Виктор Млечин - На передних рубежах радиолокации

Время от времени в печати, а также на различных собраниях и совещаниях поднимается вопрос о создателях отечественного радиолокатора. По этому поводу возникают дискуссии, порой переходящие в жаркие споры. Одни утверждают, что это безусловно группа Ю. Б. Кобзарева, другие, ссылаясь на историю (которую я вкратце изложил), с этим не соглашаются. Я должен сказать, что бывал у Ю. Б. Кобзарева в 50-х годах, когда он ещё работал в НИИ-244, а затем на его семинарах в ИРЭ и никогда не слышал ни от него, ни от его сотрудников, а также от его гостей утверждений типа «Ю. Б. Кобзарев – создатель (или автор) отечественной РЛС».

Позже, как сообщали некоторые источники, Ю. Б. Кобзарев якобы жалел, что не подал в своё время заявки на изобретение. Но существует ещё экспертиза в патентном ведомстве. И какой ответ она бы дала – положительный или отказной – можно только гадать.

Никто, как мне кажется, не отрицает выдающийся вклад Ю. Б. Кобзарева и его сотрудников в общее дело, но вопрос об авторстве более сложный. Мне представляется, что успех был достигнут трудом многих упомянутых и безвестных людей, озарённых общей идеей.

До 1955 г. я просто не помышлял ни о каких изобретениях. Непрерывные командировки не оставляли времени не только для обдумывания новых идей, но и для фактов самого их возникновения. 8–10 часов пребывания в кабине станции на положении её оператора уходили на поиски отметок целей в окружении обильных отражений от «местников», регулярные ремонтные работы, состоявшие в перемещении на высоту человеческого роста, вывинчивании множества винтов и гаек, изъятии с этой высоты 60 кг передатчика или совсем малых по весу, но опасных по возможному ущербу полупроводниковых и вакуумных приборов. Полигонные испытания шли один за другим, в промежутках надо было успевать пропускать аппаратуру через механические стенды, климатические камеры, где узлы и блоки контролировались представителями заказчика. В 1954–1955 гг. я «застрял» на серийном заводе, где представлял не только опытные образцы, но и техническую документацию, на основании которой предстояло изготовить партию станций для передачи в войска. Эта работа была выполнена и в 1955 г., по приезде с завода, я увидел, что мой коллега Г. В. Кияковский, Гера, как мы его звали, пишет заявку на изобретение. Это меня заинтересовало и я решил использовать высокоточную фазометрическую систему определения дальности, которую постоянно эксплуатировал в полигонных условиях, в качестве основы для создания прецизионного делителя частоты последовательности коротких импульсов. Тогда это была не только модная, но и практически злободневная тема. Опыта в написании заявок на изобретения у меня не было, нормативных документов не читал. Написал как умел и привёл схему. Новизну и полезность предложения признали, но из-за отсутствия надлежаще оформленных бумаг сочли техническим усовершенствованием, на что я вынужден был согласиться, хотя до сих пор считаю это предложение выполненным на изобретательском уровне.

Моя изобретательская практика достигла уже пятидесятилетнего рубежа. За это время приходилось решать много разных задач, сложных и не очень, порой неожиданно возникающих, но всегда интересных. Задачи охватывали практически все разделы радиотехники, но часто вторгались в смежные области, такие как автоматическое управление, электронная техника, СВЧ приборостроение, механика. Совершено очевидно, что я не смог бы рассказать даже о части своих изобретений, ибо это потребовало возможно целой книги, а не нескольких страниц текста. Кроме того, определённая часть моих новаций касалась оборонной тематики, до сих пор находится в закрытом фонде, и я как законопослушный гражданин не имею никаких прав раскрывать эти некогда с большим трудом добытые факты. Вместе с тем есть вопросы, которые когда-то давным-давно были предметом изобретательских усилий, а потом вошли в литературу открытого пользования, в учебники, стали вроде бы общепринятыми, но с пониманием которых нет полной ясности, в связи с чем появляется потребность в разъяснении их сущности. Я выбрал три таких вопроса. Первый относится к общей радиотехнике, второй к радиоприёмным устройствам, третий – к радиолокационной тематике.

