До второто десетилетие на този век три направления на развитие преминаха и сега се следват в индустрията на планетата - пара, електрон, атом. „В момента светът преминава към четвърто ниво, базирано на фотонни технологии“, отбеляза известният ръководител на вътрешната отбранителна индустрия, ръководител на работната група № 19 на Научно-техническия съвет към Военно-индустриалната комисия при правителството на Руската федерация, академик от Московския авиационен институт Алексей Шулунов, „тези технологии използват свойствата на фотони, частици, които нямат маса и заряд на покой, което прави възможно преодоляването на основните физически ограничения на„ класическата “електроника. Една от най -важните й области е радиофотониката”.
На Запад радиофотониката се обозначава с термина mwp-микровълнова фототоника, в Русия по предложения на академик на РАН Юрий Василиевич Гуляев и академик на Московския авиационен институт Алексей Николаевич Шулунов се приема терминът „радиофотоника“, което вече е прието от някои западни експерти.
Той се основава на модулирането на лазерното лъчение с микровълнов сигнал за по -нататъшни трансформации вече в оптичния диапазон. Замяната на електрон с фотон дава възможност да се подобри функционалният дизайн на радиооборудването, да се премахнат проблемите с електромагнитната съвместимост, да се увеличи скоростта и обема на предаване на информация с няколко порядъка, да се намали значително теглото, размерите и мощността консумация например на едни и същи радиолокатори с голям и голям обхват.
"Разбирането за неизбежността на подмяната на решенията на електронни схеми с радиофотонни," отбелязва Алексей Николаевич, "дойде във връзка с постигането на ограничаващите технологични характеристики на интегрираната микроелектроника, прехода към по-малки размери на компонентите поради многократно намаляване по дължината на оптичните вълни."
САЩ, ЕС, Япония, Южна Корея и Китай са лидерите в света по радиофотонните технологии.
ИМАМЕ ДАЖЕ НАПРЕДНЕТО С НАПИСАНИЕ
„Бях свидетел и участвах в прехода на радиоелектронната индустрия от вакуум към твърдотел, който се случи в СССР и света от края на 50-те-началото на 60-те години на миналия век“, казва Алексей Шулунов, „но в в началото на новия век забелязах, че светът вече има грандиозен преход към нови технологии - радио -фотонни, отначало технологии с дискретни компоненти, а от 2012–2014 г. - към интегрирани. Създава се ново оборудване и измервателна техника, обучава се персонал, появяват се нови специалности и се организира цялостна производствена инфраструктура."
Заслужава да се отбележи, че първата пътна карта за фотоника започна да действа в Русия от 2013 г. През 2016 г. с указ на президента на Руската федерация Владимир Путин стартира второто издание на пътната карта. Технологичната платформа Photonics също влезе в сила. В един от местните проекти на концепцията за развитие на фотониката се подчертава, че средствата за разработването и внедряването на базирани на нея технологии са необходими с няколко порядъка по -малко, отколкото за развитието на радиоелектронните технологии. И това, според Алексей Шулунов, е непростима грешка. „Без да се променя отношението в страната и отделите към разработването на нови фотонни технически решения-казва Алексей Шулунов,-след три или четири години цялата руска индустрия, особено нейната радиоелектронна индустрия, ще изостава толкова много в развитие на тези технологии, че ще се занимава с заместване на вноса, с невероятни трудности. решаването на този проблем”.
И на първо място, най -важният въпрос, който изисква спешното му решение, е въпросът за създаването на вътрешна компонентна база за радиофотоника. Неговата компонентна основа се основава на материали A3B5 (галиев арсенид, галиев нитрид, индий фосфит …), които имат както оптични, така и радиотехнически свойства. За тяхното създаване академикът на Руската академия на науките Жорес Алферов е удостоен с Нобелова награда. Без тях е невъзможно да се създаде радио-фотонно оборудване.
В страната има отделни технологии за някои дискретни компоненти на фотонната радиоелектроника с нивото на развитие от края на 90 -те години. В науката и промишлеността обаче няма основи за съвременните серийни дискретни и интегрални характеристики на фотонни компоненти. Работата е ограничена от липсата на съвременни материали, софтуерни продукти за моделиране на компоненти и изключително оскъдно финансиране. Научноизследователските институти (SRIs) и проектантските бюра (KB) на индустрията практически нямат материална и инструментална база, както и обучен персонал за разработване на нови индустриални технологии, създаване на капацитет за производство на крайни продукти.
Само няколко предприятия във вътрешния отбранително-промишлен комплекс (MIC), някои научно-изследователски институти напълно притежават такава модерна технологична база за производство. На базата на дискретни компоненти на радиофотониката се изпълняват отделни проекти в Научноизследователския институт „Полюс“, Изследователския институт по физика на полупроводниците и Изследователския институт по автоматизация и електрометрия на Сибирския клон на Руската академия на науките, някои изследователски институти, разположени в Св. Петербург, Перм, Томск, в предприятията на АД RTI. Създават се отделни окончателни пилотни прототипи в АД КРЕТ, АД „Радар-ммс“, НПК НИИДАР: радар с активна фазирана решетка (AFAR) от пето поколение, използващ най-новата радиофотонна компонентна база. И в MEPhI е разработена технология с пълен цикъл до създаването на елементна база с подходящ размер върху субстрат.
