Читать книгу: «И в шутку, и всерьез (былое и думы)», страница 13
К празднику долголетия Я.Д. Ширмана
и его неувядающих научно-технических идей.
Яков Давидович Ширман известен как автор многочисленных научных трудов и монографий, глава научной школы, изобретатель. Яков Давидович – Большой Учитель.
Каждый, кому выпало заниматься радиолокацией в последние более чем 50 лет – ученик Якова Давидовича, т.к. его книги являются настольными для главных конструкторов, научных работников, преподавателей, инженеров–разработчиков, производителей и потребителей этой наукоемкой, бурно развивающейся научно-технической отрасли. Деятельность этого неутомимого ученого и изобретателя принесла на редкость весомые практические результаты в современную радиолокацию. По сути дела Яков Давидович произвел в радиолокации СССР две решающих прорывных революции, определившие все ее дальнейшее развитие от второй половины прошлого века до наших дней.
Первая революция – это внедрение сложных ЧМ и ФМ сигналов со сжатием в согласованном фильтре. Это позволило вывести радиолокацию из энергетического тупика, разрешив известное противоречие между величиной энергетического потенциала РЛС и разрешающей способностью по дальности. Внедрение сложных сигналов раскрепостило радиолокацию, сделав возможным при доступных конструктивно-стоимостных показателях практически сколь угодно повышать ее основные параметры: дальность обнаружения, разрешающую способность по дальности, точность определения координат, помехозащищенность от активных и пассивных помех.
Вторая революция – это внедрение корреляционной автокомпенсации помех, позволившей на порядок и более увеличить помехозащищенность РЛС от активных помех, повысить и автоматизировать компенсацию пассивных помех.
Внедрение в практику сложных сигналов и автокомпенсаторов помех потребовало переосмысления основ радиолокации, изыскания и исследования новых путей построения основных систем радиолокатора – антенного, передающего и приемного устройств. Эта огромная работа была проделана в СССР под непосредственным руководством Якова Давидовича, который настойчиво добивался положительных результатов на каждом разрабатывающем предприятии страны, не жалея времени и сил на регулярные их посещения и участие в практической работе.
За совокупность указанных работ группе ученых и разработчиков радиолокаторов во главе с Яковом Давидовичем была присуждена в 1979 году Государственная премия СССР по разделу науки. В состав этой группы входили два сотрудника нижегородского КБ ГТЗ (ныне Нижегородский НИИ радиотехники – ННИИРТ) – автор этих строк и исключительно талантливый инженер, ученый и изобретатель, впоследствии известный главный конструктор РЛС Крылов Игорь Георгиевич.
КБ ГТЗ было весьма результативным разрабатывающим предприятием, его новые и коренным образом модернизированные радиолокаторы с завидной регулярностью поставлялись в войска и, в конце концов, составили основу радиолокационного поля ПВО страны.
С Яковом Давидовичем я познакомился впервые (кажется, в 1959 году) на одном из научно-технических семинаров в Министерстве Обороны, собравшем всю радиолокационную общественность СССР. Выступал Я.Д.Ширман с Докладом – Сказкой о результатах работ Харьковской артиллерийской радиотехнической академии (ХАРТА) по сжатию сложных сигналов. Здесь впервые были озвучены публично идеи сжатия сигналов с убедительным экспериментальным подтверждением. С 1960 года завязалось творческое сотрудничество коллектива разработчиков радиолокационной техники КБ ГТЗ с коллективом кафедры радиолокации ХАРТА, которую возглавлял Я.Д. Ширман.
В это время под руководством на редкость вдумчивого и трезвомыслящего главного конструктора Овсянникова Василия Ивановича, к тому времени Лауреата Ленинской и Государственной премий, мы начали обдумывать пути построения нового мощного локатора П-70 («Лена-М»). Как и во всей радиолокации того времени, перед нами возникла тупиковая ситуация. Предельная импульсная мощность передатчика, которую выдерживал в/ч тракт без пробоя, могла составить не более 3 МВт. При этом для обеспечения максимальной дальности обнаружения и однозначности ее отсчета требовался зондирующий импульс длительностью не менее 50 мкс. А для обеспечения помехозащищенности от пассивных помех требовалась длительность зондирующего импульса не более 3 мкс. Поэтому, оставаясь в рамках традиционных решений, мы не могли придти к удовлетворительному результату.
