حتى العقد الثاني من هذا القرن ، مرت ثلاثة اتجاهات للتنمية ويتم اتباعها الآن في صناعة الكوكب - البخار ، والإلكترون ، والذرة. "في الوقت الحالي ، ينتقل العالم إلى المستوى الرابع ، بناءً على تقنيات الفوتون" ، كما أشار الرئيس المعروف لصناعة الدفاع المحلية ، ورئيس مجموعة العمل رقم 19 للمجلس العلمي والتقني للجنة العسكرية الصناعية. تحت إشراف حكومة الاتحاد الروسي ، الأكاديمي في معهد موسكو للطيران أليكسي شولونوف ، "تستخدم هذه التقنيات خصائص الفوتونات والجسيمات التي ليس لها كتلة وشحنة ، مما يجعل من الممكن التغلب على القيود المادية الأساسية للإلكترونيات" الكلاسيكية ". ومن أهم مجالات التصوير الإشعاعي ".
في الغرب ، يُشار إلى التصوير الإشعاعي بالمصطلح mwp-microwavephotonics ، في روسيا ، بناءً على اقتراحات الأكاديمي في أكاديمية العلوم الروسية يوري فاسيليفيتش غولييف والأكاديمي في معهد موسكو للطيران أليكسي نيكولايفيتش شولونوف ، تم اعتماد مصطلح "الأشعة المشعة" ، الذي تم قبوله بالفعل من قبل بعض الخبراء الغربيين.
يعتمد على تعديل إشعاع الليزر بإشارة ميكروويف لمزيد من التحولات الموجودة بالفعل في النطاق البصري. يتيح استبدال الإلكترون بفوتون تحسين التصميم الوظيفي للمعدات الراديوية ، وإزالة مشكلات التوافق الكهرومغناطيسي ، وزيادة سرعة وحجم نقل المعلومات بعدة أوامر من حيث الحجم ، لتقليل الوزن والأبعاد والقوة بشكل كبير الاستهلاك ، على سبيل المثال ، من نفس الرادارات بعيدة المدى وطويلة المدى.
يلاحظ أليكسي نيكولايفيتش أن "فهم حتمية استبدال حلول الدوائر الإلكترونية بأخرى راديوية ضوئية" جاء مرتبطًا بتحقيق الخصائص التكنولوجية المحدودة للإلكترونيات الدقيقة المتكاملة ، والانتقال إلى أبعاد أصغر للمكونات بسبب الانخفاض المتعدد. في طول الموجات الضوئية ".
الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد الأوروبي واليابان وكوريا الجنوبية والصين هم رواد العالم في تقنيات الفوتون اللاسلكي.
لقد تقدمنا حتى مع SCRIPP
يقول أليكسي شولونوف: "لقد شاهدت وشاركت في انتقال الصناعة الإلكترونية اللاسلكية من الفراغ إلى الحالة الصلبة ، وهو ما حدث في الاتحاد السوفيتي والعالم من أواخر الخمسينيات - أوائل الستينيات من القرن الماضي" ، ولكن في في بداية القرن الجديد ، لاحظت أن العالم يشهد بالفعل تحولًا هائلاً إلى التقنيات الجديدة - الفوتونية الراديوية ، في أول تقنيات المكونات المنفصلة ، ومن 2012 - 2014 - إلى التقنيات المتكاملة. يتم إنشاء معدات وأجهزة قياس جديدة ، ويتم تدريب الموظفين ، وتظهر تخصصات جديدة ، ويتم تنظيم بنية تحتية كاملة للإنتاج ".
ومن الجدير بالذكر أن أول خارطة طريق خاصة بالضوئيات بدأت العمل في روسيا منذ عام 2013. في عام 2016 ، تم إطلاق النسخة الثانية من خريطة الطريق بموجب مرسوم صادر عن رئيس الاتحاد الروسي فلاديمير بوتين. كما دخلت منصة تكنولوجيا الضوئيات حيز التنفيذ. ومع ذلك ، في أحد المشاريع المحلية لمفهوم تطوير الضوئيات ، تم التأكيد على أن الأموال لتطوير وتنفيذ التقنيات القائمة عليها تتطلب عدة أوامر من الحجم أقل من تطوير تقنيات الإلكترونيات الراديوية. وهذا ، بحسب أليكسي شولونوف ، خطأ لا يغتفر. يقول ألكسي شولونوف: "بدون تغيير الموقف في الدولة والإدارات تجاه تطوير حلول تقنية ضوئية جديدة ،" في غضون ثلاث أو أربع سنوات ، ستتخلف الصناعة الروسية بأكملها ، وخاصة صناعة الإلكترونيات اللاسلكية ، عن الركب كثيرًا في تطوير هذه التقنيات التي ستشارك في استبدال الواردات ، مع صعوبات لا تصدق. حل هذه المشكلة ".
