Но это самый простой случай — с двумя вибраторами. Тут усиление и острота диаграммы направленности еще не такие большие по сравнению с одним вибратором. Гораздо больший выигрыш дает система из нескольких вибраторов. Собственно, чем больше вибраторов — тем лучше. Направленность излучения и коэффициент усиления возрастают пропорционально количеству вибраторов. Поставим четыре вибратора — коэффициент направленного действия и коэффициент направленного усиления возрастут в четыре раза по сравнению с одним вибратором, поставим восемь — в восемь. И такие синфазные антенны мне показывали — это были массивные сооружения с несколькими этажами излучателей и по горизонтали, и по вертикали, и вперед от рефлекторов, гасивших задний лепесток. Вот только перенастраивать ее было уж очень сложно — поди подай в каждый из вибраторов правильную фазу сигнала — это ведь и тянуть провод, и согласовывать его волновое сопротивление… Мороки просто море. А перейти на другую рабочую частоту — так лучше повеситься. То ли дело — милые моему сердцу антенны "Волновой канал".
Я когда их увидел в первый раз, чуть не спросил про телевидение — хорошо, вовремя опомнился — ну откуда тут сейчас телевидение? А так — видели, наверное, конструкции с закрепленными на длинной трубке поперечными стержнями или трубками. Это Он — Волновой Канал. Уххх… чуть не прослезился, насколько тогда повеяло родным, современным…
Но меня поспешили расстроить.
— Нет, эти уже для дециметровых волн, а для метровых антенны будут по-больше… раза в три, или даже пять. Вон они.
Вдалеке как раз устанавливали растяжки для довольно большой конструкции — наверху решетчатой фермы высотой метров десять горизонтально располагался длинный — метров десять — шест, на котором, перпендикулярно ему, через метр-полтора шли палки длиной метра по три — всего штук семь наверное. Все это стягивалось в устойчивую конструкцию растяжками (я тут же вспомнил про дельтапланы — не забыть бы) — получалась ажурно-фантастическая конструкция, какая-то ненастоящая, как карусель.
— Ого…
— Да, это уже шестая версия антенны на сто километров.
— Ого… а сейчас что у нас есть?
И мне показали первые рабочие варианты, которые уже эксплуатировались в войсках в тестовом режиме. Да, антенны представляли собой совсем не ту конструкцию, что я видел на картинках, да и от того, что показывали мне в мастерских, они были далековато. Длина центрального шеста ну метра три, и на нем — четыре поперечины через каждые полметра. Мда, это были вовсе не те ажурные параболические антенны, что солидно вращались и надежно высвечивали самолеты на экране. Ни-фи-га. Я даже сначала подумал, что это какой-то научный прибор, ну или антенна для радиосвязи — у нас было уже полно таких конструкций, с помощью которых мы обеспечивали устойчивую связь с нашими ДРГ на довольно больших расстояниях. О чем и спросил.
— Нет, это радар.
— Радар?
— Радар.
На мой-то взгляд, радар был обыкновенной радиоантенной, только установленной на вертлюге. Как оказалось, так оно и было — оператор обеими руками шуровал отходящей от антенны длинной рукояткой, поворачивая антенну в нужном направлении, и слушал отраженный сигнал — если было его изменение, то это означало, что что-то в том направлении было. Что именно? Как далеко? На эти вопросы конструкция ответа не давала.
— Ну не все же сразу!
— Ну да… не все…
Люди были явно расстроены моей реакцией — не помогло даже мое актерское "мастерство" — настолько я не был готов к встрече… с "этим"…
Как выяснилось из дальнейших рассказов, все было не так уж и плохо.
Принцип формирования диаграммы направленности у этих антенн примерно такой же, что и у синфазных антенн — интерференция. Только излучение от выходного каскада генератора подается лишь на один излучатель — активный. Сзади него устанавливается тоже излучатель, только пассивный, который работает рефлектором — обрубает задний лепесток, а впереди стоят несколько также пассивных излучателей — директоры, то есть направляющие. Все пассивные излучатели получают энергию только от излучения активного излучателя, от генератора к ним никаких проводов не идет. И полученную энергию они переизлучают, тем самым усиливая излучение активного вибратора в направлении оси антенны. Разница между рефлектором и директорами заключается в том, что рефлектор расположен сзади активного излучателя на расстоянии четверти волны и он чуть длиннее. За счет большей длины его сопротивление становится индуктивным. И за счет индуктивного сопротивления и четверти расстояния от активного излучателя он излучает вперед — в фазе с активным, а назад — в противофазе — и тем самым излучение назад гасится, а вперед — усиливается. С директорами то же самое, только они расположены на расстояниях полволны друг от друга и чуть короче, за счет чего их сопротивление становится емкостным — все это приводит к тому, что они также излучают вперед в фазе с активным излучателем и рефлектором и в противофазе — назад. Так вся система излучает вперед и не излучает назад. Ну, практически не излучает — задний и боковые лепестки у нее все-таки остаются. Но излучение вперед становится основным.