Многообещающим было использовать сложный сигнал, но об этом нам еще только стало известно. Внедрение сложных сигналов поставило перед нами ряд сложных вопросов, решение которых не укладывалось в заданные сроки разработки и требовало проведения широкого круга исследований. Главным конструктором было принято решение предложить в техническом проекте основной вариант построения РЛС на базе традиционных решений – выполнить станцию 2-х канальной: один канал – длинноимпульсный, обеспечивающий требуемую максимальную дальность, другой – короткоимпульсный, обеспечивающий защиту от пассивных помех. Однако, при одновременном воздействии активных и пассивных помех оба канала оказывались пораженными: длинноимпульсный – пассивной помехой, короткоимпульсной – активной, т.е. этот вариант не был вполне удовлетворительным, но его выполнение укладывалось в заданный срок.
Другой вариант построения РЛС – с линейно-частотно-модулированным зондирующим сигналом также был включен в работы по техническому проекту с разработкой действующего макета РЛС на полигоне предприятия. К работе было привлечено ХАРТА – задана НИР «Сосна» под научным руководством Якова Давидовича, а автор этих строк назначен заместителем Главного конструктора по данному варианту РЛС.
Первая сложность заключалась в создании передающего устройства. Традиционные передающие устройства в метровом диапазоне волн выполнялись в виде довольно простых ламповых автогенераторов. Однако автогенератор не мог обеспечить формирование сложного сигнала, требовалось передающее устройство с независимым возбуждением от маломощного отклика согласованного фильтра. При этом передающее устройство выливалось в многокаскадную усилительную цепочку. А требование перестройки частоты излучения еще более усложняло задачу с учетом необходимости на каждой из частот проводить согласование каскадов между собой и с модуляторами. Необходимо было по возможности уменьшить число перестраиваемых по частоте каскадов. Для этого ХАРТА было предложено и проведено полномасштабное макетирование мощного широкополосного возбудителя с фазовой автоподстройкой частоты к маломощному отклику согласованного фильтра. Забегая вперед, отметим, что мощный возбудитель ХАРТА вошел в опытный образец РЛС и в состав серийных изделий, работал надежно, хотя и был сложен в регулировке.
Следующий круг вопросов относился к приемному устройству. Во-первых, не было согласованного фильтра. Попытки его создания на базе объемных ультразвуковых или магнитострикционных никелевых линий задержки не давали удовлетворительного результата. В это время в иностранном акустическом журнале появилась статья, в которой рассматривалась металлическая полосковая линия задержки, в которой наблюдалось явление дисперсии. Кривая зависимости времени задержки от частоты имела линейный участок, подходящий для реализации согласованного фильтра линейно-частотно-модулированного импульса. Разработка фильтра «буксовала», запаздывала, хотя и велась силами трех организаций: ЛИАП (Ленинградский институт авиационного приборостроения), ХАРТА и КБ ГТЗ. Сложность заключалась в том, что никакими доступными усовершенствованиями прокатного устройства для изготовления полосковой линии невозможно было добиться необходимой идентичности линий от образца к образцу. Причина таилась в неоднородности (текстуре) материала. В конце концов, нашлось простейшее решение проблемы – каждая линия подстраивалась в номинал с помощью куска наждачной шкурки. Места сошкуривания определялись на ощупь по осциллографу, на котором отображалась кривая дисперсии. Далее действовали «волшебные» пальцы молодого специалиста – автора предложения. Эта методика с успехом использовалась регулировщиками серийного завода. Для устранения температурной зависимости дисперсионная линия размещалась в термостате.
Другая возникшая задача – это, как мы ее тогда называли, проблема динамического диапазона. Она заключалась в следующем. С одной стороны, сжатые сигналы имеют боковые лепестки, простирающиеся на значительный временной интервал и составляющие порядка – 20 дБ от пика сжатого сигнала. С другой стороны, динамический диапазон амплитуд входных сигналов превышал 60 дБ и более, а динамический диапазон выходного устройства РЛС – индикатора кругового обзора (ИКО) составлял не более 14 дБ. При линейном тракте приема боковые лепестки больших по величине сжатых эхо-сигналов значительно превосходили уровень окружающего шума и высвечивались на ИКО с потерей разрешающей способности, достигнутой благодаря сжатию.