وقبل كل شيء ، فإن القضية الأكثر أهمية التي تتطلب حلها العاجل هي مسألة إنشاء قاعدة مكوّنة محلية للفوتونات المشعة. تعتمد قاعدة مكوناتها على مواد A3B5 (زرنيخيد الغاليوم ، نيتريد الغاليوم ، فوسفيت الإنديوم …) ، والتي لها خصائص تقنية بصرية وراديو.من أجل إنشائهم ، حصل الأكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم Zhores Alferov على جائزة نوبل. بدونها ، من المستحيل إنشاء معدات ضوئية راديوية.
هناك تقنيات منفصلة في البلاد لبعض المكونات المنفصلة للإلكترونيات الراديوية الضوئية بمستوى التطور في أواخر التسعينيات. ومع ذلك ، في العلم والصناعة لا يوجد أساس للأداء المتسلسل الحديث المنفصل والمتكامل لمكونات الضوئيات. العمل مقيد بنقص المواد الحديثة ومنتجات البرمجيات لمكونات النمذجة والتمويل الشحيح للغاية. لا تمتلك معاهد البحث العلمي (SRIs) ومكاتب التصميم (KB) في الصناعة عمليًا أي قاعدة مادية وأدوات ، بالإضافة إلى موظفين مدربين لتطوير تقنيات صناعية جديدة ، وخلق قدرات لإنتاج المنتجات النهائية.
فقط عدد قليل من الشركات في المجمع الصناعي الدفاعي المحلي (MIC) ، تمتلك بعض معاهد البحث العلمي بشكل كامل مثل هذه القاعدة التكنولوجية الحديثة للإنتاج. على قاعدة المكونات المنفصلة للفوتونات المشعة ، يتم تنفيذ مشاريع منفصلة في معهد البحوث بوليوس ، ومعهد أبحاث فيزياء أشباه الموصلات ومعهد أبحاث الأتمتة والقياس الكهربي لفرع سيبيريا التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، وبعض المعاهد البحثية الموجودة في سانت. بطرسبورغ ، بيرم ، تومسك ، في مؤسسات JSC RTI. يتم إنشاء نماذج أولية منفصلة نهائية في JSC KRET و JSC Radar-mms و NPK NIIDAR: رادار صفيف مرحلي نشط (AFAR) من الجيل الخامس باستخدام أحدث قاعدة مكونة للفوتون الراديوي. وفي MEPhI ، تم تطوير تقنية دورة كاملة حتى إنشاء قاعدة عنصر بالحجم المناسب على الركيزة.
ومع ذلك ، بشكل عام ، فإن حالة الضوئيات الراديوية في البلاد - القاعدة التكنولوجية ، وإمكانات الموظفين المتاحة ، وتنظيم العمل - كما أشار أليكسي شولونوف ، تتطلب بشكل واضح اتخاذ إجراءات فعالة.
مجموعة العمل رقم 19 NTS VPK
في عام 2012 ، وفقًا لـ Alexei Shulunov ، جنبًا إلى جنب مع الأكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم ، والمدير العلمي لمعهد الهندسة الراديوية والإلكترونيات Yuri Gulyaev ، أثاروا مشكلة تطوير اتجاه جديد للإلكترونيات اللاسلكية على أساس المبادئ الفيزيائية الجديدة في روسيا. تعرف النائب الأول لرئيس اللجنة العسكرية الصناعية يوري بوريسوف على المذكرة التي أعدوها. أمر بإنشاء مجموعة عمل رقم 19 من NTS VPK حول الضوئيات الراديوية ، برئاسة الأكاديمي في أكاديمية العلوم الروسية إيغور فيدوروف. ضمت هذه المجموعة علماء ومتخصصين من عدد من المؤسسات العلمية والصناعية من مناطق مختلفة من البلاد ، بما في ذلك أليكسي شولونوف. ونتيجة لذلك ، تم وضع مشروع خطة لتطوير وانتقال العلوم والصناعة في روسيا إلى نظام تكنولوجي جديد. أصبحت وزارة الدفاع في الاتحاد الروسي مهتمة بهذه التطورات وبدأت في دعمها. سيؤدي استخدام الضوئيات الراديوية في قاعدة المكونات المقابلة ، والتي يجب إنشاؤها ، إلى تغيير الهيكل الوظيفي لجميع المعدات الإلكترونية الراديوية الحالية - معدات التوجيه والكشف والاستطلاع والرادار.
في عام 2014 ، تحت قيادة مجموعة العمل رقم 19 التابعة لـ NTS VPK ، أجرى RTI أعمالًا بحثية (R&D) لتقييم حالة الضوئيات الراديوية في العالم وفي روسيا ، ووضع مسودة برنامج مقابلة لتطويرها. أظهر هذا العمل أنه من أجل التغلب على تأخرنا ، يجب أن تصل التكاليف السنوية المطلوبة إلى حوالي 2-3 مليار روبل. للبحث وتطوير التقنيات و6-7 مليار روبل. - لإعادة المعدات التقنية وتجهيزها بأجهزة القياس ، دون احتساب تدريب الأفراد وتدريبهم.
