Данные по локации ИПО свидетельствуют также о значительном увеличении СОР при создании ИПО, но и несколько отличающемся характере их изменений по сравнению с экспериментами с искусственными облаками. Важная особенность рассматриваемого эксперимента состоит в том, что наблюдения СОР существенно меньше по времени и СОР исчезает через 10-100 секунд после прекращения инжекции.
Отмеченные особенности СОР регистрировались не только в области «прямой» видимости ИПО, но и на дальностях около 3000 км (Норвежское море) при создании ИПО на нисходящем участке первого скачка КВ-радиоволн. В этом случае амплитуда СОР на 20–30 дб ниже, чем при локации ИПО на полигоне Капустин Яр, однако общий характер изменения сигналов подобен.
Важная информация о взаимодействии ИПО с ионосферой содержится в доплеровских спектрах СОР и ВНЗ. В качестве примера динамики доплеровских спектров СОР получены спектры, зарегистрированные в эксперименте с инжекцией плазменной струи. Ряд характерных особенностей при регистрации доплеровских смещений СОР в этом же эксперименте также наблюдаются. Из приведенных данных можно сделать следующие заключения:
1. После инжекции плазмы в спектрах регистрируется значительное увеличение амплитуды сигнала.
2. При инжекции плазменной струи на высотах h·140 км наблюдаются значительные знакопеременные изменения доплеровской частоты, а также появление «плавающих» максимумов в доплеровских спектрах, указывающих на то, что отражение происходит от фронта плазменной струи, не заторможенной в ионосфере.
3. Вблизи апогея траектории ракеты, когда флуктуации доплеровского смещения сигнала составляют + 10 Гц, отражение радиоволн определяется в основном объемным рассеянием радиоволн на развитой неоднородной структуре ИПО, «вмороженного» в ионосферу.
Доплеровские спектры СОР, зарегистрированные при зондировании искусственных ионных облаков спустя 2-10 секунд после инжекции, характеризуются также значительным увеличением средней амплитуды сигнала и малыми смещениями доплеровской частоты в пределах — Ь 5 Гц. Это указывает на «вмороженность» облаков в ионосферную плазму и перенос их со скоростью дрейфа в ионосфере.
Особенности вариации сигнала локатора, измеряемого на борту ракеты при ее пролете через ИПО, видны, что при «взлете» ракеты в диаграмму направленности. Происходит возрастание сигнала РАС, сопровождаемое его модуляцией. При образовании ИПО регистрируется резкое общее увеличение и возникновение значительных колебаний амплитуды сигнала. Результаты моделирования отмеченного эффекта получены A.M. Насыровым и Н.А. Осиповым. Качественное согласие экспериментальных данных и модельных оценок указывает на сильную дифракцию КВ-радиоволн на ИПО и значительное рассеяние «вперед» радиоволн на неоднородностях ИПО.
Взаимодействие мощных КВ-радиоволн с ионосферой при наклонном зондировании ЗГРЛС приводит к ряду нелинейных эффектов и, в частности, к увеличению МПЧ. Возможным проявлением нелинейных процессов при воздействии мощного излучения ЗГРЛС на ИПО в экспериментах служило заметное увеличение времени существования ИПО, зарегистрированное различными КВ-средствами, по сравнению с теми случаями, когда ИПО не облучалось ЗГРЛС.
Обобщая основные результаты программы исследований ИПО в ионосфере с помощью ЗГРЛС, можно сделать следующие основные выводы:
1. При зондировании ИПО выявлены основные особенности структуры и динамики ИПО, образуемых ниже максимума F-слоя при различных способах их создания.
2. Экспериментальные и модельные оценки взаимодействия мощного КВ-радиоизлучения с ИПО показывают, что при формировании в результате развития неоднородностей происходит интенсивное объемное рассеяние КВ-радиоволн и дифракция радиоволн на неоднородном ИПО.
3. ЗГРЛС является эффективным средством диагностики и контроля искусственной модификации ионосферы на расстояниях до нескольких тысяч километров от пункта нахождения станции.
В заключении авторы отмечают тот интерес, с которым относился к проведенным работам Ф.А. Кузьминский. Его замечания и советы во многом способствовали развитию исследований в этой новой области использования загоризонтной радиолокации. Значительную помощь авторам при организации и проведении исследований, а также при анализе их результатов оказал СИ. Козлов. Исследования по указанной программе стали возможны благодаря совместным усилиям специалистов из различных организаций. Авторы считают своим приятным долгом особо отметить вклад В.А. Иванова, В.М. Ороса, О.М. Ярко, М.Б. Белоцерковского, Н.В. Ветчинкина, И.В. Грыцькива».
