О радиотеплолокации

О радиотеплолокацииВ научных публикациях и даже на конкурсах на размещение государственных закупок много раз упоминаются радиотеплолокаторы. Их назначение — прием сигналов радиотеплоизлучения в миллиметровом диапазоне. Главным отличием радиотеплолокаторов от активных радиолокаторов является отсутствие передатчика: радиотеплолокатор принимает естественное радиотепловое излучение объектов наблюдения. Это обстоятельство оказывает значительное влияние на достижимые эксплуатационные характеристики в случае применения радиотеплолокатора в составе судового радионавигационного комплекса.

При этом радиотеплолокатор надо отличать от инфракрасных приборов, например, теплоплопеленгаторов — оптических приборов, работающих в инфракрасном диапазоне. Рабочий инструмент радиотеплолокатора — радиометр или радиоинтерфометр. В принципе радиотеплолокатор может дать картинку, аналогичную телевизионной. Работают радиотеплолокаторы в миллиметровом или сантиметровом диапазоне. Для усиления получаемого сигнала сейчас используют генератор шумов — это не направляемый луч классического радиолокатора, а просто возбудитель теплового излучения объектов.

Публикаций по ним — масса. Пример применения радиотеплолокации — радиометрический комплекс «Икар-Дельта», предназначенный для измерения амплитудного и пространственного распределения собственного радиотеплового излучения земной поверхности в микроволновом диапазоне с целью определения следующих характеристик атмосферы, океана и суши: положения и изменчивости основных фронтальных зон Северной Атлантики: зоны течения системы Гольфстрим, Северо-Атлантического течения, струйных течений тропической зоны Атлантического океана; положения, интенсивности и направления перемещений крупномасштабных температурных аномалий, локализованных в верхних слоях океана; параметров снежного и ледового покрова; водозапасов облаков и интегральных параметров атмосферы; границ зон осадков; приводной скорости ветра; распределения температуры воздуха.


Состав комплекса: один радиометр «Дельта-2П», один радиометр «Икар-ИП», три поляризационных радиометра РП-225, одна сканирующая двухполяризационная радиометрическая система Р-400, шесть радиометров РП-600.

Технические характеристики: рабочие длины волн, см: 0,3/0,8/1,35/2,25/4/6; мощность — 600ВА; время непрерывной работы — 7 часов, ресурс — 1500 часов, масса — 400 кг.

Возможность создания систем, аналогичных технологии PCL, существует на основе использования сверхдлительного когерентного накопления сигналов, методов спектрального анализа и прикладной теории фракталов и детерминистского хаоса.

Такими возможностями обладает новое поколение бортовых сканирующих радиометрических систем космического базирования, примером которых является созданный в ОКБ МЭИ многоканальный сканирующий радиометрический комплекс «Дельта-2Д» для исследований поверхности Земли и атмосферы.

Радиометрический комплекс «Дельта-2Д» предназначен для установки на ИСЗ «Океан». Он работает на четырех частотных каналах: 36; 22,3; 13,0; 8,2 ГГц. В каждом частотном канале прием ведется в двух ортогональных поляризациях. Радиометрические приемники диапазонов 13,0 и 8,2ГГц выполнены по схеме приемников прямого усиления, а остальные — супергетеродинные.

В аппаратуре «Дельта-2Д» использованы многие технические решения, которые имели место в аппаратуре «Дельта-2П» и хорошо себя зарекомендовали в условиях реального полета. Добавлен облучатель диапазона 8,2ГГц с дополнительным шумовым сигналом от внутреннего эталонного генератора.

В результате принятых мер удалось обеспечить максимальные точностные характеристики радиометрической системы, добиться высокой стабильности работы радиометрического комплекса, повысив при этом абсолютную точность определения шумовой температуры до значений <0,4K во всем диапазоне измеряемых температур. В заключение следует отметить, что характерной особенностью разработанных бортовых радиометрических комплексов является бортовая система калибровки. В отличие от большинства существующих сканирующих радиометров в системах «Дельта» калибровка по сигналу «холодного космоса» производится с использованием всех элементов антенной системы, включая зеркало основного рефлектора, что существенно повышает точность измерений.

В настоящее время завершается разработка нового поколения радиометрических систем космического базирования, отличающихся от приведенных выше повышенной чувствительностью и расширенным до 150ГГц частотным диапазоном.

В исследованиях ИРЭ РАН была произведена оценка энергетических соотношений при формировании контрастов от слабо отражающих объектов, изготовленных с применением технологии «STEALTH», было показано, что оптимальные возможности обнаружения существуют в окнах прозрачности миллиметрового диапазона волн, а именно на длинах волн 8,6; 3,3; 2,2 мм. Дальность обнаружения зависит от погодных условий и геометрии наблюдения. При наблюдении высоколетящих объектов и применение трехмиллиметровой апертуры (λ = 3,3 мм) их обнаружение возможно в чистой атмосфере на дистанции 10…15 км при отношении сигнал/шум 14 дБ. На основании численных расчетов показана реальная возможность обнаружения малозаметных воздушных объектов в приземном слое атмосферы на фоне неба, земной и морской поверхности на расстоянии 20…25 км и на частотах 94 и 136 ГГц. В условиях космического пространства эта дальность может составлять 200…300 км.

