Historia radaru

British Chain Home , pierwszy kompleksowy system radarowy.

Niemiecka Freya pracowała na wyższych częstotliwościach, a zatem była mniejsza niż jej odpowiednik Chain Home.

Blok anodowy oryginalnego magnetronu wnękowego zbudowanego przez Randala i Boota , który zapewnił krok naprzód w projektowaniu radarów.

Historia radaru ( gdzie radar oznacza detekcję radiową i określanie odległości ) rozpoczęła się od eksperymentów Heinricha Hertza pod koniec XIX wieku, które wykazały, że fale radiowe odbijają się od metalowych przedmiotów. Taka możliwość została zasugerowana w przełomowej pracy Jamesa Clerka Maxwella na temat elektromagnetyzmu . Jednak dopiero na początku XX wieku systemy zdolne do korzystania z tych zasad stały się powszechnie dostępne, a to niemiecki wynalazca Christiana Hülsmeyera , który jako pierwszy użył ich do zbudowania prostego urządzenia do wykrywania statków, które ma pomóc w unikaniu kolizji we mgle (Reichspatent nr 165546). Prawdziwy radar, taki jak brytyjski Chain Home , dostarczający informacji kierunkowych do obiektów na krótkich dystansach, został opracowany w ciągu następnych dwóch dekad.

Rozwój systemów zdolnych do wytwarzania krótkich impulsów energii radiowej był kluczowym postępem, który umożliwił powstanie nowoczesnych systemów radarowych . Poprzez synchronizację impulsów na oscyloskopie można było określić zasięg, a kierunek anteny ujawnił położenie kątowe celów. Połączenie tych dwóch elementów dało „naprawę”, lokalizując cel względem anteny. W latach 1934-1939 osiem krajów rozwijało niezależnie iw wielkiej tajemnicy systemy tego typu: Wielka Brytania, Niemcy, Stany Zjednoczone , ZSRR , Japonii, Holandii, Francji i we Włoszech. Ponadto Wielka Brytania podzieliła się swoimi informacjami ze Stanami Zjednoczonymi i czterema krajami Wspólnoty Narodów: Australią, Kanadą, Nową Zelandią i Republiką Południowej Afryki, a kraje te również opracowały własne systemy radarowe. W czasie wojny do tej listy dodano Węgry. Termin RADAR został ukuty w 1939 roku przez Korpus Łączności Stanów Zjednoczonych, który pracował nad tymi systemami dla Marynarki Wojennej.

Postęp w czasie wojny był szybki i miał ogromne znaczenie, prawdopodobnie jeden z decydujących czynników zwycięstwa aliantów . Kluczowym osiągnięciem był magnetron w Wielkiej Brytanii, który umożliwił stworzenie stosunkowo małych systemów o rozdzielczości poniżej metra. Pod koniec działań wojennych Wielka Brytania, Niemcy, Stany Zjednoczone, ZSRR i Japonia dysponowały szeroką gamą radarów lądowych i morskich, a także małych systemów powietrznych. Po wojnie radar został rozszerzony na wiele dziedzin, w tym: lotnictwo cywilne , nawigację morską, broń radarową dla policji, meteorologię a nawet lekarstwo. Kluczowe osiągnięcia w okresie powojennym obejmują rurę z falą biegnącą jako sposób na wytwarzanie dużych ilości spójnych mikrofal , rozwój systemów opóźnienia sygnału, który doprowadził do powstania radarów z układem fazowym , oraz stale rosnące częstotliwości, które umożliwiają wyższe rozdzielczości. Wzrost możliwości przetwarzania sygnałów w wyniku wprowadzenia komputerów półprzewodnikowych miał również duży wpływ na wykorzystanie radarów.

Znaczenie

Miejsce radaru w szerszej historii nauki i technologii jest różnie argumentowane przez różnych autorów. Z jednej strony radar wniósł bardzo niewiele do teorii, która była w dużej mierze znana od czasów Maxwella i Hertza. Dlatego radar nie przyczynił się do postępu nauki, ale był po prostu kwestią technologii i inżynierii. Maurice Ponte, jeden z twórców radaru we Francji, stwierdza:

Podstawowa zasada działania radaru należy do wspólnego dziedzictwa fizyków; w końcu to, co pozostaje rzeczywistej zasługi techników, mierzy się skuteczną realizacją materiałów eksploatacyjnych.