Кроме того, в диапазоне работы РЛС постоянно наблюдались короткоимпульсные помехи, которые растягивались в фильтре сжатия до длительности несжатого сигнала и также засвечивали значительную часть площади экрана ИКО. В целом, картина на ИКО была неприемлемой.
Возникла необходимость сжатия динамического диапазона входных сигналов. Было предложено довольно спорное решение вопроса – ограничение несжатых сигналов на входе согласованного фильтра. Это не воспринималось многими, т.к. наличие нелинейного устройства – ограничителя на входе фильтра сжатия должно было привести к появлению продуктов взаимодействия несжатых сигналов в области их перекрытия с соответствующей потерей разрешающей способности. Тем не менее, экспериментальные исследования указывали на допустимость ограничения при выбранных параметрах зондирующих сигналов.
Были и другие неприятные для обнаружения и наблюдения факторы – это так называемый шединг потенциалоскопов, приводящий к неравномерному шумовому фону по дальности, а также различный по отношению к шуму уровень остатков от подавленных системой СДЦ эхо-сигналов местных предметов и пассивных помех от дипольных отражателей; последние обычно превосходили уровень шума. Требовалась жесткая стабилизация уровня ложных тревог. Ограничение (ниже уровня собственного шума) позволяло успешно решить и эту важную задачу. Эффективность ограничения была продемонстрирована Якову Давидовичу на действующем макете РЛС на полигоне предприятия и получила его одобрение и поддержку.
Итак, технический проект содержал в себе по сути два различных варианта – традиционный и со сложным зондирующим сигналом. Комиссия по приемке проекта остановилась на втором, как наиболее перспективном. Несомненно, положительному решению комиссии способствовало участие в работе и авторитет Я.Д. Ширмана. В результате направление проектирования было изменено, а срок разработки продлен.
Государственные испытания РЛС П70 успешно закончились в 1968г. А в 1971 в Азербайджане было смонтировано 1-е серийное изделие – двухэтажный дом с огромной вращающейся антенной на крыше. По нашим данным РЛС П70 стала первым в мире промышленным образцом радара со сложным зондирующим сигналом и самой высокопотенциальной РЛС радиотехнических войск ПВО страны. Впоследствии, уже на этапе регулировки и сдачи первого серийного изделия, был выявлен еще один неблагоприятный фактор: на выходе ограничителя остатки эхо-сигналов местных предметов (после подавления в системе СДЦ) были коррелированы по азимуту – представляли собой сигналоподобные дужки и маскировали на своем фоне полезные сигналы. Этот недостаток также удалось устранить другим нетривиальным предложением – рандомизацией остатков мешающих эхо-сигналов за счет небольшого (1,5 – 2 дБ) «подсыпания» шума на вход ограничителя.
В связи с использованием ограничения возник еще один новый непонятный вопрос – о соотношении полос пропускания приемника до и после ограничителя. Схема с ограничением применительно к простым сигналам была известна давно и строилась по принципу ШОУ (широкая полоса – ограничитель – узкая полоса). Проведенные исследования показали, что применительно к сложным сигналам для обеспечения наиболее эффективной защиты от импульсных помех приемник надо строить по обратному принципу – УОШ. После проведения всех указанных мероприятий экран ИКО стал идеально «чистым».
Ограничение сложных сигналов и шумов успешно применялось и развивалось нами в последующих изделиях, в частности, в РЛС СТ67, объединившей в себе сжатие сигналов с частотным сканированием, РЛС «Небо» и «Небо-У». В РЛС «Небо-У» имеется два параллельных канала: нелинейный – для решения задачи обнаружения и линейный (который включается по целеуказанию нелинейного) – для точного измерения координат. Вопросы, указанные выше, были исследованы нами в довольно большом ряде работ.
В самых современных РЛС с цифровой программной обработкой сигналов мы отказались от ограничения сигналов, т.к. возникла возможность реализации эффективных следящих порогов, среди которых наиболее перспективны, по-видимому, пороги, основанные на порядковых статистиках.
Заметим, что РЛС СТ67 и, следующая за ней, РЛС «Небо» (с ФМ зондирующим сигналом) были аналоговыми, сжимающие фильтры в них выполнялись на более технологичных устройствах – линиях задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Далее были разработаны две новые станции со сжатием сложных сигналов – РЛС «Небо-У» и «Противник-Г» – обе цифровые ФАР.
