Чтение онлайн

Но такая диаграмма получится, если подавать на них сигналы в одинаковой фазе. А ведь фазами тоже можно поиграть. Так, если же на один из вибраторов подать сигнал, сдвинутый по фазе на сто восемьдесят градусов, то есть противоположный, то диаграмма излучения развернется, и теперь излучение будет идти вдоль оси системы двух вибраторов - когда один вибратор излучает вдоль оси, его сигнал пройдет полволны до второго вибратора и дойдет до него как раз в тот момент, когда тот также начнет излучать этот же сигнал - по фазе-то он отстает, и это отставание будет компенсирвоано расстоянием между вибраторами как раз в полволны. Соответственно, их сигналы сложатся, и вдоль плоскости системы пойдет удвоенный сигнал. А поперек, соответственно, излучения не будет (пока берем вибраторы без боковых лепестков) - пока один излучает туда максимум, второй будет излучать туда минимум - противоположные сигналы уничтожат друг друга. Так, меняя фазы на вибраторах, можно менять направление диаграммы излучения. Например, если подавать сигналы с разницей в девяносто градусов на вибраторы, расположенные на расстоянии в четверть волны, получим уже однонаправленную диаграмму, правда, пока более широкую, чем отдельный лепесток восьмерки из предыдущих вариантов. Но факт то, что играясь видами излучателей, соотношениями фаз и расстояниями между излучателями, можно получать совершенно разные диаграммы направленности.

Но это самый простой случай - с двумя вибраторами. Тут усиление и острота диаграммы направленности еще не такие большие по сравнению с одним вибратором. Гораздо больший выигрыш дает система из нескольких вибраторов. Собственно, чем больше вибраторов - тем лучше. Направленность излучения и коэффициент усиления возрастают пропорционально количеству вибраторов. Поставим четыре вибратора - коэффициент направленного действия и коэффициент направленного усиления возрастут в четыре раза по сравнению с одним вибратором, поставим восемь - в восемь. И такие синфазные антенны мне показывали - это были массивные сооружения с несколькими этажами излучателей и по горизонтали, и по вертикали, и вперед от рефлекторов, гасивших задний лепесток. Вот только перенастраивать ее было уж очень сложно - поди подай в каждый из вибраторов правильную фазу сигнала - это ведь и тянуть провод, и согласовывать его волновое сопротивление ... Мороки просто море. А перейти на другую рабочую частоту - так лучше повеситься. То ли дело - милые моему сердцу антенны "Волновой канал".

Я когда их увидел в первый раз, чуть не спросил про телевидение - хорошо, вовремя опомнился - ну откуда тут сейчас телевидение ? А так - видели, наверное, конструкции с закрепленными на длинной трубке поперечными стержнями или трубками. Это Он - Волновой Канал. Уххх ... чуть не прослезился, насколько тогда повеяло родным, современным ...

Но меня поспешили расстроить.

– Нет, эти уже для дециметровых волн, а для метровых антенны будут по-больше ... раза в три, или даже пять. Вон они.

Вдалеке как раз устанавливали растяжки для довольно большой конструкции - наверху решетчатой фермы высотой метров десять горизонтально располагался длинный - метров десять - шест, на котором, перпендикулярно ему, через метр-полтора шли палки длиной метра по три - всего штук семь наверное. Все это стягивалось в устойчивую конструкцию растяжками (я тут же вспомнил про дельтапланы - не забыть бы) - получалась ажурно-фантастическая конструкция, какая-то ненастоящая, как карусель.

– Ого ...

– Да, это уже шестая версия антенны на сто километров.

– Ого ... а сейчас что у нас есть ?

И мне показали первые рабочие варианты, которые уже эксплуатировались в войсках в тестовом режиме. Да, антенны представляли собой совсем не ту конструкцию, что я видел на картинках, да и от того, что показывали мне в мастерских, они были далековато. Длина центрального шеста ну метра три, и на нем - четыре поперечины через каждые полметра. Мда, это были вовсе не те ажурные параболические антенны, что солидно вращались и надежно высвечивали самолеты на экране. Ни-фи-га. Я даже сначала подумал, что это какой-то научный прибор, ну или антенна для радиосвязи - у нас было уже полно таких конструкций, с помощью которых мы обеспечивали устойчивую связь с нашими ДРГ на довольно больших расстояниях. О чем и спросил.

– Нет, это радар.

– Радар ?

– Радар.

На мой-то взгляд, радар был обыкновенной радиоантенной, только установленной на вертлюге. Как оказалось, так оно и было - оператор обеими руками шуровал отходящей от антенны длинной рукояткой, поворачивая антенну в нужном направлении, и слушал отраженый сигнал - если было его изменение, то это означало, что что-то в том направлении было. Что именно ? Как далеко ? На эти вопросы конструкция ответа не давала.

– Ну не все же сразу !

– Ну да ... не все ...

Люди были явно расстроены моей реакцией - не помогло даже мое актерское "мастерство" - настолько я не был готов к встрече ... с "этим" ...

Как выяснилось из дальнейших рассказов, все было не так уж и плохо.