Ale inni zwracają uwagę na ogromne praktyczne konsekwencje rozwoju radaru. Radar znacznie bardziej niż bomba atomowa przyczynił się do zwycięstwa aliantów w II wojnie światowej. Robert Buderi twierdzi, że był także prekursorem wielu nowoczesnych technologii. Z recenzji jego książki:

... radar był źródłem wielu osiągnięć od czasów wojny, tworząc prawdziwe drzewo genealogiczne nowoczesnych technologii. Dzięki radarom astronomowie mogą mapować kontury odległych planet, lekarze mogą oglądać obrazy narządów wewnętrznych, meteorolodzy mogą mierzyć deszcz padający w odległych miejscach, podróże lotnicze są setki razy bezpieczniejsze niż podróże drogowe, długodystansowe rozmowy telefoniczne są tańsze niż poczta, komputery stały się wszechobecne, a zwykli ludzie mogą gotować swoje codzienne obiady w czasie między sitcomami, z czymś, co kiedyś nazywano zasięgiem radaru .

W późniejszych latach radar był używany w instrumentach naukowych, takich jak radar pogodowy i radar astronomiczny .

Pierwsi współpracownicy

Henryka Hertza

W latach 1886-1888 niemiecki fizyk Heinrich Hertz przeprowadził serię eksperymentów, które dowiodły istnienia fal elektromagnetycznych (w tym radiowych ), przewidzianych w równaniach opracowanych w latach 1862-184 przez szkockiego fizyka Jamesa Clerka Maxwella . W eksperymencie Hertza z 1887 roku odkrył, że fale te przechodzą przez różne rodzaje materiałów, a także odbijają się od powierzchni metalowych w jego laboratorium, a także od przewodników i dielektryków . Natura tych fal jest podobna do światła widzialnego w ich zdolności do odbijania, załamywania i polaryzacji został wykazany przez Hertza i późniejsze eksperymenty innych fizyków.

Guglielmo Marconiego

Pionier radiowy Guglielmo Marconi zauważył, że fale radiowe są odbijane z powrotem do nadajnika przez obiekty podczas eksperymentów z radiolatarnią, które przeprowadził 3 marca 1899 r. Na Równinie Salisbury. W 1916 roku on i brytyjski inżynier Charles Samuel Franklin wykorzystali fale krótkie w swoich eksperymentach, które miały kluczowe znaczenie dla praktycznego rozwoju radaru. Opisał swoje odkrycia 6 lat później w artykule z 1922 r. Wygłoszonym przed Institution of Electrical Engineers w Londynie:

Opisałem również testy przeprowadzone przy przepuszczaniu wiązki fal odbitych przez kraj ... i wskazałem na możliwość zastosowania takiego systemu do latarni morskich i latarniowców, aby umożliwić statkom przy mgle lokalizowanie niebezpiecznych punktów wokół wybrzeża… Wydaje mi się [teraz], że powinno być możliwe zaprojektowanie [urządzenia], za pomocą którego statek mógłby emitować lub rzutować rozbieżną wiązkę tych promieni w dowolnym pożądanym kierunku, które to promienie, jeśli napotkają metalowy przedmiot, taki jak inny parowiec lub statek, zostałby odbity z powrotem do odbiornika osłoniętego od lokalnego nadajnika na statku wysyłającym, a tym samym natychmiast ujawniłby obecność i namiar drugiego statku we mgle lub przy złej pogodzie.

Christiana Hülsmeyera

W 1904 roku Christian Hülsmeyer publicznie zademonstrował w Niemczech i Holandii wykorzystanie echa radiowego do wykrywania statków w celu uniknięcia kolizji. Jego urządzenie składało się z prostego iskiernika służącego do generowania sygnału, który był kierowany za pomocą anteny dipolowej z cylindrycznym reflektorem parabolicznym . Kiedy sygnał odbity od statku został odebrany przez podobną antenę przymocowaną do oddzielnego odbiornika koherera , zabrzmiał dzwonek. Podczas złej pogody lub mgły urządzenie było okresowo obracane, aby sprawdzić pobliskie statki. Aparat wykrył obecność statków do 3 kilometrów (1,6 mil morskich), a Hülsmeyer planował rozszerzyć jego możliwości do 10 kilometrów (5,4 mil morskich). Nie dostarczał informacji o zasięgu (odległości), a jedynie ostrzegał o pobliskim obiekcie. Opatentował urządzenie, nazwane telemobiloskopem , jednak z powodu braku zainteresowania władz morskich wynalazek nie został wprowadzony do produkcji.

Hülsmeyer otrzymał również poprawkę patentową dotyczącą oszacowania zasięgu statku. Korzystając z pionowego skanowania horyzontu za pomocą telemobiloskopu zamontowanego na wieży, operator znalazłby kąt, pod którym powrót był najbardziej intensywny, i wydedukował, za pomocą prostej triangulacji, przybliżoną odległość. Kontrastuje to z późniejszym rozwojem radaru pulsacyjnego, który określa odległość na podstawie dwukierunkowego czasu przejścia impulsu.

