K najnovšiemu prelomu v oblasti radarov došlo pred niekoľkými desaťročiami a poskytli ho aktívne fázované anténne polia. V posledných rokoch dozrela potreba nového takého prelomu a veda už má potrebné základy. Ďalší vývoj radarových systémov je spojený s vývojom a používaním tzv. rádiofotónové lokátory. Tento koncept ponúka výraznú reštrukturalizáciu radaru, vďaka ktorej je možné dosiahnuť výrazné zvýšenie všetkých základných charakteristík.
Podľa publikovaných údajov môže rádiofotonický radar vykazovať určité výhody oproti „tradičným“. Zvýšením účinnosti je možné zvýšiť rozsah sledovania a presnosť sledovania cieľa. Existuje aj možnosť zjednodušenej identifikácie detekovaného cieľa. Potenciálne stanice by sa mali odlišovať zmenšenými rozmermi, čo dáva nové možnosti usporiadania. Získanie prakticky významných výsledkov v novej oblasti je však stále otázkou vzdialenej budúcnosti.
Sľubné projekty
O koncepte rádiového fotónového lokátora sa v posledných rokoch diskutovalo na teoretickej úrovni, ale až do určitého času to nezašlo ďalej. Situácia sa relatívne nedávno zmenila: od konca roku 2016 začali ruské vedecké organizácie pravidelne hovoriť o novom výskume a vývoji sľubných projektov. Najnovšie správy o rádiových fotonických radaroch sa objavili len pred niekoľkými týždňami.
Ruská nadácia pre pokročilé štúdie na úplnom konci roku 2016 prvýkrát predstavila model modulu pre príjem a vysielanie rádiofotónov a širokopásmového žiariča pre zásadne nový radar. Prototyp používal VKV vlny a dokázal preukázať pozoruhodné vlastnosti. Rozlíšenie dosahu teda dosiahlo 1 m - také ukazovatele sú pre „tradičné“radary rovnakého dosahu nedosiahnuteľné.
Pokračovalo sa v ďalších prácach. Ako sa neskôr ukázalo, koncernová „rádioelektronická technológia“(KRET) sa zúčastňuje sľubného programu. V júli 2017 Vladimír Mikheev, poradca prvého námestníka generálneho riaditeľa KRET, hovoril o vývoji rádiových fotonických radarov. Prezradil niekoľko technických podrobností celého konceptu a nového projektu a hovoril aj o súčasnej práci a plánoch na najbližšie obdobie.
V tom čase bol v spoločnosti KRET vytvorený experimentálny prototyp novej radarovej stanice, určený na použitie v budúcich stíhacích lietadlách šiestej generácie. V rámci výskumných prác boli postavené hlavné komponenty lokátora. S ich pomocou sa uskutočnil potrebný výskum, pomocou ktorého sa plánovalo nájsť optimálne možnosti návrhu. Realizovalo sa aj vytvorenie plnohodnotného prototypu sústavy rádiooptických fotonických antén. Táto vzorka bola potrebná na testovanie vzhľadu a vlastností budúcich sériových zariadení.
Súbežne so štúdiom všeobecných aspektov nového projektu prebiehalo hľadanie optimálnych návrhov jednotlivých prvkov radaru. Na takejto práci sa podieľal žiarič, tzv. fotonický kryštál, dráha príjmu a ďalšie súčasti stanice. V budúcnosti budú musieť všetky tieto práce viesť k vzniku plnohodnotných funkčných vzoriek vhodných na inštaláciu na médiá.
V júli 2018 sa ukázalo, že koncern RTI sa zaoberá aj rádiofotónovými lokátormi. Bolo oznámené, že do konca tohto roka organizácia plánuje dokončiť výskumné práce na vytvorení makety novej radarovej stanice v pásme X. Vyvíjaný výrobok je určený na použitie v taktických bojových lietadlách. Zároveň, rovnako ako v prípade projektu KRET, hovoríme nielen o konštrukcii radaru, ale aj o vývoji výroby jeho jednotlivých komponentov.
Podľa júlových správ sa koncernu RTI podarilo spustiť v krajine prvú technologickú linku na výrobu tzv. vertikálne vyžarujúce lasery. Takéto zariadenia sú jednou z hlavných súčastí rádiového fotonického radaru a priamo ovplyvňujú jeho vlastnosti a schopnosti. Ruský priemysel tak v blízkej budúcnosti dostane príležitosť zorganizovať výrobu sľubných staníc.
Vedenie koncernu hovorilo aj o plánoch v dohľadnej budúcnosti. Spoločnosť RTI bude stavať na dosiahnutých úspechoch a má v úmysle vytvárať nové verzie rádiových fotonických radarov. V prvom rade sa plánuje vytvorenie nových staníc fungujúcich v pásmach K, Ka a Q. Okrem toho je potrebné zmenšiť rozmery výrobkov, kvôli ktorým by sa mali objaviť ultraširokopásmové vzdušné radary nových typov.