Именно на таком излучателе и был построен первый локатор — еще с ручным управлением с помощью вертлюга. Конструктора даже проработали вопросы использования и уже тестировали систему из нескольких таких аппаратов. Поймав какой-то сигнал, оператор РЛС давал координатору предварительные сведения — направление, по которому обнаружился. Причем, так как диаграмма направленности антенны представляла собой конус с закругленным днищем, оператор давал направление именно этого конуса. То есть, при раскрытии его, скажем, на тридцать градусов, можно было говорить, что в этом угле и в направлении, в котором смотрит антенна, что-то есть. Ну, это уже было что-то. При дальности обнаружения до пятнадцати километров… да поставить аппараты, скажем, километров через десять… получим десять аппаратов на сто километров, и они триангуляцией позволят вычислить хотя бы квадрат, в котором "что-то есть". Терпимо.
Все оказалось еще лучше. Координатор передавал предварительные координаты в центр, а оператор тем временем пытался уточнить положение "цели" — поворотом антенны он находил положение, при котором сигнал пропадал и снова появлялся, если вести антенну обратно. Так, по границе диаграммы направленности, определялось более точное направление на цель. Ну да — это уже примерно пять градусов — а это очень высокая точность обнаружения воздушных целей для этого времени, где основным способом обнаружения самолетов, находившихся вне границ видимости, было звуковое обнаружение… И ведь далее оператор продолжал вручную отслеживать цель и сообщать координатору данные по ней, а тот постоянно сообщал их в штаб. И уже в штабе, собирая эти сведения с нескольких станций, пытались выстроить картину воздушного пространства. Естественно, ни о какой супер-точности определения координат речи не шло, но и сведения "в том квадрате что-то есть" частенько давали возможность упредить воздушные налеты. Причем, уже на момент демонстрации образца у нас были организованы работы по тренировке расчетов и штабных работников, а уже через месяц после начала работы системы из двадцати станций операторы, координаторы и штабные так наловчились в поиске целей и триангуляции по квадратам, что количество ложных вылетов наших истребителей снизилось с семи до двух на десять вылетов, а количество пропущенных пролетов — с пяти до одного.
А наша техника не стояла на месте. Тем более что она основывалась на уже существовавших работах как советских, так и зарубежных ученых и конструкторов. Правда, не все там соответствовало действительности, и мы порой на этом теряли время, когда данные какого-либо "корифея" не бились с результатами испытаний. Ну, справлялись — и мы косячили, и корифеи…
Но вперед двигались. Самым важным для второго варианта станций было добавить определение дальности, чтобы отвязаться от триангуляции, ну и сделать более тонкой диаграмму направленности — в первом-то варианте она была очень большой, то есть разрешающая способность по направлению не позволяла различить несколько самолетов. Да, когда в створе луча находился только один летательный аппарат, его координаты можно было уточнить с помощью границ диаграммы направленности. Но если целей было несколько, то могло быть так, что обе отражают сигнал и когда луч уйдет с одной цели, сигнал будет возвращаться от второй — диаграмма-то широкая, и она не дает различия между двумя целями. Тут уж оставалось ориентироваться на мощность ответа — если он уменьшился, то, скорее всего, одна из целей вышла из створа луча. Но если не уменьшился — не факт что не вышла — могла войти другая. А еще и в зависимости от дальности сигнал был более или менее мощный — соответственно, по громкости можно определить примерную дальность — чем дальше, тем слабее сигнал, тем тише играет динамик. Соответственно, если новая цель входит в створ дальше, чем была вышедшая, то сигнал изменится — уменьшится, и опытный оператор еще как-то мог определить дальность и даже количество целей, но это было доступно только отдельным виртуозам, причем не у всех главным был идеальный слух — парочка уникумов отлавливала количество целей мелкими вибрациями антенны, когда какая-либо цель находится на границе диаграммы — пляски с антенной напоминали какие-то танцы мумба-юмба, настолько человека захватывал сам процесс ловли, охоты на цель. Но вот если обе цели были примерно на одинаковом расстоянии — различить невозможно уже никакому уникуму.