Основное производство концерна UMS сосредоточено в Европе в городах Ульм Германия и Орсей Франция. На основе комплектующих UMS могут быть реализованы две функциональные схемы приемопередатчиков, которые могут быть использованы в СБРЛ. По своей номенклатуре и характеристикам изделия UMS близки к характеристикам Nortrop Grumman.
Помимо изготовления самих микромодулей, особое место занимает технологический аспект их сборки в законченные функциональные модули. В этой области наиболее впечатляющих результатов достигли две фирмы: THALES и EADS. Информация о технологиях, используемой первой из них в доступных источниках достаточна скудна. В то же время о технологиях, используемых European Aeronautic Defence and Space Company (EADS) хорошо известно в силу двойного их применения.
В качестве основы для монтажа микромодулей и формирования необходимых пассивных структур используют, как обычные диэлектрические материалы Rogers RO 4003 и Taconic TLE95, так и специальные - Tacamplus.
Приведем характеристики этих материалов, полученные при экспериментальном тестировании фирмой EADS (табл. 1).
Нетрудно видеть, что специально разработанный для ММДВ материал Tacamplus имеет очень хорошие характеристики. Говорить о доступности этого материала пока рано, однако необходимо разрабатывать аналогичные материалы и в России. Из таблицы также видно, что приведенный для сравнения материал RO 4003 также может быть использован.
Рассмотрим более подробно новый материал, поскольку он дает представление о тенденциях и перспективах разработки полосковых и микрополосковых устройств ММДВ.
Рис. 4 Использование материала Tacamplus для монтажа и сборки СВЧ микромодулей
По своей структуре это металлическая пластина толщиной от 1 до 3 мм, покрытая слоем (ламинированная) Tacamplus поверх которого нанесена медная фольга. Наибольший интерес представляет технология изготовления проводящих и волноведущих структур с помощью лазера, основные операции которой приведены на рис. 4.
Металлическая пластина в основании позволяет обеспечить высокую механическую прочность и хороший теплоотвод при использовании мощных устройств.
Неплохие результаты могут быть получены и с использованием RO 4003. В частности EADS в рамках проекта EURIKA использовала комбинацию подложек на RO4003 и FR4. На RO4003 смонтированы микромодуль и контактные площадки, а необходимые навесные элементы, такие как резисторы смещения и конденсаторы фильтров на плате из стеклотекстолита FR-4. Характерной особенностью является создание в одном узле СВЧ части на микромодулях и подложках RO4003 и схем питания и управления модулями на подложке FR-4. Следует обратить внимание на следующее - несмотря малые габариты модулей - 1,2х1,0 мм расстояние между ними оказывается существенно большим - 5…10 мм. Это обусловлено тем, что без применения специальных конструктивных мер между модулями возникает паразитная связь, однако размещение каждого модуля в индивидуальном корпусе может существенно удорожать конструкцию. Безусловно, необходимо тщательно отрабатывать конструкцию микромодульного устройства, в том числе использовать опыт ведущих мировых стран.
В заключение приведем конструкцию приемного узла используемого в телекоммуникациях и фазированных антенных решетках. Это модуль выполнен на материале Tacamplus и вся схема: МШУ, фильтр, схема автоматической регулировки усиления (АРУ), смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) размещается на одной подложке. Схема питания и управления смонтирована на подложке из FR-4 и располагается в непосредственной близости от СВЧ модулей (рис. 5).
Рис.5 Узел приемопередатчика на комбинации подложек
Таким образом, принципиальных трудностей при конструировании и изготовлении плат для микромодулей ММДВ нет. Есть технологические и конструктивные особенности, которые следует учитывать. И еще раз подчеркнем - необходимо соответствующее технологическое и измерительное оборудование. Наметившееся отставание в технологическом плане на сегодняшний день оценивается в 3…5 лет. В настоящее время есть кадровый потенциал, способный сократить это отставание, но нет оборудования и средств измерений. Силами НПП «Исток» в рамках различных проектов осуществляется попытка решения некоторых технических и технологических проблем при конструировании и изготовлении микромодулей. Однако эти попытки, зачастую, основаны на энтузиазме и никак не подкреплены со стороны государства.
3. Перспективные направления развития СБРЛ
В предыдущих разделах мы рассмотрели тенденции развития бортовых НДЦ за рубежом. В настоящем разделе сделаем попытку спрогнозировать тенденции отечественных НДЦ. Использование спутниковых навигационных систем для отечественных систем на данном этапе и ближайшей перспективе представляется проблематичным из-за слабого развития отечественной спутниковой группировки и отсутствия приемных модулей.
Тенденция создания многофункциональных СБРЛ, аналогичных MOFA, MEDEA и других представляется разумной, поскольку позволяет унифицировать номенклатуру НДЦ. При этом использование радиолокационных НДЦ является предпочтительным, поскольку они позволяют обеспечить всепогодность, всесуточность, избирательное действие в окрестности цели (неконтактное определение высоты, дистанцию до маневрирующей цели, сторону пролета и др.). В то же время обеспечение многофункциональности неразрывно связано с взаимодействием со всеми компонентами комплекса. Целесообразно до или непосредственно после пуска передавать на борт средств доставки НДЦ информацию об условиях встречи для обеспечения более полного использования возможностей бортовой аппаратуры. Следует отметить, что при наличии системы наведения эту информацию можно получать от нее, однако в ряде систем до настоящего времени и в ближайшей перспективе системы наведения не предусматриваются. Командное управление от системы управления (СУ) зарекомендовало себя, как надежный и эффективный способ управления средством доставки НДЦ.
