Až do druhé dekády tohoto století prošly a v průmyslovém odvětví planety se nyní sledují tři směry vývoje - pára, elektron, atom. "V současné době se svět posouvá na čtvrtou úroveň založenou na fotonových technologiích," poznamenal známý vedoucí domácího obranného průmyslu, vedoucí pracovní skupiny č. 19 Vědecko-technické rady Vojensko-průmyslové komise za vlády Ruské federace, akademika Moskevského leteckého institutu Alexeje Šulunova, „tyto technologie využívají vlastností fotonů, částic, které nemají žádnou klidovou hmotnost a náboj, což umožňuje překonat základní fyzikální omezení„ klasické “elektroniky. Jednou z jeho nejdůležitějších oblastí je radiofotonika “.
Na Západě je radiofotonika označována termínem mwp-mikrovlnná fotonika, v Rusku na návrh akademika Ruské akademie věd Jurije Vasilijeviče Gulyajeva a akademika Moskevského leteckého institutu Alexeje Nikolajeviče Šulunova je přijat termín „radiofotonika“, což již někteří západní experti akceptují.
Je založen na modulaci laserového záření mikrovlnným signálem pro další transformace již v optickém rozsahu. Výměna elektronu za foton umožňuje zlepšit funkční konstrukci rádiových zařízení, odstranit problémy s elektromagnetickou kompatibilitou, zvýšit rychlost a objem přenosu informací o několik řádů, výrazně snížit hmotnost, rozměry a výkon spotřeba například stejných radarů s dlouhým dosahem a ultra dlouhým dosahem.
„Pochopení nevyhnutelnosti nahrazení řešení elektronických obvodů radiofotonickými,“poznamenává Aleksey Nikolaevich, „přicházelo v souvislosti s dosažením omezujících technologických charakteristik integrované mikroelektroniky, přechodem na menší rozměry součástek v důsledku vícenásobného poklesu v délce optických vln “.
USA, EU, Japonsko, Jižní Korea a Čína jsou světovými lídry v oblasti radiofotonových technologií.
MÁME I POKROČILÉ S SCRIPP
"Byl jsem svědkem a podílel jsem se na přechodu radioelektronického průmyslu z vakua na polovodič, který probíhal v SSSR a ve světě od konce 50. let-počátkem 60. let minulého století," říká Alexej Šulunov, "ale na začátku nového století jsem si všiml, že svět už existuje, existuje grandiózní přechod k novým technologiím - radiofotickým, nejprve diskrétním komponentním technologiím a od 2012–2014 k integrovaným. Vytváří se nová zařízení a měřicí zařízení, školí se personál, objevují se nové speciality a organizuje se kompletní výrobní infrastruktura. “
Stojí za zmínku, že první fotonický plán začal v Rusku fungovat od roku 2013. V roce 2016 bylo vyhláškou prezidenta Ruské federace Vladimira Putina spuštěno druhé vydání cestovní mapy. Rovněž vstoupila v platnost platforma Photonics Technology. V jednom z domácích projektů koncepce rozvoje fotoniky je však zdůrazněno, že prostředky na vývoj a implementaci technologií na ní založených vyžadují o několik řádů méně než na vývoj technologií radioelektroniky. A to je podle Alexeje Shulunova neodpustitelná chyba. "Aniž by se změnil přístup země a oddělení k vývoji nových fotonických technických řešení," říká Aleksey Shulunov, "za tři nebo čtyři roky bude celý ruský průmysl, zejména jeho radioelektronický průmysl, tak daleko zaostávat. vývoj těchto technologií, že se bude zabývat substitucí importu, s neuvěřitelnými obtížemi. řešení tohoto problému “.
A za prvé, nejdůležitější problém, který vyžaduje jeho naléhavé řešení, je otázka vytvoření domácí komponenty pro radiofotoniku. Jeho základní složka je založena na materiálech A3B5 (arzenid galia, nitrid galia, fosfit india …), které mají optické i radiotechnické vlastnosti. Za jejich vytvoření byl akademik Ruské akademie věd Zhores Alferov oceněn Nobelovou cenou. Bez nich není možné vytvořit radio-fotonické zařízení.
V zemi existují samostatné technologie pro některé diskrétní součásti fotonické radioelektroniky s úrovní vývoje na konci 90. let. Ve vědě a průmyslu však neexistuje žádný základ pro moderní sériový diskrétní a integrální výkon fotonických komponent. Práce je omezena nedostatkem moderních materiálů, softwarových produktů pro modelování součástí a extrémně omezeným financováním. Vědecko -výzkumné ústavy (SRI) a projekční kanceláře (KB) tohoto odvětví nemají prakticky žádnou materiální a instrumentální základnu, stejně jako vyškolený personál pro vývoj nových průmyslových technologií a vytváření kapacit pro výrobu finálních produktů.
Pouze několik podniků v domácím obranně-průmyslovém komplexu (MIC), některé vědecké výzkumné ústavy plně disponují tak moderní technologickou základnou výroby. Na diskrétní složce radiofotoniky jsou realizovány samostatné projekty ve Výzkumném ústavu Polyus, Výzkumném ústavu fyziky polovodičů a Výzkumném ústavu automatizace a elektrometrie sibiřské pobočky Ruské akademie věd, některé výzkumné ústavy se sídlem v St. Petersburg, Perm, Tomsk, v podnicích JSC RTI. V JSC KRET, JSC Radar-mms, NPK NIIDAR se vytvářejí samostatné finální pilotní prototypy: radar páté generace s aktivním fázovaným polem (AFAR) využívající nejnovější základnu radiofotonových komponent. A v MEPhI byla vyvinuta technologie plného cyklu až do vytvoření základny prvků vhodné velikosti na substrátu.