Перспективным с точки зрения обнаружения самолетов-невидимок являются работы по созданию и совершенствованию пассивных радиометрических обнаружения летающих объектов, обладающих высокой степенью противорадиолокационной защиты. Согласно закону Кирхгофа, повышение степени их противорадиолокационной защиты увеличивает интенсивность собственного радиотеплового излучения в окружающее пространство.

Именно поэтому в 1998…1999 гг. в США была разработана принципиально новая система пассивной локации, созданная на основе технологии Passive Coherent Location — PCL, официально система получила название Silent Sentry System. Технология PCL позволяет получать трехмерные координаты траекторий движения воздушных целей (малозаметных — «STEALTH» и низколетящих) на основе оценки изменений в сигнальной обстановке, сформированной в результате функционирования обычных средств радио- и телевещания. Предварительные оценки результатов испытаний показали, что она может быть эффективно использована даже в системах предупреждения о ракетном нападении. На аналогичных принципах основана новая РЛС в Китае. Эта РЛС позволяет достоверно обнаруживать и сопровождать такие малозаметные самолеты, как F-117, F-22.

Весьма важная «фишка» радиотеплолокатора — это возможность обнаружения подводных лодок по их кильватерному следу: теплая вода, нагретая винтами субмарины, поднимается на поверхность. Чувствительность радиотеплолокаторов доходит до 0,05 градуса по Кельвину. Поэтому этот след можно обнаружить через 5-6 часов после прохода подводной лодки. Если эти приборы нашли широкое применение, тогда подводным лодкам пришел бы конец: экранопланы, корабли на статической воздушной подушке, патрульные дирижабли, самолеты и вертолеты выслеживали бы субмарины по кильватерному следу. А остальное дело техники: гидробуи, опускаемые антенны, торпеды и глубинные бомбы. Бороться с этой техникой субмарины уж никак не могут: при всплытии радиотеплолокатор сразу зафиксирует подлодку, которую можно потопить даже из гранатомета.

Исходя из приемлемых массы и габаритов, этот комплекс, установленный на орбитальной космической станции «Мир», вполне можно конвертировать для поиска подводных лодок и их кильватерного следа с дирижаблей, самолетов и экранопланов.

И здесь напрашивается вопрос: почему эта техника не находит ни широкого применения, ни масштабных инвестиций? Ведь именно радиотеплолокация вкупе с успешным возрождением дирижаблей и экранопланов (успешные испытания 24-местного экранолета «Буревестника-24» в Республике Саха — Якутии, масштабные работы ЗАО НПК «ТРЭК» по проектированию и строительству экранопланов серии «Иволга»: ЭК-12 ЭК-17, ЭК-40, выполняемые при организационной и финансовой поддержке китайских фирм; создание пригодного к коммерческой эксплуатации 50-местного немецко-южнокорейского экраноплана WSH-500, принятие на вооружении ВМС Ирана двух эскадрилий экранопланов «Бавар-2» и т.д.) делают вполне реальным создание малобюджетного всепогодного, не зависящего от состояния поверхности моря, летной погоды противолодочного комплекса, абсолютно неуязвимого от средств обнаружения и уничтожения, имеющихся у подводных лодок.

Библиографический список:

1. Радиолокационные методы исследования Земли / Под ред. профессора Ю.А. Мельника. — М.: Сов. радио, 1980, 264 с.
2. Башаринов А.Е. Устройства пассивного зондирования в СВЧ и ИК диапазонах. — М.: МЭИ, 1985.
3. Башаринов А.Е., Гурвич А.С., Егоров С.Т. Радиоизлучение Земли как планеты. — М.: Наука, 1974.
4. Михайлов В.Ф., Брагин И.В., Брагин С.И. Микроволновая спутниковая аппаратура дистанционного зондирования Земли. — СПб.: СПбГУАП, 2003.
5. Измерение радиотепловых и плазменных излучений / Под ред. А.Е. Башаринова, А.М. Колосова. — М.: Сов. радио, 1968.
6. Драгун В.Л., Филатов С.А. Вычислительная термография: применение в медицине. — Минск.: Наука и техника, 1992.
7. Поляков В.М., Шмаленюк А.С. СВЧ-термография и перспективы ее развития. Электроника СВЧ. Вып. 8. — М., 1991.
8. Суслов А.Н., Пятси, А. Х. , Калитёнков Н . В. Перспективы использования на судах радиотеплолокаторов в современных условиях судоходства // Судоводительский факультет МА МГТУ, кафедра радиотехники и радиотелекоммуникационных систем.
9. Патент Российской Федерации U (11) 2368918 «Способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе бортового радиотеплолокатора».
Автор: С. Ю. Маркин