Принцип формирования диаграммы направленности у этих антенн примерно такой же, что и у синфазных антенн - интерференция. Только излучение от выходного каскада генератора подается лишь на один излучатель - активный. Сзади него устанавливается тоже излучатель, только пассивный, который работает рефлектором - обрубает задний лепесток, а впереди стоят несколько также пассивных излучателей - директоры, то есть направляющие. Все пассивные излучатели получают энергию только от излучения активного излучателя, от генератора к ним никаких проводов не идет. И полученную энегрию они переизлучают, тем самым усиливая излучение активного вибратора в направлении оси антенны. Разница между рефлектором и директорами заключается в том, что рефлектор распололжен сзади активного излучателя на расстоянии четверти волны и он чуть длиннее. За счет большей длины его сопротивление становится индуктивным. И за счет индуктивного сопротивления и четверти расстояния от активного излучателя он излучает вперед - в фазе с активным, а назад - в противофазе - и тем самым излучение назад гасится, а вперед - усиливается. С директорами то же самое, только они распололжены на расстояниях полволны друг от друга и чуть короче, за счет чего их сопротивление становится емкостным - все это приводит к тому, что они также излучают вперед в фазе с активным излучателем и рефлектором и в противофазе - назад. Так вся система излучает вперед и не излучает назад. Ну, практически не излучает - задний и боковые лепестки у нее все-таки остаются. Но излучение вперед становится основным.

Именно на таком излучателе и был построен первый локатор - еще с ручным управлением с помощью вертлюга. Конструктора даже проработали вопросы использования и уже тестировали систему из нескольких таких аппаратов. Поймав какой-то сигнал, оператор РЛС давал координатору предварительные сведения - направление, по которому обнаружился. Причем, так как диаграмма направленности антенны представляла собой конус с закругленным днищем, оператор давал направление именно этого конуса. То есть, при раскрытии его, скажем, на тридцать градусов, можно было говорить, что в этом угле и в направлении, в котором смотрит антенна, что-то есть. Ну, это уже было что-то. При дальности обнаружения до пятнадцати километров ... да поставить аппараты, скажем, километров через десять ... получим десять аппаратов на сто километров, и они триангуляцией позволят вычислить хотя бы квадрат, в котором "что-то есть". Терпимо.

Все оказалось еще лучше. Координатор передавал предварительные координаты в центр, а оператор тем временем пытался уточнить положение "цели" - поворотом антенны он находил положение, при котором сигнал пропадал и снова появлялся, если вести антенну обратно. Так, по границе диаграммы направленности, определялось более точное направление на цель. Ну да - это уже примерно пять градусов - а это очень высокая точность обнаружения воздушных целей для этого времени, где основным способом обнаружения самолетов, находившихся вне границ видимости, было звуковое обнаружение ... И ведь далее оператор продолжал вручную отслеживать цель и сообщать координатору данные по ней, а тот постоянно сообщал их в штаб. И уже в штабе, собирая эти сведения с нескольких станций, пытались выстроить картину воздушного пространства. Естественно, ни о какой супер-точности определения координат речи не шло, но и сведения "в том квадрате что-то есть" частенько давали возможность упредить воздушные налеты. Причем, уже на момент демонстрации образца у нас были организованы работы по тренировке расчетов и штабных работников, а уже через месяц после начала работы системы из двадцати станций операторы, координаторы и штабные так наловчились в поиске целей и триангуляции по квадратам, что количество ложных вылетов наших истребителей снизилось с семи до двух на десять вылетов, а количество пропущенных пролетов - с пяти до одного.

А наша техника не стояла на месте. Тем более что она основывалась на уже существовавших работах как советских, так и зарубежных ученых и конструкторов. Правда, не все там соответствовало действительности, и мы порой на этом теряли время, когда данные какого-либо "корифея" не бились с результатами испытаний. Ну, справлялись - и мы косячили, и корифеи ...

Но вперед двигались. Самым важным для второго варианта станций было добавить определение дальности, чтобы отвязаться от триангуляции, ну и сделать более тонкой диаграмму направленности - в первом-то варианте она была очень большой, то есть разрешающая способность по направлению не позволяла различить несколько самолетов. Да, когда в створе луча находился только один летательный аппарат, его координаты можно было уточнить с помощью границ диаграммы направленности. Но если целей было несколько, то могло быть так, что обе отражают сигнал и когда луч уйдет с одной цели, сигнал будет возвращаться от второй - диаграмма-то широкая, и она не дает различия между двумя целями. Тут уж оставалось ориентироваться на мощность ответа - если он уменьшился, то, скорее всего, одна из целей вышла из створа луча. Но если не уменьшился - не факт что не вышла - могла войти другая. А еще и в зависимости от дальности сигнал был более или менее мощный - соответственно, по громкости можно определить примерную дальность - чем дальше, тем слабее сигнал, тем тише играет динамик. Соответственно, если новая цель входит в створ дальше, чем была вышедшая, то сигнал изменится - уменьшится, и опытный оператор еще как-то мог определить дальность и даже количество целей, но это было доступно только отдельным виртуозам, причем не у всех главным был идеальный слух - парочка уникумов отлавливала количество целей мелкими вибрациями антенны, когда какая-либо цель находится на границе диаграммы - пляски с антенной напоминали какие-то танцы мумба-юмба, настолько человека захватывал сам процесс ловли, охоты на цель. Но вот если обе цели были примерно на одинаковом расстоянии - различить невоможно уже никакому уникуму.

Поэтому заужали диаграмму направленности как только можно. Пока с дециметровыми волнами не ладилось, размер антенн рос невообразимо. Ведь чем больше директоров у волнового канала, тем острее ее направленность - каждый директор добавлял не только 500% к коэффициенту усиления, но и где-то 10% к остроте диаграммы направленности. А при длинах волн и соответственно расстояниях между директорами в полволны при волнах длиной, скажем, четыре метра ... Поэтому-то и получались монстры под десять метров длиной, поднятые на высоту до двадцати метров.