Koncom novembra koncern RTI opäť hovoril o svojej práci na sľubnom projekte. Bol vyrobený experimentálny prototyp radaru, pomocou ktorého špecialisti vykonali potrebné kontroly. Existujúca stanica sa zatiaľ nevyznačuje vysokým výkonom a okrem toho má veľa prevádzkových obmedzení. Napriek tomu práce v rámci projektu pokračujú a sľubný radar sa v budúcnosti zbaví identifikovaných problémov, ktoré mu umožnia dostať sa do prevádzky.
Laser namiesto polovodičov
Navrhovaná koncepcia sústavy rádio-fotonických radarov alebo rádiooptických fotonických antén navrhuje odmietnutie tradičných radarových komponentov v prospech nových, ktoré umožňujú získať zlepšené vlastnosti. Moderné radarové stanice generujú elektromagnetické žiarenie pomocou vákuových alebo polovodičových zariadení. Účinnosť takýchto zariadení nepresahuje 30-40 percent. V súlade s tým sa asi dve tretiny elektriny premenia na teplo a vyhodia sa. Rádiofotonická stanica musí používať iné prostriedky na generovanie signálu, ktoré zaisťujú prudké zvýšenie účinnosti.
Minulý rok V. Mikheev, hovoriaci o novom vývoji KRET, poukázal na hlavné črty sľubných staníc. Hlavnou inováciou navrhovaných projektov je výmena polovodičových alebo žiarovkových zariadení za vysielač založený na koherentnom laseri a špeciálnom fotonickom kryštáli. Laserové žiarenie s požadovanými charakteristikami je nasmerované na kryštál, ktorý ho prevádza na elektromagnetické vlny. Účinnosť takéhoto vysielača by mala presiahnuť 60-70 percent. Nový žiarič je teda asi dvakrát taký účinný ako tradičný.
Úplnejší obraz poskytujú ďalšie otvorené zdroje. Radarové zariadenie, ktoré je zodpovedné za vysielanie, príjem a spracovanie signálov, musí ovládať laser, určovať jeho výkon, moduláciu a ďalšie parametre žiarenia. Použitie optického zariadenia, ktoré prenáša signál cez optické vlákno, umožňuje dosiahnuť určitý nárast rýchlosti systémov v porovnaní s iným vybavením a zapojením. Navyše, ako ukazujú experimenty, žiarič na báze lasera a fotonického kryštálu prevádza viac energie na elektromagnetické vlny ako ostatné zariadenia.
Rádio-fotonická architektúra lokátora môže teoreticky dramaticky zvýšiť prevádzkové rozsahy a vytvoriť stanicu ultraširokopásmovej triedy. Vďaka tomu je sľubný radar schopný prevziať úlohy niekoľkých tradičných systémov rôznych rozsahov naraz. Navyše poskytuje zvýšenú odolnosť proti hluku a stabilitu s aktívnymi elektronickými protiopatreniami od nepriateľa.
Už bolo spomenuté, že ultraširokopásmová stanica je nielen odolná voči rušeniu, ale môže ju aj sama vytvárať. Vysielač so zvýšeným výkonom so schopnosťou pracovať v rôznych rozsahoch je schopný prevziať úlohu rušičky. Plná realizácia tohto potenciálu radaru umožňuje znížiť skladbu palubného zariadenia elektronického boja alebo dokonca úplne opustiť iné vybavenie na tento účel. To vedie k úspore hmotnosti a objemu vo vnútri média.
Rádio fotonický radar je nakoniec menší a ľahší ako existujúce náprotivky. V prvom rade to uľahčuje riešenie problémov s rozložením pri vytváraní nosiča vozidla stanice. Okrem toho je možné vybaviť jedno bojové vozidlo niekoľkými radarovými stanicami naraz alebo jedno také zariadenie sadou antén rozmiestnených po povrchu. Takéto lokátory sa už používajú v letectve a je nepravdepodobné, že by nové modely zostali nečinné.
Zvýšený výkon a schopnosť pracovať v rôznych rozsahoch by mali viesť k novým charakteristickým schopnostiam. V minulom roku V. Mikheev povedal, že radar nového typu bude schopný nielen určiť polohu cieľa, ale aj zostaviť jeho presný obraz, vhodný na identifikáciu. Stanica bude napríklad schopná určiť súradnice vzdušného cieľa, vypočítať typ detekovaného lietadla a potom rozpoznať, ktoré rakety sú zavesené pod jej krídlom.
