Противодействие беспилотным летательным аппаратам - [57]
Источниками импульсов мощного СВЧ ЭМИ могут быть мощные релятивистские СВЧ-генераторы (взрывомагнитные, магнитокумулятивные), обычные электровакуумные СВЧ-генераторы (усилители), в том числе с временной компрессией излучаемых импульсов, твердотельные генераторы с полупроводниковыми коммутаторами, генераторы с газовыми коммутаторами и др. В качестве излучателей также могут применяться апертурные антенны (зеркальные, рупорные), а также фазированные антенные решетки (ФАР) и активные ФАР[361].
Основным показателем устойчивости элементной базы к воздействию ЭМИ являются критериальные уровни поражения, определяемые значением энергии, при котором возникают восстанавливаемые и невосстанавливаемые отказы в элементах РЭС. В таблицах 5.2 и 5.3 приведены энергетические уровни поражения некоторых элементов, блоков и узлов РЭС.
Таблица 5.2. Энергетические уровни поражения элементов РЭС при воздействии СВЧ-импульсов[362]
| Тип прибора | Энергия повреждения, мкДж |
|---|---|
| СВЧ-диоды | 0,1 — 10 |
| Интегральные схемы | 0,1 — 300 |
| Цифровые интегральные схемы | 80 |
| Полевые транзисторы | 10 |
| Маломощные транзисторы | 1∙10>4 — 3∙10>4 |
| Транзисторы средней и большой мощности | 400 — 4∙10>4 |
| Выпрямительные диоды | 100 — 4∙10>5 |
| Быстродействующие переключающие диоды | 20 |
| Туннельные диоды | 500 |
| Кремниевые тиристоры | 3000 |
| Низкочастотные транзисторы | – |
Таблица 5.3. Уровни функционального поражения некоторых блоков и узлов РЭC при воздействии импульсного СВЧ-излучения[363]
| Тип изделия | Плотность потока энергии, Вт/см² | Поток энергии, Дж/см² | Длительность импульса, с | Частота импульсов, кГц | Длительность воздействия, с |
|---|---|---|---|---|---|
| Усилители систем управления и связи | 10 — 40 | 10>-2 — 4∙10>-2 | 10>-3 | – | – |
| Узлы систем управления и связи на интегральных схемах и больших интегральных схемах (БИС) | 70 — 600 | 0,7∙10>-2 — 6∙10>-2 | 10>-6 | 1 | 1 |
| Элементы радиопередатчиков | 10>4 — 10>5 | 10>-3 — 10>-4 | 10>-7 | – | – |
| Радиоприемники через антенну с S>эфф = 1–2 м² | 1 — 100 | 10>-5 — 10>-6 | 10>-7 | – | – |
| Телевизионные системы на видиконах (повреждение видеоусилителя) | 3∙10>3 — 5∙10>3 | 0,6 — 2 | 2∙10>-4 — 4∙10>-4 | – | – |
Критериальные (критические для поражаемого оборудования) уровни функционального поражения широкой номенклатуры РЭС отличаются большим разбросом и могут составлять от 10 до 5000 Вт/см². Типовые критериальные уровни различных полупроводниковых приборов приведены в работах[364]. При этом наиболее уязвимыми элементами РЭС являются СВЧ-диоды, работающие во входных трактах преобразователей частоты, интегральные микросхемы и диоды с точечным контактом.
В таблице 5.4 приведены характеристики нескольких типов генераторов мощных ЭМИ-импульсов миллиметрового и сантиметрового диапазонов электромагнитных волн[365].
Таблица 5.4. Характеристики некоторых мощных СВЧ-генераторов миллиметрового и сантиметрового диапазонов волн[366]
| Тип генератора | Частота, ГГц | Длительность импульса | Выходная мощность | КПД, % | Примечание |
|---|---|---|---|---|---|
| Гиратрон с импульсным соленоидом, обладающий стабилизируемым носителем энергии | 500 | 2 мкс | более 100 кВт | Эксперимент | |
| Тиратрон с высокой эффективностью моды ТЕ>031 | 140 | 2 мкс | 100 кВт | 30 | Эксперимент |
| Тиратрон с резонаторами моды ТЕ>031 | 100 | – | 1000 кВт | – | – |
| Виркатор | до 40 | 3 — 5 нс | до 1 ГВт | – | – |
| Релятивистский гиратрон | 35 | 55 нс | 0,2 ГВт | – | Разработан |
| Взрывомагнитный генератор | – | 1 мкс | 10>10 кВт | – | Разработан в Лос-Аламосе |
Как видно из таблицы 5.4, наиболее короткие импульсы достигаются в виркаторах, а наибольшая выходная мощность реализуется во взрывомагнитных генераторах (ВМГ). Современный уровень развития СВЧ-генераторов обеспечивает выделение в нагрузке энергии 107–108 Дж, мощность которой эквивалентна мощности энергии, освобождающейся при взрыве заряда взрывчатого вещества массой 10 кг[367].
Более подробные сведения о средствах ФП ЭМИ и вариантах их целевого применения представлены в работах[368]. Особенности применения СВЧ-импульсов и исследование характера их дестабилизирующего влияния на различное бортовое оборудование БПЛА подробно изложено в работах[369].
5.2. Тактико-технические характеристики типовых средств функционального поражения СВЧ излучением, ориентированных на противодействие БПЛА
Прикладные исследования по созданию экспериментальных средств ФП ЭМИ ведутся с 1995 г. при этом опытные образцы этих средств регулярно проходят испытания в ходе военных конфликтов[370].
К достоинствам средств ФП ЭМИ при их применении против БПЛА можно отнести следующие:
— расширение диапазона решаемых задач за счет возможности поражения не излучающих БПЛА;
— универсальность (способность ЭМИ поражать широкую номенклатуру БПЛА, при этом эффективность поражения БПЛА не зависит от их типа, габаритов, функционального назначения);
— внеполосность (способность ЭМИ проникать внутрь РЭС БПЛА помимо полосы пропускания его приемных трактов радиосвязных РЭС);
— эффективное воздействие на БПЛА с высокой помехозащищенностью к применению традиционных способов РЭП;
— отказ от сложных средств анализа и имитации сигналов для подавления канала навигации и радиосвязи БПЛА, которые традиционно используются в РЭП;
— снижение в ряде случаев требований к качеству целеуказания (по местоположению, частотному диапазону, режимам работы), которое необходимо для поражения БПЛА противника.
Перспективные образцы средств ФП ЭМИ основаны на генерации кратковременного импульса ЭМИ большой мощности, способном вывести из строя РЭС, составляющие основу системы управления любого БПЛА.
