Для обнаружения самолетов использовалось два типа антенн. Антенны с диаграммой луча в виде веера давали азимут и расстояние при вертикальном веере или высоту - при горизонтальном - они просматривали пространство в поиске обектов и за счет широкого луча могли быстро осматривать небо. Позднее, когда у нас появились и РЛС на дециметровых волнах, появились и параболические антенны, которые своим узким лучом позволяли измерить сразу все три координаты, но были бесполезны в поиске - они просматривали каждую точку пространства, то есть работали слишком медленно. Поэтому такие антенны использовались для точного определения координат целей, обнаруженных веерным лучом.
Но всего этого мы, естественно, добились далеко не сразу, постепенно наращивая возможности нашей техники. Эти усилия привели к тому, что немцы узнавали о наших все возрастающих вохможностях в радиолокации постепенно, с опозданием, по косвенным признакам в виде очередного роста потерь самолетов определяя, что "эти чертовы русские опять сделали новые локаторы".
А чертовым русским локаторы давались с большим трудом. Так, первые полтора года с момента их появления, до лета сорок третьего, наши локаторы были исключительно на метровых волнах - только для них еще можно было использовать наши наиболее мощные электронные лампы из тех, что были, да и подвод сигнала к антенне можно было делать на коаксиальном проводе, а не через волновые каналы. И, как потом оказалось нам вообще-то очень повезло, так как дециметровые и сантиметровые радары таили в себе столько подводных камней, что хоть стой, хоть падай. Быстро бы мы их точно не осилили бы, а это - новые потери.
А ведь исследования в СССР до войны шли прежде всего именно по этим длинам волн. К весне сорок второго мы собрали приличную библиотеку по этой теме. Так, в технической периодике тридцатых годов - том же "Журнале технической физики" - было много статей о радиобнаружении самолетов и СВЧ-технике. Также много расказали наши энтузиасты радиолокации, да и начавшееся сотрудничество с разработчиками из СССР принесло немало информации по истории разработок, так что мне удалось составить какую-то картину.
В тридцатых-начале сороковых в СССР по теме радиолокации работало порядка пяти коллективов человек по пять, десять, ну максимум пятнадцать. Причем у некоторых коллективов работы прерывались. К тому же большинство электронного оборудования им приходилось делать на коленке - промышленность не могла, а иногда просто отказывалась делать для них нужные электровакуумные приборы. Когда я узнал именно об отказах заводов, меня прямо-таки взяла оторопь - и это-то в тоталитарном СССР ... !!! Вот и верь после этого ...
Так что ученые мало того что делали их на коленке (что, кстати, порой даже лучше чем на производстве), так они работали в основном по дециметровым и сантиметровым волнам, где все было сложнее на порядок - прежде всего из-за неотработанности электровакуумных приборов - магнетронов, клистронов и прочих заумных вещей. Ну это еще ладно - они ведь почти все проводили работы по схеме с непрерывным излучением, которая, хотя и давала хорошую селекцию движущихся целей на основе эффекта Допплера, но требовала непрерывного излучения больших мощностей. А мало того что обеспечить такие мощности было непростой задачей - и из-за повышенных напряженностей полей, и из-за повышенной температуры, так еще и обеспечить стабильность работы приборов на таких мощностях было очень трудной задачей - все из-за тех же повышенных полей и температур. А еще и микрофонный эффект, когда надо одновременно с приемом отраженного сигнала продолжать передавать облучающий - ведь их надо как-то разводить друг с другом. И на одной антенне сделать это непросто - оба сигнала-то должны идти через одни и те же волноводы - и как их развести, чтобы исходящий сигнал выходных каскадов не попадал на входящие каскады приемника ? А сами волноводы ? Надо рассчитать геометрию каналов, точно изготовить все эти полости, а если выход, например, с магнетрона был круглой формы, а волновод - прямоугольной - нужен переходник с плавно переходящими поверхностями из одной формы в другую.
