Osnovi_teorii(прост учебник) (Рекомендованные учебники), страница 5

Краткие сведения из истории радиолокацииИдея РЛ метода в качестве некоторой рабочей гипотезы была сформулирована немецким физиком Г.Р. Герцем в процессе изучения свойстви основных закономерностей распространения электромагнитных волнв свободном пространстве. Однако она не оказала революционное воздействие на технические системы того времени, поскольку, во-первых,была вызвана не практическими потребностями развивающегося общества, а собственными интересами теоретической физики; во-вторых, в сущности этого метода просматривались явные аналогии с известным к томувремени явлением отражения волн другой физической природы, в частности, акустической, в котором было очевидно наличие излучателя акустических волн, отражающего препятствия, и некоторого приемника.

По существу речь идет об аналогии, проведенной в свое время английским физиком В.Д. Круксом между электротелеграфом и радиолинией, которуюнекоторые исследователи истории радиотехники склонны считать открытием радио.Впервые идея практического применения РЛ метода для обнаружения некоторых объектов была высказана в 1897 году отечественным изобретателем радио А.С.

Поповым в процессе экспериментального исследования им канала радиосвязи между транспортом «Европа» и крейсером18Глава 1. Теоретико-методологические основания и принципы построения РЛ систем…«Африка», работоспособность которого нарушалась при прохождении между ними крейсера «Лейтенант Ильин». Несовершенство техники и отсутствие на тот отрезок времени очевидных практических приложений не позволили использовать это открытие для создания практически приемлемыхприборов радиолокационного наблюдения.К началу 1930-х годов, когда контуры Второй мировой войны сталипроявляться все более и более отчетливо, РЛ метод нашел свое реальноевоплощение в целостной системе специфической инженерной деятельности, включающей проектирование, конструирование, непосредственноеизготовление и техническую эксплуатацию первичных РЛ устройств и соответствующих технологий по радиообнаружению ВО в интересах противовоздушной обороны (ПВО).Официальная западная история науки и техники родиной радарасчитает Великобританию, которая с 1936 года вдоль своего побережьяв обстановке строжайшей секретности стала строить линию постов раннего радиолокационного обнаружения с целью защиты своей территории отвоздушного нападения со стороны фашистской Германии.

К началу войныстроительство этой линии было завершено.В становлении теории и практики отечественной радиолокации инициаторами были представитель Главного артиллерийского управления(ГАУ) Рабоче-Крестьянской Красной Армии (РККА) М.М. Лобанов (впоследствии генерал-лейтенант) и представитель управления ПВО РККАП.К. Ощепков (впоследствии профессор, директор Института интроскопии). В Центральной радиолаборатории (ЦРЛ) была организована группапод руководством старшего инженера Ю.К. Коровина. Договор междуЦРЛ и ГАУ был заключен в октябре 1933 года, который стал первымв СССР юридическим документом, положившим начало планомерным научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам в области радиолокации. Что касается США, то по настоянию вице-адмирала БоуэнаКонгресс только лишь в 1935 году ассигновал Морской исследовательскойлаборатории 100 000 долларов специально на работы в области радиолокации.

Первый же контракт с промышленностью на изготовление шестиопытных станций был заключен спустя четыре года.16 января 1934 года в Ленинградском физико-техническом институте(ЛФТИ) под председательством академика А.Ф. Иоффе состоялось совещание, на котором представители ПВО РККА поставили задачу обнаружениясамолетов на высотах до 10 и дальности до 50 км в любое время суток и влюбых погодных условиях. За разработку радиолокаторов взялись несколько групп изобретателей и ученых.

В Ленинградском электро-физическоминституте (ЛЭФИ) группа энтузиастов (Б.К. Шембель, В.В. Цимбалини др.) использовала метод непрерывного излучения радиоволн. Приемники передатчик располагались раздельно. К приемнику поступали два сигна19Раздел I. Основы теории и методологии радиолокационных систем и комплексовла: один – непосредственно от передатчика, а другой – отраженный от самолета. Поскольку дальность до самолета все время изменялась, изменялась и фаза отраженной волны. Она то складывалась, то вычиталась с волной, приходящей непосредственно от передатчика. Возникала интерференция волн, вызывающая характерные биения, слышимые в телефонныхнаушниках, присоединенных к выходу приемника. Летом 1934 года работаопытной установки была продемонстрирована членам правительства.

Самолет, специально летавший в районе расположения аппаратуры, обнаруживался уверенно. Эта аппаратура работала на метровых волнах с использованием дипольных антенн. Диаграммы направленности их были широкими, и координаты самолета определялись весьма приблизительно.В 1936 году в Евпатории группа Б.К. Шембеля испытала новый радиопеленгатор «Буря», работающий в дециметровом диапазоне волн длиной 21–23 см. Передатчик непрерывного излучения был выполнен на совершенноновом по тому времени электровакуумном приборе – магнетроне.