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 14
  1. kafa 10 декабря 2013 08:45
    И здесь напрашивается вопрос: почему эта техника не находит ни широкого применения, ни масштабных инвестиций?
    Ответ прост а куда деть малоэффективные но дорогущие комплексы
    которые клепают именитые предприятия?
    1. chunga-changa 10 декабря 2013 18:09
      Очевидно не всё так радужно как описывает автор. Вскользь упомянутая зависимость от погодных условий означает, что в нужный момент все эти прекрасные системы не смогут обнаружить подлёт 1000500 вражеских самолётов и ракет, а следовательно ни один действительно нормальный военный не примет эти системы на вооружение. Это только один нюанс, а сколько ещё автор даже не упомянул. Но статье плюс, тема интересная.
      1. Андрей57 10 декабря 2013 18:51
        Если учесть, что подобная система стояла на орбитальной станции "Мир", то при надлежащем внимании и финансировании эту систему можно было бы модернизировать неоднократно, но, сделали как обычно - просто утопили станцию в океане... am
  2. makarov 10 декабря 2013 09:15
    "..И здесь напрашивается вопрос: почему эта техника не находит ни широкого применения, ни масштабных инвестиций?.."
    На такие вопросы у "царей" один ответ:- НЕТ ДЕНЕГ!!!
    makarov
    1. AVV 10 декабря 2013 22:52
      Если техника на самом деле так хороша,то только не хватает,продемонстрировать ,ее кому надо!!!Вот с этим как правило всегда бывают проблемы.Но вертолет к-52,тоже очень тяжело продвигался на рынок,а в результате ,он нашел своего заказчика!!!
      AVV
  3. lotar 10 декабря 2013 10:01
    Ещё одна система пассивного наблюдения.Во все времена,во всём мире за конктретным развитием тех или иных в том числе и прорывных технологий отвечали конкретные люди.И порою они отвечают за те или иные достижения,как позитивные так и негативные,своей карьерой и жизнью.А порою просто находятся за бортом финансирования,так как у них нет не только связей,но и упрямства и желания эти связи наладить.
  4. shurup 10 декабря 2013 10:32
    Идея создания самих подводных лодок в своё время сталкивалась с теми же проблемами, пока жареный петух не клюнул. Тогда пришлось образцы за границей закупать в срочном порядке. Отношение же к запросам синоптиков за последние сто лет не изменилось, потому что врут.
    А про экранопланы, насколько мне известно, ВМС и ВВС никак не могут определиться с принадлежностью данной техники.
  5. xtur 10 декабря 2013 17:40
    С технической точки зрения нахождение подводных лодок по кильватерну следу с использованием разницы температур было реализовано ещё в советское время и были испытаны мобильные версии
    А вот почему это не используется и по сей день это тайна, покрытая мраком
    1. spravochnik 11 декабря 2013 02:45
      Почему не использовались, очень даже использовались. Такие станции в комплекте со станциями обнаружения по радиоактивному следу стояли на советских БПК пр.1134А, 1134Б, 1135.
  6. Чёный 10 декабря 2013 18:06
    Патент Российской Федерации U (11) 2368918
    «Способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе бортового радиотеплокатора».
    Все впереди. Не за горами широкое применение подобного оборудования. Не в один год Москва строилась.
  7. duche 10 декабря 2013 18:12
    Вопрос вполне риторический. Во все время существования СССР и Современной России главным тормозом развития страны является спесь чиновничьего аппарата и "заматерелых научников", которые считают себя непогрешимой истиной последней инстанции. what
  8. uzer 13 10 декабря 2013 19:07
    Статья хорошая,правильная и злободневная.Особенно перспективно направление замеров энтропии кильватерного следа.Почему мало такой техники? Видимо,существуют чиновники,которые тормозят продвижение нужных проектов за соответствующее вознаграждение.
  9. Федор 10 декабря 2013 20:02
    теплая вода, нагретая винтами субмарины


    Пардон, но горячая вода в кильватерном следе образуется вовсе не от работы винтов, а от того, что КПД ядерной силовой установки около 33%, остальные две трети энергии выбрасываются наружу с охлаждающей забортной водой. Простой пример навскидку - при мощности на гребных валах 60 МВт (60000 киловатт), вдвое большая мощность - 120000 киловатт, тратится на нагрев забортной воды. Посмотрел на флажок у моего поста и задался вопросом - "А куда делся мой флаг СССР?"
  10. pr 627 10 декабря 2013 20:35
    Интересная статья и так мало комментариев,наверное воспринимать что либо сложнее "всем надо показать кузькину мать" для большинства читателей сайта задача сложная.
    1. пенсионер 10 декабря 2013 21:26
      Цитата: pr 627
      наверное воспринимать что либо сложнее "всем надо показать кузькину мать" для большинства читателей сайта задача сложная.

      Но мы пытаемся...
  11. Ток 72 11 декабря 2013 03:47
    Да я согласен с многими форумчанами,что очень всё медленно движется,но не забывайте русскую поговорку,русский мужик медленно запрягает но быстро едет,и ещё,дайте время,будет вам и дудка и свисток.
    Ток 72

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня