Таким образом, отраженный от цели сигнал, спектр которого шире полосы когерентности ионосферы, сам несет маскирующую себя помеху, снижающую вероятность обнаружения цели вплоть до нуля. Устранить эту помеху можно сужением спектра излучаемых сигналов до минимальных значений. Но в этом случае ЗГРЛС будет лишена возможности обнаруживать цели из-за маскирующего влияния сигналов, отраженных от Земли. Для исключения этого влияния необходимо заменить потерянное разрешение по дальности, которое в загоризонтной радиолокации оказывается ограниченным полосой когерентности ионосферы (а не полосой излученного сигнала), на соответствующее разрешение по спектру доплеровских частот цели. Реализовать это можно в том случае, когда спектр доплеровских частот занимает полосу меньшую, чем частота повторения излучаемых сигналов. В противном случае спектр отражаемого сигнала принимает псевдослучайный вид, маскирующий спектр доплеровских частот цели. При свойственных для ЗГРЛС соотношениях (ширина спектра доплеровских частот цели в 10-60 раз больше частоты повторения) оценка доплеровского спектра цели принятыми в радиолокации способами становится невозможной. Так образовался порочный круг, из которого нет выхода в рамках существующих в радиолокации способов обработки принятого сигнала. В этом и заключается суть причины, из-за которой многолетние попытки повысить обнаружительную эффективность ЗГРЛС не давали положительных результатов.
Использование регуляризирующих алгоритмов как средства достижения максимально возможных обнаружительных характеристик ЗГРЛС требует опорных сведений о свойствах доплеровского спектра цели и о свойствах источников, искажающих как этот спектр, так и радиолокационную задержку принимаемых сигналов. Используя эти сведения, регуляризирующие алгоритмы приводят принятый искаженный сигнал к неискаженному виду (восстанавливают). Имеющееся количество опорных сведений можно оценить как приближенно достаточное для построения регуляризирующих алгоритмов. Дальнейшие процедуры обнаружения, после восстановления сигнала, можно производить общепринятыми методами. Теория этих алгоритмов разработана в последние 15-20 лет советскими математиками. Наиболее эффективным является метод «регуляризации по Тихонову», требующий незначительного объема опорных сведений и дающий высокую точность восстановления. Начало исследований возможности применения этого метода к задачам ЗГРЛС относится к 1980 году. Разработка принципиальных вопросов применения метода выполнена совместно с факультетом прикладной математики МГУ под руководством А.Н.Тихонова. Дальнейшая разработка вопросов, связанных с использованием этого метода в ЗГРЛС, и произведенные аналитические оценки показали, что доработка ЗГРЛС на базе этого метода позволяет минимизировать отрицательное влияние диффузной многолучевости ионосферного распространения радиоволн и обеспечить вполне приемлемые обнаружительные характеристики ЗГРЛС. Открытым остался вопрос о разрешающей способности для случая применения регуляризирующих алгоритмов. Он требует специального определения и соответствующего отдельного рассмотрения. В настоящее время следует полагать, что обнаружение массового старта необходимо производить как обнаружение определенной сигнальной картины, соответствующей тому или иному виду старта, с ограниченной оценкой числа стартующих ракет.
Основное содержание необходимой доработки ЗГРЛС заключается в следующем:
– Внедрить алгоритм оперативной оценки полосы когерентности ионосферы и выбора оптимального спектра излучаемых сигналов. Входной сигнальной информацией для него могут служить сигналы, отраженные от Земли, с соответствующим учетом протяженности отражающего участка (могут быть и другие виды этой информации);
– Внести коррективы в алгоритм выбора частот, минимизирующих затухание (алгоритм ОЧУР), с целью назначения частот, как с учетом затухания, так и с учетом полосы когерентности ионосферы;
– Внедрить регуляризирующий алгоритм восстановления двумерной (задержка, частота) функции взаимной неопределенности;
– Внести коррективы в программно-алгоритмический комплекс, вытекающие из внедрения выше указанных алгоритмов.
Очевидно, что перед доработкой боевых образцов ЗГРЛС необходимо отработать соответствующие проектные решения на экспериментальном образце в Николаеве и уточнить количественную оценку их эффективности с помощью запусков ракет из дальней зоны.