Мы рассказали здесь о некоторых Нижегородских локаторах. Их бурное развитие было во многом обусловлено идеями сжатия сложных сигналов. В целом эти идеи вызвали настоящий радиолокационный бум во всем мире, продолжающийся и в настоящее время, и нам повезло активно в этом поучаствовать.
Вторая революция – это внедрение корреляционных автокомпенсаторов. Проблема заключалась в следующем.
В связи с совершенствованием средств постановки преднамеренных помех требования к помехозащищенности радаров непрерывно нарастали, а возможности подходили к пределу. Защита от помех требовала снижения уровня боковых лепестков диаграммы направленности антенны и увеличения мощности передающих устройств. Антенны непрерывно совершенствовались, но необходимого качественного скачка в антенных характеристиках не предвиделось. А мощность передающего устройства – это один из наиболее дорогих параметров радара, ее увеличение проблематично и потому, что входит в противоречие с не менее важными показателями – мобильностью и энергопотреблением.
И вот снова неутомимый Яков Давидович выступает с новой идеей – жемчужиной радиолокации – автокомпенсатором помех, который сулил доступными средствами поднять помехозащищенность на порядок и более. Вскоре в КБ ГТЗ была поставлена НИР «ЛОНО», снова совместно с кафедрой Я.Д.Ширмана. Впоследствии НИР перешла в ОКР «Оборона 14» (закончена 1974г., главный конструктор Рожанский Л.А.). В ОКР была проведена модернизация получившей широкое распространение РЛС П14 (в транспортабельной модификации) с внедрением автокомпенсации. РЛС «Оборона-14» с системой автокомпенсации (кажется, также обогнавшая всех по внедрению) оказалась долгожительницей – она до сих пор стоит на вооружении российской и других армий мира. Ответственным за разработку системы автокомпенсации этой станции был Крылов И.Г. – зам.гл. конструктора разработки. Им был изобретен гетеродинный автокомпенсатор (в отличие от квадратурного автокомпенсатора, предложенного Я.Д. Ширманом). На его основе была выполнена аппаратура автокомпенсации РЛС «Оборона 14». Проведенное Крыловым И.Г. исследование показало, что, несмотря на разные схемные решения, сущность обоих автокомпенсаторов одинакова – они корреляционные5*).
Система автокомпенсации РЛС «Оборона-14» была 4-х канальной, причем один из каналов был подключен к компенсационной антенне с ортогональной поляризацией для защиты от помех в направлении главного луча, также предложенной Я.Д. Ширманом. Впоследствии была создана модификация РЛС «Оборона 14» в стационарном помещении – 44Ж6, РЛС вернулась в стационарные домики, в которых ранее располагались отслужившие свой срок РЛС П14.
Автокомпенсация в дальнейшем получила широкое распространение и была внедрена во все изделия ННИИРТ – СТ67, «Небо», «Небо-У», «Небо-СВ», «Небо-СВУ», «Противник Г» и др. В РЛС «Небо» использовано 72 корреляционные обратные связи. В отличие от предыдущих, автокомпенсаторы этой станции содержали «запоминающие емкости», позволявшие развязать, разнеся по времени, процессы автоподстройки автокомпенсаторов активных и пассивных помех и поднять качество автокомпенсации. Интересно, что в этой РЛС автокомпенсация с запоминанием использовалась не только применительно к задаче подавления помех – на автокомпенсации была основана совершенно оригинальная система автоподстройки амплитуд и фаз каналов ФАР высотомера, а также система ПБЛ.
В 2009г. в Нижегородском НТЦ ОАО «НПО «ЛЭМЗ» закончена работа по наиболее современной модернизации РЛС «Оборона П14». В ней полностью заменено аппаратное оборудование. Внедрен довольно простой и надежный твердотельный передатчик со сложным зондирующим сигналом с нелинейной частотной модуляцией, значительно снизившей, при отсутствии потерь, уровень боковых лепестков сжатого сигнала (в РЛС П14 и ее модификациях включая «Оборону 14», использовался ламповый автогенератор и простой зондирующий сигнал). Обработка сигналов (первичная и вторичная) реализована на программируемых сигнальных процессорах. Оцифровка сигналов произведена непосредственно на несущей частоте, что позволило исключить местный гетеродин и преобразование частоты и значительно упростило РЛС. Впервые в этом классе РЛС использован многочастотный сигнал, позволивший без вобуляции частоты исключить эффект слепых скоростей. Главный конструктор модернизации – талантливый инженер Грачев О.Д.