Zjednoczone Królestwo

Roberta Watsona-Watta

W 1915 roku Robert Watson Watt dołączył do Biura Meteorologicznego jako meteorolog , pracując na stacji zewnętrznej w Aldershot w Hampshire . Przez następne 20 lat badał zjawiska atmosferyczne i rozwijał wykorzystanie sygnałów radiowych generowanych przez pioruna do mapowania pozycji burz . Trudność w określeniu kierunku tych ulotnych sygnałów za pomocą obrotowych anten kierunkowych doprowadziła w 1923 roku do użycia oscyloskopów w celu wyświetlenia sygnałów. Operacja ostatecznie przeniosła się na przedmieścia Slough w Berkshire , aw 1927 roku utworzyła Radio Research Station (RRS), Slough, podmiot podlegający Departamentowi Badań Naukowych i Przemysłowych (DSIR). Watson Watt został mianowany nadinspektorem RRS.

Gdy nad Wielką Brytanią zebrały się chmury wojenne, prawdopodobieństwo nalotów oraz groźba inwazji z powietrza i morza spowodowały znaczny wysiłek w zastosowaniu nauki i technologii w obronie. W listopadzie 1934 r. Ministerstwo Lotnictwa powołało Komitet Naukowego Przeglądu Obrony Powietrznej (CSSAD), którego oficjalnym zadaniem było rozważenie, „jak dalece można wykorzystać najnowsze osiągnięcia wiedzy naukowej i technicznej do wzmocnienia obecnych metod obrony przed wrogimi samolotami” . Powszechnie nazywany „Komitetem Tizard” od imienia jego przewodniczącego, Sir Henry'ego Tizarda , ta grupa miała głęboki wpływ na rozwój techniczny w Wielkiej Brytanii.

JE Wimperis, dyrektor ds. badań naukowych w Ministerstwie Lotnictwa i członek Komitetu Tizard, przeczytał artykuł w niemieckiej gazecie, w którym twierdzono, że Niemcy zbudowali promień śmierci za pomocą sygnałów radiowych, któremu towarzyszył obraz bardzo dużej anteny radiowej. Zarówno zaniepokojony, jak i potencjalnie podekscytowany tą możliwością, ale jednocześnie bardzo sceptyczny, Wimperis szukał eksperta w dziedzinie propagacji radiowej, który mógłby ocenić tę koncepcję. Watt, nadinspektor RRS, miał teraz ugruntowaną pozycję autorytetu w dziedzinie radia, aw styczniu 1935 roku Wimperis skontaktował się z nim z pytaniem, czy radio może być używane do takiego urządzenia. Po przedyskutowaniu tego ze swoim asystentem naukowym, Arnolda F. „Skipa” Wilkinsa , Wilkins szybko sporządził kalkulację , która wykazała, że ​​wymagana energia byłaby ogromna. Watt odpisał, że jest to mało prawdopodobne, ale dodał następujący komentarz: „Zwrócono uwagę na wciąż trudny, ale mniej obiecujący problem wykrywania radiowego, a rozważania numeryczne dotyczące metody wykrywania przez odbite fale radiowe zostaną przedstawione, gdy będzie to wymagane” .

W ciągu następnych kilku tygodni Wilkins rozważał problem z wykrywaniem radia. Nakreślił podejście i poparł je szczegółowymi obliczeniami niezbędnej mocy nadajnika, charakterystyki odbicia samolotu i wymaganej czułości odbiornika. Zaproponował użycie odbiornika kierunkowego opartego na koncepcji wykrywania wyładowań atmosferycznych Watta, nasłuchującego silnych sygnałów z oddzielnego nadajnika. Taktowanie, a tym samym pomiary odległości, byłyby realizowane poprzez wyzwalanie śladu oscyloskopu za pomocą wyciszonego sygnału z nadajnika, a następnie po prostu mierzenie zwrotów względem skali. Watson Watt przesłał te informacje do Ministerstwa Lotnictwa 12 lutego 1935 roku w tajnym raporcie zatytułowanym „Wykrywanie samolotów metodami radiowymi”.

Odbicie sygnałów radiowych miało kluczowe znaczenie dla proponowanej techniki, a Ministerstwo Lotnictwa zapytało, czy można to udowodnić. Aby to przetestować, Wilkins ustawił sprzęt odbiorczy na polu w pobliżu Upper Stowe w Northamptonshire . 26 lutego 1935 roku Handley Page Heyford przeleciał ścieżką między stacją odbiorczą a wieżami nadawczymi krótkofalowej stacji BBC w pobliskim Daventry . Samolot odbijał sygnał BBC 6 MHz (49 m), co zostało łatwo wykryte przez Arnolda „Skipa” Wilkinsa za pomocą Dopplera -zakłócenia uderzeniowe w odległości do 8 mil (13 km). Ten przekonujący test, znany jako eksperyment Daventry , był obserwowany przez przedstawiciela Ministerstwa Lotnictwa i doprowadził do natychmiastowego zezwolenia na zbudowanie pełnego systemu demonstracyjnego. Ten eksperyment został później odtworzony przez Wilkinsa w serialu telewizyjnym BBC The Secret War z 1977 r. , Odcinek „To See a Hundred Miles”.