Radarové stanice a ich nosiče
Je zrejmé, že nový smer sa pracuje s konkrétnym účelom a vývoj radaru priamo súvisí s konkrétnymi triedami vojenského vybavenia. Rádiové fotonické stanice je teoreticky možné použiť vo všetkých oblastiach, kde sa už používajú konvenčné radary. Podľa správ z posledných rokov si ruskí experti už vybrali rozsah prvých systémov novej triedy. Sú stvorené pre bojové letectvo, a nielen pre lietadlá.
Predtým bolo hlásené, že projekt rádio-fotonického radaru od spoločnosti Concern „Radioelectronic Technologies“sa vyvíja v kontexte stíhačiek ďalšej šiestej generácie. Spoločnosť KRET sa správne domnieva, že takéto lietadlá by mali mať sadu rôznych detekčných zariadení pracujúcich v rôznych rozsahoch a využívajúcich široký rozsah zásad určovania polohy. Spolu s inými systémami by mal mať bojovník budúcnosti aj pole rádiooptických fotonických antén. V tomto prípade je možné použiť niekoľko anténnych zariadení rozložených po celom povrchu draku lietadla a poskytujúcich kruhový pohľad na priestor.
Podobné princípy už boli implementované v súčasnom dizajne stíhačky Su-57 piatej generácie a mali by byť vyvinuté pri tvorbe ďalšej generácie. Pravdepodobne v čase, keď budú dokončené hlavné výskumné a vývojové práce na sľubných radaroch, bude letecký priemysel pripravený začať s vývojom zásadne nových stíhačiek.
Koncern „RTI“vyvíja svoje projekty aj s ohľadom na vojenské letectvo, ale prejavuje záujem o iný sektor. Potenciálne lokalizátory môžu mať zmenšené rozmery a hmotnosť, čo môže byť zaujímavé pre konštruktérov leteckých dopravných prostriedkov bez posádky. Prvé vzorky ultraľahkých a malých rádiofotonových staníc pre UAV sa plánujú vytvoriť v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov.
Vznik nových spôsobov pozorovania a detekcie by mal mať veľký vplyv na ďalší vývoj bezpilotných lietadiel. Rozmery a hmotnosť moderných leteckých radarov obmedzujú dosah ich nosičov, v skutočnosti z neho vylučujú existujúce a sľubné domáce UAV. S príchodom ľahkých a kompaktných rádiových fotonických radarov sa situácia bude musieť zmeniť.
Vďaka tomu bude armáda schopná získať stredné alebo ťažké lietadlá schopné vykonávať prieskum alebo pilotovanie nielen pomocou opticko-elektronických prostriedkov. Pozitívne dôsledky výskytu takýchto UAV sú zrejmé. Drony s vysoko účinnými radarmi môžu nájsť uplatnenie v rôznych oblastiach, od prieskumu až po vyhľadávanie a ničenie určených cieľov.
Zatiaľ nie je stanovené, či budú do pozemnej technológie zavedené sľubné radary. Nové zariadenie môže nájsť uplatnenie v stacionárnych a mobilných radaroch, protilietadlových systémoch a v ďalších oblastiach. Zástupcovia domáceho priemyslu však nehovorili o možnosti použitia rádiových fotonických radarov mimo letectva.
Otázka budúcnosti
Podľa správ z posledných rokov niekoľko vedúcich spoločností ruského rádioelektronického priemyslu súčasne vykonáva výskum a vývoj novým smerom. Niekoľko prototypov rôznych komponentov sľubných radarových staníc už bolo dokončených a testovaných a vzhľadom na získané údaje sa vyvíjajú nasledujúce produkty. Vývojári nového vybavenia, reprezentovaného koncernmi KRET a RTI, sa rozhodli pre svoje plány a pokračujú vo vývoji projektov s jasnými cieľmi v kontexte vývoja nášho vojenského vybavenia.
Súčasné projekty sú však komplexné, čo ovplyvňuje načasovanie ich implementácie. Koncern RTI teda plánuje v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov dokončiť vývoj prakticky použiteľnej radarovej stanice. KRET zasa vytvára svoj vlastný projekt s okom šiestej generácie bojovníkov. Vzhľad hotových nových rádiofotónových lokátorov vhodných na použitie na zariadeniach je teda otázkou strednodobých alebo dlhodobých perspektív.
Očakávané načasovanie vzniku sľubných zariadení však nie je problémom. Náš priemysel a armáda už majú vysoko efektívne moderné radarové stanice, ktoré sú schopné riešiť všetky zadané úlohy. S ich pomocou bude môcť armáda disponovať všetkými potrebnými schopnosťami až do vzniku zásadne nových systémov. Okrem toho nemožno od vzniku rádiových fotonických staníc očakávať, že zastaví vývoj „tradičných“systémov. V budúcnosti teda vojská budú môcť včas dostať všetky potrebné detekčné systémy, už zvládnuté a zásadne nové.