В заключение, переходя от истории к настоящему времени, можно с уверенностью утверждать, что современная радиолокация, основанная на надежных твердотельных передатчиках и адаптивных АФАР, была бы просто невозможной без сложных сигналов и автокомпенсаторов помех, предложенных и внедренных Яковом Давидовичем Ширманом.
Поэтому в этом году мы встречаем не только праздник долголетия нашего Большого Учителя, но и праздник долголетия его на редкость эффективных научно-технических идей и творческих достижений.
Г.С. Горелик и радиолокация.
(Зачепицкий А.А. Доклад на чтениях, посвященных 100-летию со дня рождения Г.С. Горелика)
1. Я закончил радиофак в 1953г. и работаю в радиолокации более 50-ти лет. Эта наукоемкая область знаний и техники получила широчайшее распространение и продолжает бурно развиваться в настоящее время. Мне повезло, жизнь предоставила мне возможность раскованно творчески трудиться, имея практически неограниченные финансовые возможности и человеческий ресурс. Я принял непосредственное участие во всех фазах развития этого направления, все радиолокаторы, разработанные с моим участием, в том числе в качестве главного конструктора, внедрены в серийное производство и эксплуатацию, многие из них по сей день находятся на боевом дежурстве в России и в нескольких десятках стран мира.
Невозможно рассказывать о Горелике в отрыве от других выдающихся преподавателей факультета.
Время моего обучения было, по-видимому, самым представительным по лекторскому составу профессоров-основоположников радиофака. Судите сами: деканом радиофака была М.Т. Грехова. Она осталась в памяти многих как выдающийся организатор науки, и это, безусловно, так. Но, освещая радиолокацию, я не могу обойти вниманием ее значительный творческий вклад в технику, который упоминается в книгах ряда известных деятелей раннего периода радиолокации. Вводную ознакомительную беседу провел с нами тогда еще совсем молодой член-корреспондент АН В.Л. Гинзбург. Впоследствии он прочитал нам курс «Распространение радиоволн». Математическому анализу нас научили Майер и Гудков. Это были добрые, доступные люди. Нам, студентам, повезло отдыхать с Майером в доме отдыха научных работников. Он каждый день проводил вместе с нами, бывало по нескольку часов, мы вместе купались, он читал нам свои любимые книги «12 стульев» и «Золотого теленка».
Теорию колебаний читал Андронов А.А., (думаю, что комментарии излишни), блестящие лекции по теоретической механике, а также практические занятия вел его ученик Ю.И. Неймарк. В памяти сохранились не только лекции Неймарка, но и его прекрасная игра в волейбол во дворе университета. Электродинамику СВЧ читал обаятельный, любимый всеми, совсем молодой М.А. Миллер. Кстати, способ частотного сканирования луча, широко используемый в радиолокации, изобретен М.А. Миллером. Лекции по теории поля и лабораторные работы по общей физике вел М.Л. Левин. Это был молодой начинающий человек, он привлекал к себе не только содержательностью курса теории поля, но и своей высокой культурой, своей самостоятельностью в высказываниях, иногда опасных для того времени. К сожалению, экзамен в конце семестра мы ему не сдавали, его выгнали из университета. Физику нам читали Любина и Горелик. Любина – 1-ый год обучения, Горелик – 2-й и 3-й. Горелик читал неровно, поначалу, после Любиной, он мне не понравился. Потом, когда я вслушался в Гореликовские чтения, они показались мне сказкой, а неровность чтения отражала вдохновение и эмоциональность автора. Горелик своими лекциями поставил точку в моем переходе из учеников в самостоятельно думающего человека. Я понял, что, очень хорошо вдумавшись, можно объяснить почти любую загадку природы или украсить уже известный вопрос какой-то новой своей интерпретацией, или маленьким изобретением. На радиофаке нас научили думать и понимать по-настоящему. Причем, даже не важно что ты понял: теоретическую механику – науку о строгих закономерностях детерминированных систем или статистическую теорию случайностей. Важно понять что-нибудь до конца. Остальное будет проще, потому что ты усвоишь сам подход, ощутишь подъем и счастье понимания. А ко всему поверхностному, приблизительному разовьется неуважение. Кстати, понимание до конца – это удачная иллюстрация: график, диаграмма, наглядный рисунок. Это и есть школа Горелика. А количественная математическая сторона, безусловно, очень важная и ответственная, но без должной иллюстрации, как правило, недостаточно убедительна и доходчива. Хотя получение из сложных выкладок внятного ответа, всегда доставляет истинное удовлетворение, и даже восхищение.
