวไม่เกิน 30-40 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นประมาณสองในสามของไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นความร้อนและสิ้นเปลือง สถานีวิทยุโฟโตนิกจะต้องใช้วิธีอื่นในการสร้างสัญญาณเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมาก
ปีที่แล้ว V. Mikheev พูดถึงการพัฒนาใหม่ของ KRET ชี้ให้เห็นถึงคุณสมบัติหลักของสถานีที่มีแนวโน้ม นวัตกรรมหลักของโครงการที่เสนอคือการเปลี่ยนอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์หรือหลอดไฟด้วยเครื่องส่งสัญญาณโดยใช้เลเซอร์ที่สอดคล้องกันและคริสตัลโฟโตนิกพิเศษ การแผ่รังสีเลเซอร์ที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนดจะถูกส่งไปยังคริสตัล ซึ่งจะแปลงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประสิทธิภาพของเครื่องส่งสัญญาณดังกล่าวควรเกิน 60-70 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นอีซีแอลใหม่จึงมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของอีซีแอลแบบเดิม
โอเพ่นซอร์สอื่นๆ ให้ภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น อุปกรณ์เรดาร์ซึ่งมีหน้าที่ในการออก รับ และประมวลผลสัญญาณ จะต้องควบคุมเลเซอร์ กำหนดกำลัง มอดูเลต และพารามิเตอร์การแผ่รังสีอื่นๆ การใช้อุปกรณ์ออปติคัลที่ส่งสัญญาณผ่านใยแก้วนำแสงทำให้ได้ความเร็วของระบบเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับอุปกรณ์และสายไฟอื่นๆ นอกจากนี้ จากการทดลองแสดงให้เห็นว่า อิมิตเตอร์ที่ใช้เลเซอร์และคริสตัลโฟโตนิกจะเปลี่ยนพลังงานเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามากกว่าอุปกรณ์อื่นๆ
ตามทฤษฎีแล้ว สถาปัตยกรรมวิทยุ-โฟโตนิกของตัวระบุตำแหน่งสามารถเพิ่มช่วงการทำงานได้อย่างมาก และสร้างสถานีระดับอัลตร้าไวด์แบนด์ ด้วยเหตุนี้เรดาร์ที่มีแนวโน้มว่าจะสามารถรับงานของระบบดั้งเดิมหลายช่วงในคราวเดียว นอกจากนี้ยังเพิ่มภูมิคุ้มกันด้านเสียงและความเสถียรด้วยมาตรการตอบโต้ทางอิเล็กทรอนิกส์แบบแอคทีฟจากศัตรู
มีการกล่าวไว้ก่อนหน้านี้ว่าสถานีอัลตร้าไวด์แบนด์ไม่เพียงแต่ป้องกันสัญญาณรบกวนเท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างสถานีดังกล่าวได้ด้วยตัวมันเอง เครื่องส่งสัญญาณกำลังที่เพิ่มขึ้นพร้อมความสามารถในการทำงานในช่วงต่างๆ สามารถทำหน้าที่เป็นตัวส่งสัญญาณรบกวนได้ การตระหนักถึงศักยภาพของเรดาร์อย่างเต็มที่ทำให้สามารถลดองค์ประกอบของอุปกรณ์สงครามอิเล็กทรอนิกส์บนเครื่องบิน หรือแม้แต่ละทิ้งอุปกรณ์อื่นๆ ที่มีจุดประสงค์นี้โดยสิ้นเชิง สิ่งนี้นำไปสู่การประหยัดน้ำหนักและปริมาณภายในสื่อ