К выводу о неизбежной необходимости ввести в ЗГРЛС мероприятия, обеспечивающие минимизацию отрицательного влияния диффузной многолучевости, я пришел в 1984 году. Тогда же доложил об этом заинтересованным товарищам. Заключение комиссии, созданной по этому поводу Минрадиопромом, по-видимому, не сыграло достаточную роль — вопрос о введении в ЗГРЛС регуляризирующих алгоритмов с учетом полосы когерентности ионосферы остается открытым. Игнорирование этого вопроса не позволит повысить обнаружительную способность ЗГРЛС. Это принципиальный вопрос. Он касается всей загоризонтной радиолокации. Неучет полосы когерентности ионосферы адекватен неучету затухания радиолокационных сигналов. Для всех очевидно, что без оперативного выбора частот, минимизирующих затухание радиолокационных сигналов в ионосфере, загоризонтная радиолокация невозможна. В такой же мере это относится и к полосе когерентности ионосферы — без применения регуляризирующих алгоритмов, минимизирующих разрушение информативности радиолокационных сигналов в ионосфере, загоризонтная радиолокация также невозможна. Задачи эти имеют разную физическую природу и не могут быть взаимно заменимы. Только одновременное их решение способно обеспечить устойчивую, достаточно высокую результативность загоризонтного обнаружения целей. В противном случае она неизбежно будет носить эпизодический, ни чем не управляемый, характер. Краткие аналитические описания воздействия диффузной многолучевости на радиолокационный сигнал и регуляризирующего алгоритма приведены в приложении к настоящей записке». Под этим документом стоит подпись — Главный конструктор Ф.А. Кузьминский (до 30.06.83г.).
Я ознакомился также с приложением. В нем два раздела:
1. Расчленение радиолокационного сигнала в ионосфере на когерентную и некогеретную составляющие.
2. Регуляризирующий алгоритм.
Все выводы подкреплены математическими формулами. Вполне очевидно, что Кузьминский аналитически проработал очень сложную научную проблему доработки боевой системы ЗГРЛС, чтобы она стала всевидящей. Я еще раз повторяю, что старался максимально не править редакторским пером черновики главного конструктора. Для меня важно показать, что, оставшись без мощного научного центра, без лабораторий, тысяч ученых и конструкторов Франц Александрович продолжал работать и предложил конкретное решение задачи доработки уже созданных боевых радаров. К сожалению, в конце 80-х годов XX века от ученого отмахнулись и в результате СССР, а потом РФ остались без мощнейшего радиолокационного вооружения, которого до сих пор нет нигде в мире в том качестве и с такими характеристиками, которые предлагал ученый и конструктор Кузьминский.
Третья часть черновых записок архива Франца Кузьминского литературного характера. Они повествуют о человеческих отношениях в тот период, когда принималось решение о создании боевой системы ЗГРЛС. И собственно кто явился инициатором быстрейшего создания боевой загоризонтной системы. Эти черновики интересны тем, что за вымышленными персонажами угадываются реальные люди. Кузьминский умело владел словом, и при желании, и если бы позволило время, наверное, смог бы написать интересный роман или повесть о создании первого в мире уникального радиолокационного вооружения. К сожалению, рукопись, так сказать, оборвана на полуслове. По всей видимости, это была последняя работа бывшего главного конструктора боевых ЗГРЛС. В ней Франц Кузьминский фигурирует под вымышленной фамилией Уманько, в память о городе, где прошло его детство.
«Январь тысяча девятьсот шестьдесят девятого года. Кабинет директора научно-исследовательского института оборонной промышленности. Идет разговор о возможности разработки нового вида боевой радиолокационной техники. Речь идет о загоризонтной радиолокации. Она позволяет обнаруживать цели, скрытые горизонтом, что недопустимо для обычной радиолокации. В принципе загоризонтная радиолокация позволяет создать систему специальных загоризонтных радиолокаторов, которые следили бы за запусками ракет с территории Соединенных Штатов Америки. Такая система могла бы выдавать сообщения о произведенных запусках почти сразу же после взлета ракет, не дожидаясь пока они поднимутся на высоту, при которой могут стать видимыми надгоризонтными радиолокаторами. Это значительно увеличило бы время предупреждения о ракетном нападении и довело бы его до максимально возможного значения, что позволило бы успеть провести необходимые ответные действия.