Период моего обучения в университете приходится на тяжелейшее время разгула партийно-государственного произвола, когда публичное обсуждение чего-либо общественно значимого было исключено из жизни. А тут, в университете, как это ни парадоксально, мы оказались в центре политической борьбы, которую вела партия с «космополитами» и «лженауками» – генетикой и кибернетикой. Нас, студентов, приглашали на заседания ученого совета, на которых проходила так называемая «дискуссия» (а на самом деле травля профессора «космополита» Горелика) по книге «Колебания и волны». Фамилии и содержание речей выступавших стыдно вспомнить. Большинство из нас наблюдало все происходящее с недоумением и протестом. Вместе с тем мы видели, с каким азартом и бесстрашием Горелик отстаивал научные позиции книги, как остро и точно он оппонировал своим критикам, преподав нам урок принципиальности.
Я был также на комсомольском собрании, на котором выгоняли из комсомола группу студентов, посетивших дома уволенного из университета профессора Четверикова – зав. кафедрой генетики, чей барельеф с большим удовлетворением можно видеть на здании 1-го корпуса университета.
Создав обстановку травли, Горелика, по сути дела, выгнали из университета. В день его памяти это не должно умалчиваться даже и потому, что поведение профессора Горелика как педагога в столь тяжелое время имело огромную воспитательную силу для молодежи.
2. Теперь о Горелике и радиолокации.
Раскрывая тему «Горелик и радиолокация», я хочу напомнить, что радиофизический факультет был создан в интересах радиолокации. Заслуги Горелика в радиолокации огромны: во-первых, как одного из создателей радиофака, воспитавшего целую армию ученых и инженеров-разработчиков и исследователей в области радиолокации; как профессора курса физики, составляющего основу глубокой физико-математической подготовки будущих исследователей; как ученого, работы которого были направлены на решение актуальных вопросов радиолокации; как автора книги «Колебания и волны», на которой воспитаны многие поколения радиофизиков; как редактора перевода книги Вудворда, составившей философию радиолокации; как бесстрашного борца за отстаивание принципиальных позиций науки.
3. Передатчики РЛС того времени представляли собой мощные автогенераторы – ламповые или магнетронные. Одним из основных и наиболее сложных требований к передатчику была высокая стабильность частоты, определяющим образом влияющая на помехозащищенность радиолокатора. Вопросы стабильности частоты автогенератора были любимыми у Горелика. Этим вопросам посвящен ряд его статей, а в книге «Колебания и волны» дается физически наглядная картина поведения автогенератора под воздействием флюктуаций – помните картину фазовой плоскости с предельным циклом и случайными ударными толчками. В свое время мы, разработчики радиолокаторов, много времени потратили на то, чтобы «унять» технические флюктуации частоты мощных генераторов, а также случайные набеги фаз местного и, так называемого, когерентного гетеродина. Однако, несмотря на множество придуманных хитроумных решений, победить флюктуации в необходимой мере нам так и не удалось. Поэтому от передатчиков в виде мощных автогенераторов впоследствии отказались, перешли к мощным усилителям и кварцевым возбудителям. Этот переход был простимулирован не только желанием избавиться от нестабильностей автогенераторов, но и необходимостью создания передатчиков, излучающих так называемые сложные сигналы. Остановлюсь на этом вопросе, т.к. сложные сигналы произвели революцию в радиолокации.
