Виктор Млечин - На передних рубежах радиолокации

Ещё одна проблема, к которой хотелось бы привлечь внимание, заключается в необходимости теоретического осмысления сложного взаимодействия помехи и системы, работу которой помеха призвана нарушить, с одной стороны, и каковы меры защиты от помех, с другой стороны. Некоторые практики-разработчики аппаратуры порой резко негативно относятся к самой перспективе заниматься теорией, с их точки зрения, неблагодарным делом. «Ещё мне копаться в математике, да я десять раз всё это проверю опытным путём», – рассуждают они. Я, как старый практик, в ряде случаев соглашаюсь с ними. Ибо зачем излишне теоретизировать там, где простейший эксперимент быстро может дать ответ на возникший вопрос. Но современная техника такова, что даже многократно проведённое экспериментальное обследование может завершиться тупиковым результатом. И даже сложное, иногда весьма разветвлённое электронное моделирование не в состоянии учесть некоторые скрытые нюансы, которые сравнительно просто выявляются несложными математическими выкладками. И это тем более справедливо, когда нужен системный подход к задаче и требуются обобщённые результаты.

Существует множество теоретических работ, исследующих воздействие различных помех на те или иные радиотехнические устройства. Но мне не удалось найти в достаточно обширной библиографии обобщённого труда, исследующего с единых позиций результаты воздействия широкого класса типовых помех на типовые радиотехнические системы и устройства. В этом вопросе имеется ряд трудностей, которые, возможно, и явились одним из оснований отсутствия подобных работ. Перечислю некоторые из них. Так как сигнал помехи является в целом случайным процессом, необходим статистический подход к проблеме. Наиболее важным объектом помехового воздействия представляются замкнутые системы, ввиду того, что их функционирование наиболее опасно для обороняющейся стороны. Наконец, ещё одна трудность для теоретического анализа состоит в нелинейности радиотехнических систем.

Я неоднократно обсуждал эту проблематику с наиболее продвинутыми в помеховой тематике специалистами 108 института – А. В. Загорянским и Б. Д. Сергиевским, высказывая пожелание, чтобы они взяли на себя тяжёлую ношу по созданию такой обобщённой теоретической работы. А. В. Загорянский, в принципе не отвергая этой идеи, был перегружен текущими заказами. Кроме того, я знал, что болезнь, которой он давно страдает, подтачивает его силы, что, может быть, и ограничивало его творческие возможности. Б. Д. Сергиевский являлся автором многочисленных статей и отчётов, но когда заходила речь о переходе к этапу обобщения, он отмалчивался, по-видимому, что-то его сдерживало.

В конце 80-х – начале 90-х годов, будучи загруженным сугубо практическими, в том числе полигонными, работами, я заинтересовался регрессионным анализом, который наиболее ярко отражён в трудах нашего крупного учёного в области теории вероятности и матстатистики В. С. Пугачёва. Вообще, регрессия даёт возможность произвести оценку неизвестного случайного процесса Y(t) по результатам наблюдения другого случайного процесса Х(t). В более точном смысле регрессия определяется как условное математическое ожидание М[Y(t,X)] и служит оптимальной оценкой зависимости Y(t) от X(t).

Что может дать использование регрессионных моделей? Предположим, что на вход замкнутой системы автоматического управления, например на вход следящей системы, поступает простейшая помеха в виде аддитивного шума (от слова «add» – добавить, приложить). Случайный процесс, который возникнет в системе под действием помехи, будет зависеть не только от линейных параметров, заложенных в системе, но и от нелинейных её свойств. В результате аддитивный шум преобразуется в мультипликативный, а в контуре системы создаётся нелинейное звено множительного типа, именуемое мультипликативной нелинейностью (МН). Линейная регрессионная модель для МН характеризуется прямой зависимостью от приложенного шума; параметры зависимости, как и погрешность данной оценки, должны быть определены для каждой конкретной схемы.

Анализ одноконтурной системы с МН был обобщён на многоразмерные и многоконтурные системы. Наряду с непрерывными контурами удалось рассмотреть различные модификации дискретных систем, что прокладывает путь к исследованию нелинейной цифровой техники, работающей в помеховом режиме. Немаловажно то, что выбранный метод позволил провести тщательное исследование устойчивости системы и определить условия, при которых под действием помехи происходит срыв слежения. Кроме замкнутых систем анализу подвергались разомкнутые классы систем в режиме действия мультипликативной помехи. Утилитарность выбранного подхода дала возможность исследования статистической динамики типовых радиотехнических систем и устройств. Собранные материалы составили довольно объёмную книгу, выпущенную несколько лет назад одним из московских издательств [2]).

Далее я хотел бы затронуть ряд принципиальных вопросов, касающихся всего цикла разработки новой аппаратуры.

Прежде всего, должна быть чётко поставлена цель разработки и разъяснены обстоятельства, при которых возникла необходимость в создании будущего изделия. Если имеется постановление правительства или государственный заказ, то предполагается, что проведены соответствующие согласования и разработчик может опираться на вполне официальный документ и помощь со стороны курирующих ведомств. Другое дело, когда задание выдаёт головное предприятие или некая фирма и вы находитесь в положении подрядной организации или в лучшем случае соисполнителя. В этой ситуации разработчику приходится иногда проверять заказчика на наличие авторитета и гарантию деловых связей. Разработчик при любом заказчике должен тщательно изучить переданное ему техзадание, выявить в нём слабые стороны, спрогнозировать возможные отклонения, произвести анализ комплектации и требований к ней с учётом её недопоставок. В мои годы мы в основном работали на базе правительственных постановлений. Но вот начались лихие 90-е годы, финансирование внезапно прекращалось; сотрудникам массово не платили зарплату. На фоне такого положения некоторым предлагали заказы, полученные от дальних зарубежных стран. Ввиду безденежья отдельные специалисты соглашались. Я всегда отказывался. Мотивировка простая: я родился в СССР, учился и работал в России, знания и опыт отдавал России и ни на кого другого работать не буду.

После получения техзадания необходимо приступать к решению поставленной задачи. Надо было искать оптимальный вариант, а он, как правило, на поверхности не проглядывался. Значит, нужны были свежие мысли и движения в сторону новых идей. Собственно, этим и приходилось заниматься в промежутках времени между лабораторными работами и полигонными испытаниями. Идеи иногда рождались неожиданно или как результат анализа предыдущего опыта – положительного либо негативного. В редких случаях я шёл от аналогичных решений в смежных областях, но после долгих раздумий приходил к мысли о том, почему именно их невозможно применить к решению поставленной задачи. Обычно я проверял правильность начального посыла новой идеи двумя путями: с помощью выбора аппарата анализа и на его основе – простейших математических выкладок и, второе, с помощью самых простых электронных схем. Конечно, это было только начало, далее следовала серьёзная проработка. Приведу очень кратко несколько примеров решаемых в своё время технических задач.