Obecně však stav radiofotoniky v zemi - technologická základna, dostupný personální potenciál, organizace práce - jak poznamenal Alexej Shulunov, jasně vyžaduje aktivní akci.
PRACOVNÍ SKUPINA č. 19 NTS VPK
V roce 2012 podle Alexeje Shulunova společně s akademikem Ruské akademie věd, vědeckým ředitelem Ústavu radiotechniky a elektroniky Jurijem Gulyaevem nastolili problém vývoje nového směru radioelektroniky na základě nových fyzikálních principů v Rusku. První místopředseda Vojensko-průmyslové komise Jurij Borisov se seznámil s poznámkou, kterou připravili. Nařídil vytvoření pracovní skupiny č. 19 NTS VPK pro radiofotoniku, v jejímž čele stojí akademik Ruské akademie věd Igor Fedorov. Tato skupina zahrnovala vědce a specialisty z řady vědeckých a průmyslových podniků z různých regionů země, včetně Aleksey Shulunova. V důsledku toho byl vypracován návrh plánu rozvoje a přechodu vědy a průmyslu v Rusku k novému technologickému řádu. Ministerstvo obrany Ruské federace se o tento vývoj začalo zajímat a začalo je podporovat. Použití radiofotoniky v odpovídající složkové základně, která musí být vytvořena, změní funkční strukturu všech současných radioelektronických zařízení-naváděcích, detekčních, průzkumných a radarových.
V roce 2014, pod vedením pracovní skupiny č. 19 NTS VPK, provedla RTI výzkumnou práci (R&D) za účelem posouzení stavu radiofotoniky ve světě a v Rusku a vypracovala odpovídající návrh programu pro její rozvoj. Tato práce ukázala, že k překonání našeho zpoždění by požadované roční náklady měly činit asi 2–3 miliardy rublů. na výzkum a vývoj technologií a 6–7 miliard rublů. - pro technické vybavení a vybavení měřicími zařízeními, nepočítaje školení a stáže personálu.
VE VEDENÍ - RÁDIOELEKTRONICKÝ VETERÁN
Skupina č. 19 a Aleksey Shulunov přímo hodnotili potenciál řady domácích obranných podniků v radioelektronickém průmyslu pro rozvoj a další propagaci radiofotonových technologií. Ve všech ohledech se nejstarší výzkumný ústav v oblasti dálkových radiových komunikací v zemi stal vedoucím podnikem nového odvětví. Alexey Shulunov proto kromě práce v pracovní skupině č. 19 vojensko-průmyslového komplexu vedl laboratoř pro radiofotoniku v NIIDAR. "V současné době máme všechny radary, včetně včasného varování, relativně úzkopásmové," řekl Aleksey Nikolajevič, kterému v prosinci 2017 bylo 80 let. - V širokopásmových radarech využívajících základnu radiofotonových komponent můžete dosáhnout až 90% informací o lokalizovaném cíli, zjistit, co se nachází ve vzduchu nebo vesmíru: letadlo, raketa, fragment, meteorit. Takové radary různých rozsahů a sil, včetně včasného varování, získávají vlastnosti komplexů schopných vytvořit portrét objektu detekovaného radarem, který je v současné době schopen pouze obrovského radiooptického komplexu pro rozpoznávání vesmírných objektů „Krona“z národní systém řízení vesmíru (SKKP) na Mount Chapal v Karachay-Cherkessia. A díky technologii mikročipu s radiofotony dojde k radikálnímu snížení velikosti, hmotnosti, spotřeby energie radarového hardwarového komplexu a k významnému zvýšení jeho taktických charakteristik. Z obřích radarů systémů včasného varování, SKKP, PRN, zůstanou pouze anténní systémy působivé velikosti. “
V laboratoři NIIDAR již byl vytvořen experimentální radar X-band s optickým heterodynem, který lze naladit v nejširším rozsahu rádiových vln. Toto je jedinečné zařízení. Přijímač umožňuje sjednotit hardwarová řešení na jakémkoli radarovém přijímacím kanálu prakticky všech frekvenčních rozsahů. On jediný může operovat s několika přijímacími anténami. Díky radiofotonové technologii se podstatně zmenší velikost zařízení a zvýší se jeho spolehlivost.
V NIIDAR bylo také vytvořeno vědecké a tematické centrum č. 5, jehož úkolem je komplexně pokrýt a organizovat práci ve všech oblastech úkolů vytváření průmyslu radiofotoniky. Ve skutečnosti to již může být pracovní orgán Mezirezortní komise prezidenta Ruské federace pro inovativní rozvoj Ruska. Mezi technické úkoly centra patří účast na vytváření integrální a diskrétní základny komponent, vytváření nových rádiových zařízení a systémů rádiového inženýrství, otázky metrologie a normalizace, mezinárodní spolupráce, mimo jiné se zeměmi BRICS, a řada dalších témat v oblasti radiofotonika. Jak poznamenal Alexej Šulunov, nejstarší a nejrespektovanější radioelektronický podnik v Rusku a na celém světě má všechny možnosti takové práce. Nezbytné je pouze sjednotit úsilí o přechod k novým technologiím v průmyslu, aby byl státní program skutečně funkční a aby jeho implementace byla kontrolována státem. Aplikace radiofotoniky na specifické úkoly vytváření radarů již vyvíjí technologie pro širokou škálu vojenských a civilních produktů.
Přechod na nejnovější technologie, které jsou zásadní pro obranu ruského státu, které umožní vytvářet dokonalé elektronické zbraně a držet krok s „partnery“, probíhá mimo jiné díky talent inženýra Alexeje Shulunova.