Като цяло обаче състоянието на радиофотониката в страната - технологичната база, наличният персонален потенциал, организацията на работа - както отбеляза Алексей Шулунов, очевидно изисква активни действия.
РАБОТНА ГРУПА No 19 НТС ВПК
През 2012 г., според Алексей Шулунов, заедно с академик на Руската академия на науките, научен директор на Института по радиотехника и електроника Юрий Гуляев, те повдигнаха проблема за разработването на нова посока на радиоелектрониката, основана на нови физически принципи в Русия. Първият заместник-председател на Военно-индустриалната комисия Юрий Борисов се запозна с изготвената от тях бележка. Той нареди създаването на работна група No 19 на ВПК на НТС по радиофотоника, ръководена от академик на Руската академия на науките Игор Федоров. Тази група включваше учени и специалисти от редица научни и промишлени предприятия от различни региони на страната, включително Алексей Шулунов. В резултат на това беше изготвен проект на план за развитие и преход на науката и промишлеността в Русия към нов технологичен ред. Министерството на отбраната на Руската федерация се заинтересува от тези разработки и започна да ги подкрепя. Използването на радио-фотоника в съответната компонентна база, която трябва да бъде създадена, ще промени функционалната структура на цялото текущо радио-електронно оборудване-насочване, откриване, разузнаване и радарно оборудване.
През 2014 г., под ръководството на работна група № 19 на NTS VPK, RTI извърши изследователска работа (R&D) за оценка на състоянието на радиофониката в света и в Русия и разработи съответна проектопрограма за нейното развитие. Тази работа показа, че за да се преодолее нашето изоставане, необходимите годишни разходи трябва да възлизат на около 2–3 милиарда рубли. за изследвания и разработки на технологии и 6-7 милиарда рубли. - за техническо преоборудване и оборудване с измервателни уреди, без да се брои обучението и стажа на персонала.
В ЛИДЕРИ - РАДИОЕЛЕКТРОНЕН ВЕТЕРАН
Група № 19 и Алексей Шулунов пряко оцениха потенциала на редица местни отбранителни предприятия в радио-електронната индустрия за развитието и по-нататъшното популяризиране на радиофотонните технологии. Във всички отношения най-старият изследователски институт в страната за радиокомуникации на дълги разстояния се превърна в главното предприятие в новата индустрия. Затова Алексей Шулунов, освен че работи в работната група No 19 на военно-промишления комплекс, оглавява лабораторията по радиофотоника в НИИДАР. „В момента всички радари, включително ранното предупреждение, са относително теснолентови“, каза Алексей Николаевич, който навърши 80 години през декември 2017 г. - В широколентовите радари, използващи радиофотонна компонентна база, можете да постигнете до 90% от информацията за намиращата се цел, да разберете какво се намира във въздуха или в космоса: самолет, ракета, фрагмент, метеорит. Такива радари с различен обхват и мощност, включително ранно предупреждение, придобиват свойствата на комплекси, способни да създават портрет на обект, открит от радар, който в момента е способен само на огромен радиооптичен комплекс за разпознаване на космически обекти "Krona" на Националната система за контрол на космоса (SKKP) на планината Чапал в Карачай-Черкесия. А с технологията за радио-фотонен микрочип ще има радикално намаляване на размера, теглото, консумацията на енергия на хардуерния комплекс на радара и значително увеличаване на неговите тактически характеристики. Само антенните системи с впечатляващи размери ще останат от гигантските радари на системите за ранно предупреждение, SKKP, PRN."
В лабораторията на NIIDAR вече е създаден експериментален X-лентов радар с оптичен хетеродин, който може да бъде настроен в най-широкия диапазон на радиовълни. Това е уникално устройство. Приемникът дава възможност за унифициране на хардуерни решения на всеки приемник на радарни канали на практически всички честотни диапазони. Само той може да работи с няколко приемни антени. Благодарение на радио-фотонната технология размерът на оборудването ще бъде значително намален и надеждността му ще се увеличи.
В НИИДАР е създаден и научно -тематичен център № 5, чиято задача е да обхваща цялостно и да организира работа във всички области на задачите за създаване на индустрията за радиофотография. Всъщност това може би вече е работен орган на Междуведомствената комисия на президента на Руската федерация за иновационното развитие на Русия. Техническите задачи на центъра включват участие в създаването на интегрална и дискретна компонентна база, създаването на ново радиооборудване и радиотехнически системи, въпроси на метрологията и стандартизацията, международно сътрудничество, включително със страните от БРИКС, и множество други теми в радиофотоника. Най-старото и уважавано радио-електронно предприятие в Русия и света, както отбелязва Алексей Шулунов, има всички възможности за такава работа. Необходимо е само да се обединят усилията за преход към нови технологии в промишлеността, да се направи държавната програма наистина работеща и да се контролира нейното изпълнение по държавен начин. Прилагайки радиофотоника към специфични задачи за създаване на радари, компанията вече разработва технологии за широк спектър от военни и граждански продукти.
Така че преходът към най -новите технологии, които са от съществено значение за отбраната на руската държава, които ще дадат възможност да се създадат перфектни електронни оръжия и да бъдат в крак с „партньорите“, се осъществява, наред с други неща, благодарение на таланти на инженера Алексей Шулунов.
