И.В. Мельников1, Д.Д. Ступин2

1, 2 Московский физико-технический институт (МФТИ, Физтех) (г. Долгопрудный, Московская область, Россия)
1 melnikov.iv@mipt.ru, 2 ddstupin@yandex.ru

Постановка проблемы. Применение радиофотонных технологий в радиолокации, по мнению многих исследователей и разработчиков, способно обеспечить качественное улучшение параметров радиоинформационных систем, комплексов и средств. Однако эти улучшения касаются в основном РЛС, работающих в диапазоне частот свыше 20 ГГц, характеризующихся относительно небольшой дальностью действия. Вместе с тем применение радиофотоники в «низкочастотных» РЛС, решающих задачи обнаружения и наблюдения объектов на больших дальностях, включая космические объекты, рассматривается относительно редко. Учитывая важность задач мониторинга ближнего космоса в условиях его чрезвычайной загруженности космическими объектами и необходимость поиска новых эффективных системотехнических и конструкторско-технологических решений для создания высокоинформативных РЛС, считаем актуальным исследовать возможность использования радиофотонных технологий в РЛС дальнего обнаружения.

Цель. Исследовать возможности применения технологий радиофотоники в перспективных РЛС дальнего обнаружения с точки зрения перспективы качественного улучшения их информационно-энергетических характеристик.

Результаты. Исследованы перспективы применения радиофотонных технологий в РЛС дальнего обнаружения с точки зрения качественного улучшения их энергетических и информационных характеристик в задачах обнаружения космических объектов и оценки их координатных и некоординатных параметров.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют более обоснованно подходить к внедрению новых системотехнических и конструкторско-технологических решений в перспективные и существующие модернизируемые РЛС, решающие задачи мониторинга околоземного космического пространства.

Мельников И.В., Ступин Д.Д. Перспективы применения радиофотоники в наземных РЛС дальнего обнаружения // Наукоемкие технологии. 2024. Т. 25. № 3. С. 46−58. DOI: https://doi.org/10.18127/ j19998465-202403-04