Другое дело - метровые волны в импульсном режиме. Да, обнаружить низколетящую цель на небольших дальностях для них проблема. Но. Лампы метрового диапазона - в принципе довольно отработанная и известная конструкция. Импульсный режим не требует постоянного излучения мощности, поэтому меньше проблем с нагревом. Да и стабильностью работы - в лампах, по сравнению с теми же магнетронами, фактически отсутствует критическая для их работы геометрия. Это в магнетронах точно выверенные объемы полостей, расстояния между ними - основа стабильной, да и вообще гарантированной работы. И все это мало того что надо изготовить - высверлить, выфрезеровать - с повышенной точностью, так еще и предохранять от изменения геометрии в процессе работы из-за повышения температуры. Передача сигналов на метровых волнах - тоже гораздо проще. Не надо никаких волноводов - достаточно "обычных" коаксиальных кабелей. Да, там тоже важно выдерживать волновое сопротивление, но его выдержать горадо проще - отсутствуют такие требования к точности внутренних каналов - их там просто нет. Вот антенны - те да - на метровых волнах они гораздо больше, собственно, пропорционально длине волн. Ну, перетерпим.
Самое главное - чем больше длина волны - тем больше расстояние обнаружения цели, причем пропорционально квадрату длины волны, то есть если волна в два раза длиннее, то дальность повысится в четыре раза - там и проще распространение вдоль поверхности, и меньше влияние атмосферы, и выше ЭПР целей, и менее изрезанная поверхность отраженного сигнала. Сейчас не беру в расчет то, что на более коротких волнах можно построить боле направленную антенну, что несколько сглаживает разницу. Также пока не рассматриваю схемы с накоплением сигнала.
Соответственно, по-началу нам требовались совершенно не те мощности излучения, что были бы необходимы на более коротких волнах и при непрерывном излучении сигнала. И это стало на начальном этапе большим преимуществом для наших работ по радиолокации - быстро полученные первые результаты вселили в людей уверенность в свои силы, дали прочувствовать вкус победы на сложной тематикой, они перестали, ссылаясь на историю разработок в СССР, говорить, что вон сколько работали - и не то что мы, так что куда нам ...
Нет, раз мощность пропорциональна квадрату частоты, то уменьшать длину волны - в принципе полезное дело, да и размеры антенны уменьшаются, и ее можно сделать либо компактнее, либо, при тех же общих размерах, получить более острую диаграмму направленности, и тем самым еще повысить дальность. То есть желания ученых и конструкторов СССР работать в дециметровых и сантиметровых волнах были обоснованы. Вот только они не согласовывались с возможностями промышленности.
Ну и выбраная нами импульсная схема тоже не потребовала поддержания больших мощностей излучения со всеми вытекающими.
Что интересно, когда мне начали втирать про постоянку, я даже сначала не понимал - про что они ? зачем она вообще нужна ? У меня как-то так сложилось, что "радар - это импульс". При этом не мог же я сказать, что "так всегда делали". Когда "всегда" ? Не рассказывать же про будущее, где все, ну или почти все РЛС работали на импульсе - про это я помнил чуть ли не из детских книжек. Поэтому пришлось давить авторитетом и начальственным самодурством (да, вопреки собственной же политике), после чего на постоянке остались только самые упертые - не отправлять же их, как Гинзбурга, в окопы, раз разбираются в радиотехнике - глядишь, что-то и получится. А основные усилия мы с моей очень сильной подачи направили именно на импульсные станции.
Многие импульсники, или, как их вскоре начали называть - пульсЫ - по-началу работали с неохотой, но польза от них все-равно была, хотя бы в том, что они все-таки делали расчеты по антеннам, лампам, схемам питания - пусть и чуть ли не из-под палки, но все-таки делали, благо эта работа пригодилась бы и для постоянных схем. К счастью, в это сложное время нашлись энтузиасты импульсных схем, которые и тащили все проекты. Ну а потом, после первых успехов, лед тронулся, и все больше "принужденцев" загоралось энтузиазмом и втягивалось в работы уже не из-под палки, а ради интереса и здорового самолюбия.