في القادة - بيطري راديويترونيك
قيمت المجموعة رقم 19 وأليكسي شولونوف بشكل مباشر إمكانات عدد من مؤسسات الدفاع المحلية في الصناعة الإلكترونية الراديوية لتطوير وتعزيز تقنيات الفوتون الراديوي. من جميع النواحي ، أصبح أقدم معهد بحثي للاتصالات اللاسلكية بعيدة المدى في البلاد هو المؤسسة الرئيسية في الصناعة الجديدة.لذلك ، قام أليكسي شولونوف ، بالإضافة إلى العمل في مجموعة العمل رقم 19 للمجمع الصناعي العسكري ، برئاسة مختبر التصوير الإشعاعي في NIIDAR. قال أليكسي نيكولايفيتش ، الذي أتم الثمانين من عمره في ديسمبر 2017: "لدينا حاليًا جميع الرادارات ، بما في ذلك الإنذار المبكر ، ضيقة النطاق نسبيًا". - في الرادارات عريضة النطاق التي تستخدم قاعدة مكونة من الفوتون الراديوي ، يمكنك تحقيق ما يصل إلى 90٪ من المعلومات حول تحديد موقع الهدف ، ومعرفة ما هو موجود في الهواء أو الفضاء الخارجي: طائرة ، أو صاروخ ، أو جزء ، أو نيزك. تكتسب مثل هذه الرادارات ذات النطاقات والصلاحيات المختلفة ، بما في ذلك الإنذار المبكر ، خصائص المجمعات القادرة على إنشاء صورة شخصية لكائن تم اكتشافه بواسطة الرادار ، والتي لا تستطيع حاليًا سوى إنشاء مجمع راديوي بصري ضخم للتعرف على الأجسام الفضائية "كرونا" النظام الوطني للتحكم في الفضاء (SKKP) على جبل شابال في قراتشاي - شركيسيا. وباستخدام تقنية الرقائق الدقيقة للفوتون الراديوي ، سيكون هناك انخفاض جذري في الحجم والوزن واستهلاك الطاقة لمجمع أجهزة الرادار وزيادة كبيرة في خصائصه التكتيكية. فقط أنظمة الهوائي ذات الحجم المذهل ستبقى من الرادارات العملاقة لأنظمة الإنذار المبكر ، SKKP ، PRN ".
تم بالفعل إنشاء رادار تجريبي X-band مع تغاير بصري ، والذي يمكن ضبطه في أوسع نطاق من موجات الراديو ، في مختبر NIIDAR. هذا جهاز فريد من نوعه. يجعل جهاز الاستقبال من الممكن توحيد حلول الأجهزة على أي قناة استقبال للرادار لجميع نطاقات التردد عمليًا. يمكنه وحده العمل على عدة هوائيات استقبال. بفضل تقنية الفوتون الراديوي ، سيتم تقليل حجم المعدات بشكل كبير وستزيد موثوقيتها.
تم أيضًا إنشاء المركز العلمي والموضوعي رقم 5 في NIIDAR ، وتتمثل مهمته في تغطية وتنظيم العمل بشكل شامل في جميع مجالات مهام إنشاء صناعة الضوئيات الراديوية. في الواقع ، قد يكون هذا بالفعل هيئة عاملة للجنة المشتركة بين الإدارات التابعة لرئيس الاتحاد الروسي للتنمية المبتكرة لروسيا. تشمل المهام الفنية للمركز المشاركة في إنشاء قاعدة مكونات متكاملة ومنفصلة ، وإنشاء معدات راديوية جديدة وأنظمة هندسة راديوية ، وقضايا القياس والتقييس ، والتعاون الدولي ، بما في ذلك مع دول البريكس ، ومجموعة من الموضوعات الأخرى في الضوئيات الراديوية. أقدم مؤسسة إلكترونية راديوية وأكثرها احترامًا في روسيا والعالم ، كما أشار أليكسي شولونوف ، لديها كل الاحتمالات لمثل هذا العمل. من الضروري فقط توحيد الجهود على الانتقال إلى التقنيات الجديدة في الصناعة ، لجعل برنامج الدولة عمليًا حقًا والتحكم في تنفيذه بطريقة الدولة. من خلال تطبيق تقنية التصوير الإشعاعي على مهام محددة لإنشاء الرادارات ، تعمل الشركة بالفعل على تطوير تقنيات لمجموعة واسعة من المنتجات العسكرية والمدنية.
لذلك ، فإن الانتقال إلى أحدث التقنيات ، التي تعتبر ضرورية للدفاع عن الدولة الروسية ، والتي ستجعل من الممكن إنشاء أسلحة إلكترونية مثالية ومواكبة "الشركاء" ، يتم ، من بين أمور أخرى ، بفضل مواهب المهندس أليكسي شولونوف.