1. Боев С.Ф. и др. Мощные надгоризонтные РЛС дальнего обнаружения: Научная монография / Под ред. С.Ф. Боева. М.: Радиотехника». 2013.
2. Bogoni A., Ghelfi P., Loghezza F. Photonics for Radar Networks and Electronic Warfare Systems. The Institution of Engineering and Technology. 2019.
3. Антонов А.Н., Головин С.В., Марков Р.М., Мельников И.В., Надеждин Е.Р., Неешпапа А.В., Соколов В.А., Тихоцкий С.А. Применение питания по оптическому волокну в экспериментальной системе сейсмической съемки и мониторинга // Геофизические исследования. 2022. Т. 23. № 4. С. 55–72. https//doi.org/10/21455/gr2022.4-4.
4. Зайцев Д.Ф., Андреев В.М., Биленко И.А., Березовский А.А., Владиславский П.Ю., Гурфинкель Ю.Б., Цветкова Л.И., Калиновский В.С., Кондратьев Н.М., Косолобов В.Н., Курочкин В.Ф., Слипченко С.О., Смирнов Н.В., Яковлев Б.В. Первая радиофотонная фазированная антенная решетка // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 4. С. 153−164. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202104-17.
5. Голов Н.А., Савченко В.П., Скосырев В.Н., Усачев В.А. Радиофотоника в перспективных радиолокационных системах // Успехи современной радиоэлектроники. 2020. Т. 74. № 12. С. 17–31. DOI: 10.18127/j20700784-202012-02.
6. Степаненко С.А. Фотонный компьютер: структура и алгоритмы, оценки параметров // Фотоника. 2017. № 7. С. 72–83.
7. Исихара С. Оптические компьютеры: Новая эра науки. М.: Наука. 1992. 96 c.
8. Акаев А.А., Майоров С.А. Оптические методы обработки информации. М.: Высшая школа. 1988. 237 с.
9. Евтихиев Н.Н., Каринский С.С., Мировицкий Д.И. Когерентно – оптические устройства передачи и обработки информации. М., 1987. 158 c.
10. Барзандже Ш., Гуха С., Уидбрук К., Витали Д., Шапиро Д.Х., Пирандола С. (2015-02-27). Микроволновое квантовое освещение. Physical Review Letters. V. 114 (8): 080503. arXiv:1503.00189. Bibcode:2015PhRvL.114h0503B. doi:10.1103/physrevlett. 114.080503. ISSN 0031-9007. PMID 25768743. Код S2C 119189135.
11. Квантовая механика могла бы улучшить радар. Physics. 2015. V. 8. № 18 ([1]).
12. Сэндбо Чанг К.У., Вадирадж А.М., Бурасса Дж., Баладжи Б., Уилсон К.М. Радар с квантовым усилением шума. Приложение. Физика. Lett. 2020. № 114 (11): 112601. arXiv:1812.03778. doi:10.1063/1.5085002. S2CID 118919613.
13. Адам Д. (2007-03-06). Оборонный подрядчик США стремится к квантовому скачку в исследованиях радаров. The Guardian. Лондон. Проверено 2007-03-17.
14. Аллен Э.Х. Радиолокационные системы и методы с использованием запутанных квантовых частиц. Выпущен 2013-03-13, присвоен корпорации Lockheed Martin. EP grant 1750145.
15. Бакулев П.А. Радиолокационные системы: Учебник для вузов. М.: Радиотехника. 2004.
16. Логовский А.С., Мальцев Г.Н., Рахманов А.А., Тимошенко А.В. Технико-экономический показатель эффективности создания радиолокационных систем дальнего обнаружения // Вооружение и экономика. 2020. № 2 (52). С. 9–23.
17. Договор между Союзом Советских Социалистических Республик и Соединенными Штатами Америки об ограничении систем противоракетной обороны. 26.05.1972 г.
18. Zervas N., Codemard C.A. High power fibre lasers: A review. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2014. V. 20. P. 0901509.
19. Быстров Р.П., Соколов С.А., Черепенин В.А. Системы и устройства на основе радиофотоники применительно к радиолокации // Журнал радиоэлектроники. 2017. № 6. С. 1–17.
20. Ступин Д.Д. Возможности распознавания ситуации в зоне действия РЛС наблюдения космических объектов при использовании когерентных сигналов большой длительности // Изв. ЮФУ. Сер.: Технические науки. 2012. № 3. Март. С. 119–126.
21. Зайцев Д.Ф. Нанофотоника и ее применение. М.: Фирма «АКТЕОН». 2014. 445 с.
22. Арешин Я.О., Зарецкий С.В., Шатилов А.И. Принципы создания специализированного многопозиционного радиолокационного комплекса слежения за «космическим мусором» и его потенциальные точностные характеристики // Успехи современной радиоэлектроники. 2016. № 9. С. 28–35.
23. Саваневич В.Е., Кожухов А.М., Брюховецкий А.Б., Диков Е.Н. Метод обнаружения астероидов, основанный на накоплении сигналов вдоль траекторий с неизвестными параметрами // Системы обработки информации. 2011. Вып. 2. С. 137–144.
24. Колесса А.Е., Репин В.Г. Робастный адаптивный алгоритм выделения отметок от целей в цифровом изображении // Космические информационно-управляющие системы. 2009. Вып. 3.
25. Голов Н.А., Усачев В.А., Боев С.Ф., Савченко В.П., Шулунов А.Н., Зубарев Ю.Б. Эволюция радиофотоники и перспективы ее применения в радиолокации // «РТИ Системы ВКО – 2017»: Труды V Всерос. н.-т. конф. / АО «РТИ», МГТУ им. Н. Э. Баумана, Ин-т радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова, РАН. М. 2018. С. 292–320.