Книга И в шутку, и всерьез (былое и думы) - Александр Аронович Зачепицкий

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