Радиофотонный прорыв в электронике

На протяжении четырех с половиной лет в лаборатории будут проводиться поисковые научно-исследовательские работы по созданию экспериментальных образцов элементной базы радиофотоники и широкого спектра устройств на ее основе.

Параллельно специалисты КРЭТ будут решать прикладные задачи по расширению областей применения устройств и систем на основе радиофотоники для радиоастрономии, радиолокации, радиосвязи по оптическому волокну, мобильной связи и т.д.

“Научно-технический проект по разработке активной фазированной решетки на основе радиофотоники включает в себя создание новой специализированной лаборатории и разработку универсальной технологии, которая будет положена в основу радаров и других систем нового поколения, в том числе для применения в гражданском секторе экономики”, — заявил гендиректор КРЭТ Николай Колесов.

По его словам, радиофотоника — это перспективное научное направление, которое в будущем определит вектор развития технологий двойного назначения во всем мире. “Для России это будет огромный научный и технический прорыв и обозначит переход к шестому технологическому укладу“, — добавил глава Концерна.

Новейшие технологии позволят КРЭТ уже в 2020-х годах создавать эффективные и продвинутые приемо-передающие устройства, радиолокационные станции и другие радиочастотные системы, которые придут на смену существующим.

В настоящее время активные антенны с фазированной решеткой стали неотъемлемой частью различных современных гражданских и военных систем. К примеру, технологии АФАР уже широко используются КРЭТ при создании бортовых радиолокационных станций современных истребителей, а смарт-антенны последних поколений мобильной связи обеспечивают высокое качество связи независимо от помеховой обстановки.

Фотонные технологии значительно расширят их возможности. Новые разработки более чем вдвое снизят массу существующих смарт-антенн и радарных комплексов, в десятки раз увеличат их разрешающую способность. Также у радиофотонных антенн будет уникальная устойчивость к электромагнитным импульсам, которые возникают, например, при близких ударах молний или при солнечных магнитных бурях.

Все это позволит создавать широкополосные радары, которые по уровню разрешения и быстродействию можно назвать радарным зрением. Такие системы планируется применять и в гражданской сфере, например, на высокоскоростных поездах для мгновенного обнаружения препятствий на путях.

Фотоника по сути является аналогом электроники, использующим вместо электронов кванты электромагнитного поля оптической частоты — фотоны. Радиофотоника является составной частью нанофотоники, изучающей направленное взаимодействие оптических волн с наноструктурами. Радиофотоника позволяет создавать радиочастотные устройства с параметрами, недостижимыми для традиционной электроники, благодаря тому, что фотоны, в отличие от электронов, не имеют массы покоя и заряда, что дает потенциально сверхвысокое быстродействие и уникальную помехоустойчивость.

Использование систем радиооптических фазированных антенных решеток (РОФАР) в перспективе даст возможность построения сети уникальных синхронизированных космических и наземных радиотелескопов, а также покрыть фюзеляж самолетов и вертолетов “умной“ обшивкой нового типа.

Фотоника может также эффективно применяться в ЖКХ, например в городских и поселковых системах теплоснабжения, где вместо горячей воды энергоносителями будут выступать фотоны. Они будут распространяться в фотоннокристаллических волокнах толщиной с человеческий волос, энергия которых будет преобразовываться в тепло с почти 100% КПД в устройствах, вмонтированных в квартирные радиаторы. Также фотоника может совершить революцию в метеорологии, качественно улучшив точность прогнозирования погоды на Земле.