Две параболические антенны (одна для передачи, другая для приема) устанавливалисьна поворотном устройстве снятого с вооружения звукоулавливателя. Вся аппаратура вместе с батареями и аккумуляторами размещалась на автомобильном прицепе. Пеленгатор успешно обнаруживал самолеты на расстоянииоколо 10 км. При этом в телефонах был слышен достаточно низкий звук биений, соответствующий доплеровской частоте.Особый успех выпал на долю группы из ЛФТИ, разработавшей макетимпульсного радиолокатора. В 1938 году макет был испытан и показалдальность действия до 50 км по самолету, летевшему на высоте 1,5 км.

Создатели макета Ю.Б. Кобзарев, П.А. Погорелко и Н.Я. Чернецов в 1941 годуза разработку радиолокационной техники были удостоены Государственнойпремии СССР.Новые станции типа «Редут» были построены на принципе импульсного излучения радиоволн и обеспечивали устойчивое обнаружение самолетов на больших расстояниях. В их основу легли работы, проводившиесяв Опытном секторе ПВО под руководством П.К. Ощепкова и организованной в 1935 году Д.А. Рожанским лаборатории ЛФТИ.

Передатчик радиолокатора был собран на лампе ИГ-8, специально разработанной для этой цели В.В. Цимбалиным. Он имел мощность 40–50 кВт в импульсе при анодном напряжении около 20 кВ и работал на метровых волнах. Размещалсяпередатчик в автофургоне, а на крыше фургона возвышалась антенна типа«Уда-Яги» с пятью директорами и тремя рефлекторами, укрепленными намачте высотой 12 м.

В другом автофургоне размещался приемник с точнотакой же антенной. Третий автофургон содержал агрегаты питания всейстанции. Летом 1940 года, после всесторонних испытаний и усовершенствований, станция «Редут» была принята на вооружение войск ПВО под названием РУС-2 («Радиоуловитель самолетов»).20Глава 1. Теоретико-методологические основания и принципы построения РЛ систем…Станции РУС-2 непрерывно совершенствовались.

Уже в конце 1941 года была решена проблема защиты приемника от мощных импульсов собственного передатчика и станция стала выпускаться в одноантенном варианте.По сравнению с аналогичными станциями, разработанными в США, Великобритании и Германии, наша станция весила почти в три раза меньше и вшесть раз быстрее разворачивалась из походного состояния в боевое.В течение всей войны велась очень интенсивная работа по увеличению дальности действия и точности определения координат с помощьюРЛС. Станция РУС-2 и им подобные не могли обеспечить высокую точность определения координат, поскольку работали на достаточно длинныхволнах (около 4 м) и имели широкую диаграмму направленности антенн(ДНА). Для ее сужения необходимо было перейти на более короткие волны,так как угловая ширина φ главного лепестка диаграммы направленности определяется отношением длины волны к размеру антенны: φ = λ/D.

Одновременно интенсивно развивалась cверхвысокочастотная техника: разрабатывались магнетронные генераторы, волноводная техника, более совершенные и чувствительные супергетеродинные приемники. Во время войныпоявились станции орудийной наводки с параболическими зеркальнымиантеннами. В конце 1942 года РЛС удалось поставить на двухместный самолет Пе-2. Впоследствии эти станции называли прицелом наведения бомбардировщика.Англичане к 1941 году не только имели сеть РЛС вдоль юговосточного побережья, но и стали устанавливать радиолокаторы на кораблях, что позволило им заблаговременно обнаруживать надводные объектыпротивника и вести по ним прицельный артиллерийский огонь на значительном расстоянии.

К концу войны точность и разрешающая способностьпо координатам радаров возросли настолько, что они могли обнаружитьдаже перископ подводной лодки.В годы войны на развитие радиолокации США и Англия могли выделять более значительно ресурсы, чем Советский Союз, вынесший основную тяжесть борьбы с фашизмом. Однако уже в 1943 году при Государственном Комитете Обороны был создан Совет по радиолокации, определивший идеологию и методологию ее развития не только в военное, но и впослевоенное время.

Копия Постановления Государственного КомитетаОбороны № ГОКО-3686сс от 4 июля 1943 г. «О радиолокации» размещенав прил. А.В послевоенные годы продолжает совершенствоваться теория и элементная база радиолокации, а появление реактивной авиации, ракетнойтехники и ядерного оружия ускорило ее развитие. В 1950-е годы в радиолокации впервые был использован клистронный усилитель большой мощности. Такой усилитель обеспечивал значительно бóльшую (до двух порядков) мощность, чем магнетрон.