фоне полезные сигналы. Этот недостаток также удалось устранить другим нетривиальным предложением – рандомизацией остатков мешающих эхо-сигналов за счет небольшого (1,5 – 2 дБ) «подсыпания» шума на вход ограничителя.
В связи с использованием ограничения возник еще один новый непонятный вопрос – о соотношении полос пропускания приемника до и после ограничителя. Схема с ограничением применительно к простым сигналам была известна давно и строилась по принципу ШОУ (широкая полоса – ограничитель – узкая полоса). Проведенные исследования показали, что применительно к сложным сигналам для обеспечения наиболее эффективной защиты от импульсных помех приемник надо строить по обратному принципу – УОШ. После проведения всех указанных мероприятий экран ИКО стал идеально «чистым».
Ограничение сложных сигналов и шумов успешно применялось и развивалось нами в последующих изделиях, в частности, в РЛС СТ67, объединившей в себе сжатие сигналов с частотным сканированием, РЛС «Небо» и «Небо-У». В РЛС «Небо-У» имеется два параллельных канала: нелинейный – для решения задачи обнаружения и линейный (который включается по целеуказанию нелинейного) – для точного измерения координат. Вопросы, указанные выше, были исследованы нами в довольно большом ряде работ.
В самых современных РЛС с цифровой программной обработкой сигналов мы отказались от ограничения сигналов, т.к. возникла возможность реализации эффективных следящих порогов, среди которых наиболее перспективны, по-видимому, пороги, основанные на порядковых статистиках.
Заметим, что РЛС СТ67 и, следующая за ней, РЛС «Небо» (с ФМ зондирующим сигналом) были аналоговыми, сжимающие фильтры в них выполнялись на более технологичных устройствах – линиях задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Далее были разработаны две новые станции со сжатием сложных сигналов – РЛС «Небо-У» и «Противник-Г» – обе цифровые ФАР.
Мы рассказали здесь о некоторых Нижегородских локаторах. Их бурное развитие было во многом обусловлено идеями сжатия сложных сигналов. В целом эти идеи вызвали настоящий радиолокационный бум во всем мире, продолжающийся и в настоящее время, и нам повезло активно в этом поучаствовать.
Вторая революция – это внедрение корреляционных автокомпенсаторов. Проблема заключалась в следующем.
В связи с совершенствованием средств постановки преднамеренных помех требования к помехозащищенности радаров непрерывно нарастали, а возможности подходили к пределу. Защита от помех требовала снижения уровня боковых лепестков диаграммы направленности антенны и увеличения мощности передающих устройств. Антенны непрерывно совершенствовались, но необходимого качественного скачка в антенных характеристиках не предвиделось. А мощность передающего устройства – это один из наиболее дорогих параметров радара, ее увеличение проблематично и потому, что входит в противоречие с не менее важными показателями – мобильностью и энергопотреблением.
И вот снова неутомимый Яков Давидович выступает с новой идеей – жемчужиной радиолокации – автокомпенсатором помех, который сулил доступными средствами поднять помехозащищенность на порядок и более. Вскоре в КБ ГТЗ была поставлена НИР «ЛОНО», снова совместно с кафедрой Я.Д.Ширмана. Впоследствии НИР перешла в ОКР «Оборона 14» (закончена 1974г., главный конструктор Рожанский Л.А.). В ОКР была проведена модернизация получившей широкое распространение РЛС П14 (в транспортабельной модификации) с внедрением автокомпенсации. РЛС «Оборона-14» с системой автокомпенсации (кажется, также обогнавшая всех по внедрению) оказалась долгожительницей – она до сих пор стоит на вооружении российской и других армий мира. Ответственным за разработку системы автокомпенсации этой станции был Крылов И.Г. – зам.гл. конструктора разработки. Им был изобретен гетеродинный автокомпенсатор (в отличие от квадратурного автокомпенсатора, предложенного Я.Д. Ширманом). На его основе была выполнена аппаратура автокомпенсации РЛС «Оборона 14». Проведенное Крыловым И.Г. исследование показало, что, несмотря на разные схемные решения, сущность обоих автокомпенсаторов одинакова – они корреляционные 5*).
