Техника - молодёжи 1995-02, страница 30

федрой в МАИ, а тогда первый директор НИИ микроприборов в Зеленограде. Я позвонил ему, посетовал на трудности с комплектующими, он же без всяких там околичностей: "Монолитные усилители обеспечу!" Благодарен и руководителям передовых НИИ радио-и электронной промышленности, представивших стенды для испытаний модуля. Они нас здорово выручили, так как первые образцы изготовлялись практически на голом энтузиазме — студенты и преподаватели отдельных кафедр МАИ рассчитывали топологию плат, паяли выводы, занимались доводкой и отладкой параметров модулей. Несмотря на скептиков... Вот и сейчас, хотя несколько экспериментальных блоков КВЧ изготовлено, они отнюдь не сложили оружия. Их основной довод: "Если вы работаете в диапазоне миллиметровых волн, то эти волны должны сильно поглощаться атмосферой, а следовательно, дальность действия вашего микрорадиолокатора будет небольшой".

В "окнах прозрачности" и вне их

А в самом деле — почему был выбран именно миллиметровый диапазон?

Путь освоения радиоволновых диапазонов

вначале был достаточно прямолинеен: сперва — длинные волны, потом — средние, далее - УКВ (300 МГц - 3 ГГц), СВЧ (3 - 30 ГГц)... И вдруг — перескок на лазерную технику, на микронные (и в доли микронов) волны. Отчего так? В силу каких причин инженеры миновали диапазон КВЧ (30 — 300 ГГц), где и располагаются миллиметровые волны?

Кажущийся ответ — остальные диапазоны более низкочастотны и потому проще для освоения. Но ведь у лазерных систем частота как раз выше... Парадокс?

— Ничего подобного,— говорит Войнич.— Если линзы, которые используются в лазерах, создал еще Галилей, то для КВЧ-диапа-

зона только сейчас начали разрабатывать элементную базу. Не случайно же сам вопрос об использовании мм-диапазона всерьез был поставлен на Всемирной конференции по радио, в Женеве, лишь в 1979 г.

— Ну а как насчет поглощения? — спрашиваю я.

— У микронных волн поглощение куда больше, чем у миллиметровых, но лазером тем не менее пользуются,— парирует Борис Александрович.— В чем хитрость — для последних в атмосфере есть "окна прозрачности", где их распространение очень хорошее. Например, одно из таких "окон" располагается на 35 ГГц, другое — на 94 ГГц и т.п. На этих частотах мы и будем работать.

— То есть диапазон используемых мм-волн ограничен? — пробуждается во мне скептик.

— Обратимся опять к учению Апьтшулера, к его тезису — попытайтесь недостаток сделать преимуществом,— улыбается Борис Александрович.— Скажем, излучение на частоте 60 ГГц очень быстро затухает в атмосфере, но поставим на борт орбитальных спутников КВЧ-блоки, работающие именно на этой частоте,— что получится? Мы сможем переда-

Эти тарелки "украшают" многоэтажное здание на Коровьем валу, плотно набитое офисами престижных фирм. Видимо, западные спецы еще не пронюхали о российском ноу-хау

Передающий и приемный КВЧ-блоки построены достаточно традиционно схемам. Непрерывный синусоидальный сигнал частоты 30 — 32 ГГц (1 ГГц = 109 Гц) формируется генератором 1 и направляется на смеситель 2. На второй вход последнего подается информационный сигнал, подлежащий передаче. Выходное напряжение смесителя поступает в усилитель мощности 3(коэффициент усиления 13дБ)_} после чего через 64-элементную антенную решетку 4 излучается в пространство. Ширина луча антенны 10— 12°, коэффициент направленного действия 200, излучаемая мощность 2 Вт. Луч попадает на антенную решетку 5 приемного КВЧ-блока, и принятый сигнал усиливается малошумящим усилителем 6, выполненным на арсенид-галлиевых транзисторах (коэффициент усиления 10 дБ). Затем поступает в смеситель 7, на второй вход которого подается непрерывный синусоидальный сигнал частотой 28 ГГц с генератора 8. С выхода же смесителя снимается информационный сигнал на частоте 2 ГГц. Узлы 1 и 8, 2 и 7, 4 и 5 выполнены (попарно) одинаково. Габаритные размеры комплекса 80х40х 20 мм. При необходимости увеличить излучаемую мощность блоки добираются до нужного количества, а соединение их осуществляется по принципу "детского конструктора".