ในที่สุดเรดาห์วิทยุโฟโตนิกมีขนาดเล็กและเบากว่าเรดาร์ที่มีอยู่ ประการแรก วิธีนี้ช่วยให้แก้ไขปัญหาเลย์เอาต์ได้ง่ายขึ้นเมื่อสร้างผู้ให้บริการรถของสถานี นอกจากนี้ มันเป็นไปได้ที่จะติดตั้งยานรบหนึ่งคันที่มีสถานีเรดาร์หลายสถานีในคราวเดียวหรืออุปกรณ์ดังกล่าวหนึ่งชุดที่มีชุดเสาอากาศกระจายอยู่บนพื้นผิว ตัวระบุตำแหน่งดังกล่าวถูกใช้แล้วในการบิน และโมเดลใหม่ไม่น่าจะหยุดนิ่ง
ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นและความสามารถในการทำงานในช่วงต่างๆ จะนำไปสู่ความสามารถลักษณะใหม่ ดังนั้นปีที่แล้ว V. Mikheev กล่าวว่าเรดาร์ประเภทใหม่จะสามารถระบุตำแหน่งของเป้าหมายได้ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังสร้างภาพที่แม่นยำเหมาะสำหรับการระบุตัวตน ตัวอย่างเช่น สถานีจะสามารถกำหนดพิกัดของเป้าหมายทางอากาศ คำนวณประเภทของเครื่องบินที่ตรวจพบ จากนั้นจะรับรู้ได้ว่าขีปนาวุธชนิดใดถูกแขวนไว้ใต้ปีกของมัน
สถานีเรดาร์และผู้ให้บริการ
เห็นได้ชัดว่าทิศทางใหม่กำลังดำเนินการโดยมีจุดประสงค์เฉพาะและการพัฒนาเรดาร์นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับอุปกรณ์ทางทหารประเภทใดประเภทหนึ่ง ตามทฤษฎีแล้ว สถานีวิทยุโฟโตนิกสามารถใช้ได้ในทุกพื้นที่ที่มีการใช้เรดาร์แบบธรรมดาอยู่แล้ว ตามรายงานในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้เชี่ยวชาญชาวรัสเซียได้เลือกขอบเขตสำหรับระบบแรกของคลาสใหม่แล้ว พวกเขาถูกสร้างขึ้นสำหรับการบินต่อสู้และไม่เพียง แต่สำหรับเครื่องบินเท่านั้น
ก่อนหน้านี้มีรายงานว่าโครงการเรดาร์วิทยุโฟตอนจากความกังวล "เทคโนโลยีวิทยุอิเล็กทรอนิกส์" กำลังได้รับการพัฒนาในบริบทของเครื่องบินรบรุ่นที่หกถัดไป KRET เชื่ออย่างถูกต้องว่าเครื่องบินดังกล่าวควรมีชุดอุปกรณ์ตรวจจับต่างๆ ที่ทำงานในช่วงต่างๆ และใช้หลักตำแหน่งที่หลากหลาย ร่วมกับระบบอื่น ๆ นักสู้แห่งอนาคตควรมีเสาอากาศโฟโตนิกวิทยุด้วย ในกรณีนี้ คุณสามารถใช้อุปกรณ์เสาอากาศหลายตัวที่กระจายไปทั่วพื้นผิวทั้งหมดของโครงเครื่องบินและให้มุมมองเป็นวงกลมของพื้นที่
หลักการที่คล้ายคลึงกันได้ถูกนำไปใช้ในการออกแบบปัจจุบันของเครื่องบินขับไล่ Su-57 เจนเนอเรชั่นที่ 5 และควรได้รับการพัฒนาเพื่อสร้างเครื่องบินรุ่นต่อไป อาจเป็นไปได้ว่าเมื่อถึงเวลาที่งานวิจัยและพัฒนาหลักเกี่ยวกับเรดาร์ที่มีแนวโน้มจะเสร็จสิ้น อุตสาหกรรมการบินก็พร้อมที่จะเริ่มพัฒนาเครื่องบินรบใหม่โดยพื้นฐานแล้ว
ความกังวล "RTI" กำลังพัฒนาโครงการของตนโดยมุ่งเป้าไปที่การบินทหาร แต่กำลังแสดงความสนใจในภาคส่วนอื่น เครื่องระบุตำแหน่งในอนาคตอาจมีขนาดและน้ำหนักลดลง ซึ่งอาจเป็นที่สนใจของผู้ออกแบบอากาศยานไร้คนขับ ตัวอย่างแรกของสถานีวิทยุโฟตอนแบบเบาและขนาดเล็กสำหรับ UAV มีแผนจะสร้างภายในไม่กี่ปีข้างหน้า
การเกิดขึ้นของวิธีการสังเกตและการตรวจจับแบบใหม่น่าจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อการพัฒนาอากาศยานไร้คนขับต่อไปขนาดและน้ำหนักของเรดาร์การบินสมัยใหม่จำกัดช่วงของสายการบิน ในความเป็นจริง ไม่รวม UAV ในประเทศที่มีอยู่และมีแนวโน้มจากมัน ด้วยการถือกำเนิดของเรดาร์วิทยุโฟโตนิกน้ำหนักเบาและกะทัดรัด สถานการณ์จะต้องเปลี่ยนไป