Система автокомпенсации РЛС «Оборона-14» была 4-х канальной, причем один из каналов был подключен к компенсационной антенне с ортогональной поляризацией для защиты от помех в направлении главного луча, также предложенной Я.Д. Ширманом. Впоследствии была создана модификация РЛС «Оборона 14» в стационарном помещении – 44Ж6, РЛС вернулась в стационарные домики, в которых ранее располагались отслужившие свой срок РЛС П14.
Автокомпенсация в дальнейшем получила широкое распространение и была внедрена во все изделия ННИИРТ – СТ67, «Небо», «Небо-У», «Небо-СВ», «Небо-СВУ», «Противник Г» и др. В РЛС «Небо» использовано 72 корреляционные обратные связи. В отличие от предыдущих, автокомпенсаторы этой станции содержали «запоминающие емкости», позволявшие развязать, разнеся по времени, процессы автоподстройки автокомпенсаторов активных и пассивных помех и поднять качество автокомпенсации. Интересно, что в этой РЛС автокомпенсация с запоминанием использовалась не только применительно к задаче подавления помех – на автокомпенсации была основана совершенно оригинальная система автоподстройки амплитуд и фаз каналов ФАР высотомера, а также система ПБЛ.
В 2009г. в Нижегородском НТЦ ОАО «НПО «ЛЭМЗ» закончена работа по наиболее современной модернизации РЛС «Оборона П14». В ней полностью заменено аппаратное оборудование. Внедрен довольно простой и надежный твердотельный передатчик со сложным зондирующим сигналом с нелинейной частотной модуляцией, значительно снизившей, при отсутствии потерь, уровень боковых лепестков сжатого сигнала (в РЛС П14 и ее модификациях включая «Оборону 14», использовался ламповый автогенератор и простой зондирующий сигнал). Обработка сигналов (первичная и вторичная) реализована на программируемых сигнальных процессорах. Оцифровка сигналов произведена непосредственно на несущей частоте, что позволило исключить местный гетеродин и преобразование частоты и значительно упростило РЛС. Впервые в этом классе РЛС использован многочастотный сигнал, позволивший без вобуляции частоты исключить эффект слепых скоростей. Главный конструктор модернизации – талантливый инженер Грачев О.Д.
В заключение, переходя от истории к настоящему времени, можно с уверенностью утверждать, что современная радиолокация, основанная на надежных твердотельных передатчиках и адаптивных АФАР, была бы просто невозможной без сложных сигналов и автокомпенсаторов помех, предложенных и внедренных Яковом Давидовичем Ширманом.
Поэтому в этом году мы встречаем не только праздник долголетия нашего Большого Учителя, но и праздник долголетия его на редкость эффективных научно-технических идей и творческих достижений.
Г.С. Горелик и радиолокация.
(Зачепицкий А.А. Доклад на чтениях, посвященных 100-летию со дня рождения Г.С. Горелика)
1. Я закончил радиофак в 1953г. и работаю в радиолокации более 50-ти лет. Эта наукоемкая область знаний и техники получила широчайшее распространение и продолжает бурно развиваться в настоящее время. Мне повезло, жизнь предоставила мне возможность раскованно творчески трудиться, имея практически неограниченные финансовые возможности и человеческий ресурс. Я принял непосредственное участие во всех фазах развития этого направления, все радиолокаторы, разработанные с моим участием, в том числе в качестве главного конструктора, внедрены в серийное производство и эксплуатацию, многие из них по сей день находятся на боевом дежурстве в России и в нескольких десятках стран мира.
Невозможно рассказывать о Горелике в отрыве от других выдающихся преподавателей факультета.
Время моего обучения было, по-видимому, самым представительным по