«Загоризонтная радиолокация в России и на Украине (История и достижения)».
А.А. Кузьмин, В.А. Якунин, Ф.Ф. Евстратов, Э.И. Шустов,
А.А. Колосов (НИИДАР, г. Москва, Россия), В.А. Алебастров
(УРТИ, г. Николаев, Украина), Ю.И. Абрамович
(ОПУ, г. Одесса, Украина)
I. Поисковые работы
В России первые результаты по обнаружению объектов, находящихся далеко за пределами горизонта, были получены в 1946–1949 гг. Н.И. Кабановым при работе методом возвратно-наклонного зондирования с отражением от ионосферы в коротковолновом диапазоне. Комиссия под руководством доктора технических наук А.А. Колосова установила, что устойчивые отражения от неподвижных объектов на расстоянии порядка 2000 км по своей конфигурации достаточно хорошо совпадают с рельефом берегового побережья Турции, на Черном море. Однако на фоне этих отражений выделить слабые сигналы от самолетов в то время не удалось.
Аналогичная попытка обнаружения самолетов была сделана в США в 1949-50 гг. Она также закончилась неудачей.
В 1958-60 гг. в СССР была выполнена научно-исследовательская работа «Дуга» (научный руководитель Е.С. Штырен), в которой была научно обоснована возможность загоризонтного обнаружения самолетов на дальности одного скачка (~ 3000 км) и стартов баллистических ракет на дальности двух скачков (~ 6000 км). Были разработаны корреляционно-фильтровые методы выделения сигналов целей с доплеровским смещением частоты на фоне мощных сигналов возвратно-наклонного зондирования (ВНЗ). На специальном полигоне методом электродинамического моделирования были измерены эффективные отражающие поверхности самолетов и корпусов баллистических ракет в диапазоне декаметровых радиоволн применительно к моно — и бистатической схемам радиолокации с разнесением приемника и передатчика от 0° до 180° (руководители работ В.А. Шамшин, Э.И. Шустов). Были измерены также спектры сигналов ВНЗ (руководитель работ Б.С. Кукис).
2. Научно-исследовательские работы
С 1962 г. работы по загоризонтной радиолокации были развернуты в Москве в Научно-исследовательском институте дальней радиосвязи (НИИДАР), который с этого времени является головным институтом по данной тематике в пределах бывшего Советского Союза. По мере развертывания фронта исследований к этим работам был привлечен ряд научно-исследовательских организаций: Институт земного магнетизма и распространения радиоволн Академии наук (ИЗМИРАН) во главе с академиком В.В. Мигулиным; Научно-исследовательский радиофизический институт в г. Горьком (Нижний Новгород) во главе с директором Г.Г. Гетманцевым; Московское Высшее техническое училище им. Баумана (ныне Московский Государственный технический университет), руководство работами осуществлял теперешний ректор университета доктор И.Б. Федоров; Харьковский политехнический институт (руководитель работ В.И. Таран); Одесский политехнический институт (руководитель работ доктор наук Ю.И. Абрамович).
Большое внимание к работам по загоризонтной радиолокации проявлял председатель Совета по распространению радиоволн Академии наук СССР академик А.Н. Щукин.
Научно-исследовательские работы по загоризонтной радиолокации в коротковолновом диапазоне в период с 1961 по 1972 гг. велись по двум основным направлениям: обнаружение ионизированного следа стартующих баллистических ракет и их сопровождение на трассах различной ориентации; обнаружение и сопровождение самолетов на среднеширотных трассах.
С 1961 по 1964 гг. головной организацией НИИДАР в кооперации с организациями России и Украины в г. Николаеве был создан экспериментальный макет загоризонтного радиолокатора с использованием мощных передатчиков и антенн одного из радиоцентров Министерства связи. На этом макете в 1964 г. получены первые в бывшем Советском Союзе загоризонтные обнаружения стартов баллистических ракет на дальности ~ 3000 км (руководители работ В.А. Шамшин и Э.И. Шустов).
В 1965-72 гг. макет несколько раз модернизировался. В 1967-68 гг. на этом макете впервые были обнаружены самолеты на дальности одного скачка (Э.И. Шустов, О.Б. Сливницкий). А в 1969 г. обнаружены запуски с полигона мыса Канаверал космических кораблей «Аполлон» на дальностях 9-10 тыс. км (В.П. Чепига, Ю.К. Калинин).