Известно, что понимание чего-либо осуществляется зачастую через четко поставленный вопрос, содержащий неразрешимое, казалось бы, противоречие. В книге «Колебания и волны» есть небольшой раздел, касающийся радиолокации непосредственно. В нем выделяется кажущееся Горелику безусловным противоречие между разрешающей способностью по дальности и величиной максимальной дальности обнаружения: для достижения высокой разрешающей способности нужен короткий зондирующий импульс, а для получения большой дальности – длинный. Противоречие оголено, оно кажется автору неразрешимым – это начало 50-х годов, а во второй половине 50-х годов приходит разрешение этого противоречия – нужно излучать длинный сложный зондирующий сигнал с большим произведением длительности на ширину полосы, и укорачивать его в приемнике – в согласованном фильтре. В вышедшей в издании «Советского радио» в 55г. под редакцией Горелика (перевод С. Боровицкого), исключительно физичной и увлекательной книге «Теория вероятности и теория информации с применением в радиолокации», Вудворд в самом конце книги приходит к сложному сигналу теоретически, но он, по-видимому, недопонял огромной практической значимости результатов. И я не знаю, довелось ли Горелику до конца своей жизни узнать об этом. Замечу, что использование сложных сигналов раскрепостило радиолокацию и позволило перейти в новое неограниченное энергетическое состояние. Мне повезло, я участвовал в этом общемировом радиолокационном «буме» и нам удалось получить значительные практические и теоретические результаты. Первый промышленный образец радиолокатора со сложным сигналом был создан у нас в СССР, в Нижнем Новгороде, на Мызе, в КБ, где я работал и возглавлял это направление. Как интересно было бы рассказать об этом отдельно.
Возвращаясь к книге Вудворда под редакцией Горелика, написанной более 50 лет назад, могу сообщить, что и до сих пор вы не найдете ни одной монографии по радиолокации без ссылки на эту книгу. Можно подумать: ну и что, Горелик лишь отредактировал перевод – это не самому написать. Однако, в данном случае это не так. Передать блестящий стиль и общую культуру изложения Вудворда по силам только специалисту очень высокой научной квалификации, сравнимой с всемирно признанным автором.
На 5-ом курсе Горелик прочитал нам факультативно курс по теории флуктуаций. В дальнейшем значительная часть нашей работы в радиолокации была посвящена исследованиям в этой области.
В книге «Колебания и волны» Горелик уделяет внимание важнейшему фундаментальному вопросу, пронизывающему многие разделы физики и техники, включая радиолокацию. Это Фурье-преобразование. Спектрально-временные трактовки Горелика исключительно физичны и очень важны для решения широкого круга задач радиолокации. Да и весь материал книги «Колебания и волны»: распространение радиоволн, интерференция, дифракция, дисперсия, отражение и преломление, доплеровский эффект, поляризация и др. – все это лежит в основе современной радиолокации и составляет до сих пор предмет экспериментально-теоретических исследований.
Горелик в своей книге излагает еще один важнейший вопрос: фазированные антенные решетки, которые также совершили революцию в радиолокации – они позволяют создавать электрически управляемый радиолокационный луч, сопровождающий цель. Радиолокаторы с активной ФАР обладают наивысшим КПД за счет расположения приемо-передающих модулей на апертуре антенны в непосредственной близости от излучателей. ФАР на базе апертурного синтеза антенны на движущемся носителе позволили довести размер виртуальной апертуры антенн до величин технически совершенно немыслимых в обычной практике (многие тысячи длин волн). Современные компьютерные сверхбыстродействующие сигнальные процессоры позволяют реализовывать тонкие гибкие алгоритмы как пространственной, так и временной обработки сигналов. Похвалюсь еще раз: нам повезло практически создать и внедрить в серийное производство и эксплуатацию первую в мировой практике цифровую фазированную антенную решетку.
Впереди – создание высокоинтеллектуальных радиолокационных систем и много-много новой замечательной творческой работы в области радиолокации.
В последние годы жизни Горелик написал еще одну основополагающую для радиолокации работу, опубликованную в журнале «Радиотехника и электроника» в 1956г. «К теории рассеяния радиоволн на блуждающих неоднородностях». В ней создана математическая модель радиолокационных помех и целей. Радиолокационные помехи – это эхо-сигналы, рассеянные множеством различных по природе неоднородностей: средой распространения с флюктуирующим коэффициентом преломления, вызывающим отражения от ясного неба (так называемые «ангелы»), окружающими местными предметами, частицами дождя, птицами, преднамеренными помехами в виде облаков отражающих вибраторов и др. Радиолокационные цели также представляют собой совокупность блуждающих рассеивателей, так называемых блестящих точек, взаиморасположение и число которых, определяется ракурсом цели, произвольно изменяющимся за время наблюдения.