Возникает необходимость использования полученной от СУ информации на борту средства доставки. Информация о начальных условиях встречи с целью используются НДЦ непосредственно. Решение задачи коррекции требует формирования на борту системы координат, выработки управляющих решений и исполнительных устройств. Для решения этой задачи представляется разумным, в отличие от подавляющего большинства зарубежных систем, использовать не носовую, а боковую или донную компоновку НДЦ, что позволяет сориентировать антенны в направлении СУ, разместить средства управления и обеспечивает больший объем под аппаратуру и источник питания.
Очевидно, что размещение всей перечисленной аппаратуры возможно лишь при условии ее микроминиатюризации, в том числе СВЧ части СБРЛ. Средства обработки также целесообразно выполнять на основе интегральных схем высокой степени интеграции - заказных базовых матричных кристаллов. При этом отработку алгоритмов можно выполнять с помощью ПЛИС, что также является мировой тенденцией.
Долгое время считалось, что использование интегральных схем (ИС) в СБРЛх неприемлемо из-за значительных перегрузок. Однако мировой опыт свидетельствует об обратном. Интегральные схемы успешно применяются фирмой «Bofors» вплоть до до 100000 единиц перегрузки. То есть проблема, как и с микромодулями СВЧ, упирается в необходимость развития обеспечивающих технологий.
Резюмируя доступную информацию о современных и перспективных СБРЛ следует отметить следующее:
современная СБРЛ должна быть многорежимной и как следствие - многофункциональной;
СБРЛ должна быть построена по многомодульному принципу, что позволяет решать вопросы его рационального конструктивного построения, компоновки и как следствие позволяет значительно повысить его эффективность при снижении стоимости;
широкое использование миниатюрных компонентов СВЧ-модулей, а также модулей обработки сигналов и устройств принятия решения позволяет значительно снизить габариты СБРЛ при одновременном качественном повышении его функциональных возможностей;
необходимость комплексирования СБРЛ с системой управления и с другими бортовыми информационными системами;
использование цифровой обработки сигналов, реализованной на специализированных ПЛИС, позволяет производить модернизацию алгоритмов обработки СБРЛ.
В нашей стране к числу многофункциональных СБРЛ при работе по низколетящим целям относятся автодинные СБРЛ, особенностями которых являются:.
использование сверхрегенеративного выходного каскада, работающего одновременно на приём и передачу;
рабочий диапазон частот 0,1 - 1,0 ГГц (метровый и дециметровый);
работа только на одну антенну, т.е. функционально и конструктивно невозможно обеспечить разнесённую схему приёма - передачи;
тип антенны несимметричный вибратор с широкой диаграммой направленности и низким коэффициентом направленного действия (КНД) и как следствие - сложность согласования области принятия решений с областью эффективного действия носителя СБРЛ;
невозможность поляризационной селекции целей;
единственный информативный параметр - амплитуда доплеровского спектра входного сигнала СБРЛ;
отсутствие возможности прямого измерения дальности до цели и как следствие - значительные технические трудности реализации селекции целей по дальности, а для малозаметных целей - вообще не реализуема;
низкая помехоустойчивость и помехозащищённость как на "физическом" (за счёт условий распространения радиоволн), так и на функциональном (устройства обработки сигналов) уровнях.
С другой стороны его низкая стоимость, вследствие максимальной простоты конструкции и отработанной технологии проектирования и массового изготовления в сочетании с малыми габаритами, достижимыми для современного отечественного уровня развития технологий делают эти СБРЛ широко распространенными при работе по низколетящим целям.
Поэтому облик перспективной СБРЛ при работе по маловысотным маневрирующим аэродинамическим целям с низкой отражающей способностью и высокой живучестью должны определять следующие основные группы характеристик:
1. Многорежимность, что позволяет эффективно ее использовать по различным типам целей и в составе различных систем.
2. Наличие помехоустойчивого и помехозащищённого радиолокационного канала, позволяющего осуществлять помимо традиционной частотной селекции поражаемых целей пространственно-временную, а в перспективе и поляризационную селекцию малозаметных аэродинамических целей в условиях подстилающих поверхностей и фонов.
3. Иметь малые габариты, низкую стоимость, высокую технологичность и надёжность.
По результатам сравнения автодинных НДЦ и радиолокационных НДЦ предлагаются следующие технические решения, направленные на повышение характеристик перспективной СБРЛ:
1. Вместо автодинного использовать гетеродинное функциональное построение СБРЛ, позволяющее более чем на два порядка повысить чувствительность его приёмного устройства и использовать любой тип модуляции зондирующего сигнала.
2. Вместо метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов радиоволн, традиционно используемых во всех типах СБРЛ, использовать миллиметровый диапазон радиоволн (ММДВ) в окне их интенсивного затухания 54-58 ГГц.
3. Использование направленных антенн, диаграммы направленности которых согласованы с областью эффективного действия носителя СБРЛ.
4. Использование когерентной обработки входных сигналов СБРЛ, позволяющей эффективное подавление некоррелированных помех при накоплении сигнала и как следствие повышать помехоустойчивость СБРЛ вплоть до потенциальной.
5. Возможность многоканального разнесённого способа функционального построения входных трактов СБРЛ.
К числу основных факторов сдерживающих создание такой СБРЛ следует отнести два: первый технологический в области создания и производства СВЧ узлов и компонентов и второй методический в части недостаточного развития средств проектирования, разработки и испытаний СБРЛ ММДВ.
Литература
1. Коган И.М. Проектирование радиовзрывательных устройств. -М.-МВТУ им. Н.Э.Баумана.-1964.-228с.
2. Максимов М.В. Защита от радиопомех.-М.- "Советское радио".-1976.-496с.