вать с одного спутника на другой секретную информацию, и потенциальный противник на земле будет лишен возможности как подслушать, так и "забить" передачу — его помехи на 60 ГГЦ просто не достигнут орбиты.

— Но это в космосе,— упорствую я.

— То же и на земле,— возражает Войнич.— Солдат, сидящих в окопах и переговаривающихся на частоте 60 ГГц, не запеленгует противник — из-за быстрого затухания радиоволн.

— Ну а где еще могут использоваться такие устройства, кроме столь специальных ситуаций? — интересуюсь я.

От авто- и самолетовождения до "народного телефона"

КВЧ-блоки, как говорилось, существуют пока в экспериментальном варианте. Серийность их выпуска (из-за финансовых трудностей) под вопросом. Поэтому — помечтаем.

Автомобилевождение. КВЧ-блоки, наклеенные на бамперы или радиаторы транспортных средств, могут предупреждать о препятствиях в любое время дня и ночи. Помните — "разумная обшивка"?

Самолетовождение. КВЧ-блоки, установленные в различных точках летного поля, сообщат пилотам подлетающих воздушных машин о возможных заносах (которые нередко случаются на северных аэродромах), о препятствиях на взлетно-посадочной полосе и о многом другом. Если же закрепить их на обшивке самолета, то станет возможной также и радиосвязь между крылатыми лайнерами.

Впрочем, пожалуй, именно связь на небольших расстояниях и станет основным занятием новинки. Два портативных телефона, снабженных приемно-передающими КВЧ-блоками, обеспечат переговоры без всякого кабеля — по воздуху. Причем абоненты смогут не просто созваниваться, но и определять взаимное местонахождение — по углу поворота решетки. Даже в горных или иных труднодоступных районах они сумеют оповестить о себе друг друга, ибо переотражения, характерные для традиционных видов связи, здесь будут отсутствовать. Внутризаводская или внутрисовхозная связь, связь между вычислительными центрами или объектами охраны и т.д. — могут быть достаточно легко реализованы, так как дальность действия КВЧ-блоков составляет от 16 до 20 км.

Сейчас разрабатывается президентская программа "Народный телефон", которая в черновом варианте предусматривает создание 40 млн. телефонных номеров в течение 10 ближайших лет. Думается, что планируемые затраты (48 млрд. долларов) можно сильно сократить, если взяться за внедрение КВЧ-блоков. В самом деле, КВЧ-радиоли-ния, по расчетам, обходится в 200 раз дешевле, чем воздушная — с ее столбами, проводами и изоляторами, и в 5000 раз дешевле, чем кабельная, поскольку дорогостоящий кабель в КВЧ-линии отсутствует.

— Уверен, КВЧ-блоки найдут достойное применение в народном хозяйстве,— считает декан факультета радиоэлектроники летательных аппаратов МАИ, профессор, лауреат Государственной премии Виктор Петрович Демин.— Им суждено блестящее будущее.

— Идеальное устройство — какое оно? — задает вопрос Войнич, и сам же отвечает: — Такое, которого нет, но чьи функции выполняются. Допустим, телевизор — далеко не идеальное устройство. По-настоящему информативно работает только экран; добавленная же к нему объемистая начинка играет вспомогательную роль. И если найдется изобретатель, который в качестве полноценного телевизора предложит лишь цветную пленку-дисплей, вот это и будет идеальным устройством — само оно как бы исчезло, а функции остались. На мой взгляд, КВЧ-блок весьма близок к идеальному устройству — его ан-тенна-решетка весит всего 1,6 г! ■

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