ด้วยเหตุนี้ กองทัพจะสามารถจัดหาเครื่องบินขนาดกลางหรือหนักที่สามารถทำการลาดตระเวณหรือขับเครื่องบินได้ ไม่เพียงแต่ด้วยความช่วยเหลือของวิธีการออปติคัลอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น ผลในเชิงบวกของการปรากฏตัวของ UAV ดังกล่าวนั้นชัดเจน โดรนที่มีเรดาร์ประสิทธิภาพสูงสามารถค้นหาการใช้งานในพื้นที่ที่หลากหลาย ตั้งแต่การลาดตระเวนไปจนถึงการค้นหาและทำลายเป้าหมายที่กำหนด
ยังไม่ได้ระบุว่าเรดาร์ที่มีแนวโน้มว่าจะถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีภาคพื้นดินหรือไม่ อุปกรณ์ใหม่นี้สามารถใช้ในเรดาร์แบบอยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่ ในระบบต่อต้านอากาศยาน และในพื้นที่อื่นๆ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่ตัวแทนของอุตสาหกรรมภายในประเทศไม่ได้พูดถึงความเป็นไปได้ของการใช้เรดาห์วิทยุโฟโตนิกนอกการบิน
คำถามแห่งอนาคต
ตามข่าวในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา องค์กรชั้นนำหลายแห่งของอุตสาหกรรมวิทยุ-อิเล็กทรอนิกส์ของรัสเซียกำลังดำเนินการวิจัยและพัฒนาไปในทิศทางใหม่พร้อมๆ กัน ต้นแบบหลายชิ้นของส่วนประกอบต่าง ๆ ของสถานีเรดาร์ที่มีแนวโน้มว่าจะเสร็จสมบูรณ์และทดสอบแล้ว และเมื่อคำนึงถึงข้อมูลที่ได้รับ ผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้กำลังได้รับการพัฒนา ผู้พัฒนาอุปกรณ์ใหม่ ซึ่งแสดงโดยข้อกังวลของ KRET และ RTI ได้ตัดสินใจเกี่ยวกับแผนของพวกเขา และพัฒนาโครงการต่อไปโดยมีเป้าหมายที่ชัดเจนในบริบทของการพัฒนายุทโธปกรณ์ทางทหารของเรา
อย่างไรก็ตาม โครงการปัจจุบันมีความซับซ้อน ซึ่งส่งผลต่อระยะเวลาของการดำเนินการ ดังนั้น RTI จึงมีแผนที่จะดำเนินการพัฒนาสถานีเรดาร์ที่ใช้งานได้จริงภายในไม่กี่ปีข้างหน้า ในทางกลับกัน KRET กำลังสร้างโครงการของตนเองโดยจับตาดูนักสู้รุ่นที่หก ดังนั้น การปรากฏตัวของเครื่องระบุตำแหน่งด้วยคลื่นวิทยุโฟตอนแบบสำเร็จรูปซึ่งเหมาะสำหรับใช้กับอุปกรณ์จึงเป็นเรื่องของแนวโน้มระยะกลางหรือระยะยาว
อย่างไรก็ตาม ระยะเวลาที่คาดว่าจะเกิดขึ้นของอุปกรณ์ที่มีแนวโน้มว่าจะไม่ใช่ปัญหา อุตสาหกรรมและกองทัพของเรามีสถานีเรดาร์สมัยใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งสามารถแก้ไขงานที่ได้รับมอบหมายทั้งหมดได้ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา กองทัพจะสามารถมีความสามารถที่จำเป็นทั้งหมดจนถึงการเกิดขึ้นของระบบใหม่ที่เป็นพื้นฐาน นอกจากนี้ การเกิดขึ้นของสถานีวิทยุโฟโตนิกแทบจะหยุดการพัฒนาระบบ "ดั้งเดิม" แทบไม่ได้ ดังนั้น ในอนาคต กองทหารจะสามารถรับระบบตรวจจับที่จำเป็นทั้งหมดได้ทันเวลา ทั้งที่เชี่ยวชาญแล้วและใหม่เป็นพื้นฐาน