Начнём с первого вопроса, который касается частотной и фазовой модуляции радиосигналов. Постараюсь излагать материал без применения формул и схем, чтобы он был доступен более широким кругам читателей. История частотной модуляции (ЧМ) восходит к 20-м годам прошлого века и прошла периоды спада и повышенного интереса. При синусоидальной модуляции несущей по частоте ЧМ-колебание характеризуется двумя параметрами: девиацией частоты, т. е. наибольшим отклонением частоты от несущей и индексом модуляции, равным отношению девиации частоты к частоте модуляции. При индексах, меньших единицы, спектр ЧМ колебания по ширине близок к спектру колебания, модулированного по амплитуде (АМ колебания). Если индекс модуляции существенно превышает единицу (например, 100), ЧМ-колебание становится широкополосным и ширина его спектра достигает величины, близкой к удвоенной девиации частоты. Так вот, теория показывает, что широкополосная ЧМ, используемая, скажем, в диапазоне УКВ, представляет эффективное средство в борьбе с помехами и позволяет повысить качество воспроизведения как в радиовещании, так и в телевидении. Для получения ЧМ издавна используют специальные реактивные каскады (транзисторные или в старое время ламповые), которые создают реактивную проводимость (емкостную или индуктивную), подключённую параллельно контуру задающего генератора. Меняя ток через реактивный каскад, меняют частоту задающего генератора. Но для потребителя важна стабильность несущей частоты задающего генератора. Потребитель не может, сидя у своего приёмника, всё время подстраиваться под изменяющуюся частоту генератора. Для повышения стабильности частоты используются кварцованные схемы генераторов или системы автоматической подстройки частоты (АПЧ). Во всех случаях включение реактивного каскада понижает стабильность частоты генератора. Возникает техническое противоречие между стабильностью частоты генератора и преимуществами использования ЧМ. Как разрешить это противоречие? Стали думать и пришли к выводу, что наиболее простой путь состоит в следующем. Сохранить стабильный задающий генератор, подсоединить к нему буферный каскад, на выходе которого применить фазовую модуляцию (ФМ). Буферный каскад при этом играет роль развязывающего элемента. Частота колебания, как известно, связана с его фазой дифференциальной зависимостью. На простейшем математическом языке это означает, что, меняя фазу по синусоиде, вы изменяете частоту того же колебания по косинусоидальному закону. Иными словами, с учётом известной зависимости частоты и фазы вы можете смело применять ФМ. Вот почему в течение примерно 10–15 лет, начиная с 40-х годов прошлого века, исследователи широким фронтом стали разрабатывать схемы фазовых модуляторов. Простейшими примерами ФМ-модуляторов являются цепочки RC, CR, LCR. Меняя ёмкость или сопротивление по заданному закону, вы изменяете фазу высокочастотного колебания, подаваемого на вход цепочки. Но фазовой модуляции соответствовали паразитная амплитудная модуляция и сильные нелинейные искажения, и всё это при достаточно малом индексе ФМ. Другой метод ФМ, получивший более широкое применение, состоял в суммировании колебаний задающего генератора, промодулированного с помощью балансной однополосной модуляции, и того же колебания, сдвинутого по фазе на угол близкий к 90°. В варианте, предложенном Г. А. Зейтленком и Б. И. Каменским ещё в 30-х годах, два напряжения высокой частоты, сдвинутые по фазе на 90°, противотактно модулируются по амплитуде. Почти те же недостатки были присущи и этим схемам. Далее пошли всевозможные технические хитрости, сильно усложняющие схемы модуляторов. К ним относятся многокаскадное включение модуляторов, многоступенчатые умножители частоты (для увеличения девиации), устройства многократного повышения индекса модуляции путём разделения спектра модулирующих частот и т. д. Вот почему видный советский радиоспециалист С. И. Евтянов завершил в своей книге раздел, посвящённый фазовым модуляторам, словами: «Изложенные расчёты объясняют, почему передатчики с ФМ не находят широкого применения».