W oparciu o transmisję impulsową używaną do sondowania jonosfery zespół zaprojektował i zbudował wstępny system w RRS. Ich istniejący nadajnik miał moc szczytową około 1 kW, a Wilkins oszacował, że potrzebne będzie 100 kW. Edward George Bowen został dodany do zespołu do zaprojektowania i zbudowania takiego nadajnika. Nadajnik Bowensa działał z częstotliwością 6 MHz (50 m), miał częstotliwość powtarzania impulsów 25 Hz, szerokość impulsu 25 μs i zbliżał się do pożądanej mocy.

Jako miejsce testowe wybrano Orfordness , wąski 19-milowy (31 km) półwysep w Suffolk wzdłuż wybrzeża Morza Północnego . Tutaj sprzęt byłby otwarcie obsługiwany w postaci stacji monitorowania jonosfery. W połowie maja 1935 roku sprzęt przeniesiono do Orfordness. Wzniesiono sześć drewnianych wież, dwie do przeciągnięcia anteny nadawczej i cztery do narożników skrzyżowanych anten odbiorczych. W czerwcu rozpoczęły się ogólne testy sprzętu.

17 czerwca wykryto pierwszy cel - łódź latającą Supermarine Scapa z odległości 17 mil (27 km). Jest historycznie poprawne, że 17 czerwca 1935 r. w Wielkiej Brytanii po raz pierwszy zademonstrowano wykrywanie i określanie odległości drogą radiową . Watson Watt, Wilkins i Bowen są generalnie uznawani za zainicjowanie czegoś, co później nazwano by radarem w tym kraju.

W grudniu 1935 r. Brytyjski Skarb Państwa przeznaczył 60 000 funtów na system pięciu stacji o nazwie Chain Home (CH), obejmujący podejścia do ujścia Tamizy . Sekretarz Komitetu Tizard, Albert Percival Rowe , ukuł akronim RDF jako przykrywkę dla pracy, co oznacza szukanie zasięgu i kierunku, ale sugeruje już dobrze znane wykrywanie kierunku radiowego .

Pod koniec 1935 roku, odpowiadając na uznanie przez Lindemanna potrzeby nocnego wykrywania i przechwytywania oraz zdając sobie sprawę, że istniejące nadajniki są zbyt ciężkie dla samolotów, Bowen zaproponował zamontowanie tylko odbiorników, co później nazwano radarem bistatycznym . Propozycje Fredericka Lindemanna dotyczące czujników podczerwieni i min powietrznych okazałyby się niepraktyczne. Wymagałoby to wysiłków Bowena, za namową Tizarda, który był coraz bardziej zaniepokojony potrzebą, aby zobaczyć Air to Surface Vessel (ASV), a przez to Airborne Interception (AI), radar do skutku.

W 1937 roku zespół Bowena ustawił swój prymitywny radar ASV , pierwszy na świecie zestaw powietrzny, do wykrywania Floty Macierzystej przy ponurej pogodzie. Dopiero wiosną 1939 roku, „w trybie pilnym” po awarii systemu reflektorów Silhouette, zwrócono uwagę na wykorzystanie ASV do przechwytywania powietrze-powietrze (AI). Zademonstrowana w czerwcu 1939 roku sztuczna inteligencja spotkała się z ciepłym przyjęciem ze strony marszałka lotnictwa Hugh Dowdinga , a jeszcze bardziej ze strony Churchilla . To okazało się problematyczne. Jego dokładność, zależna od wysokości samolotu, oznaczała, że ​​CH, zdolny do zaledwie 4 sm (0,0068 km), nie był wystarczająco dokładny, aby umieścić samolot w jego zasięgu wykrywania, i wymagany był dodatkowy system. Jego drewniana obudowa miała niepokojącą tendencję do zapalania się (nawet przy uwadze doświadczonych techników), do tego stopnia, że ​​​​Dowding, kiedy powiedziano mu, że Watson-Watt może dostarczyć setki zestawów, zażądał „dziesięciu takich prac”. Cossor i MetroVick miały nadwagę do użytku w samolotach, a RAF nie miał pilotów myśliwców nocnych , obserwatorów i odpowiednich samolotów.

W 1940 roku John Randall i Harry Boot opracowali magnetron wnękowy , który sprawił, że dziesięciocentymetrowy (długość fali) radar stał się rzeczywistością. To urządzenie, wielkości małego talerza obiadowego, można było łatwo przenosić w samolocie, a niewielka długość fali oznaczała, że ​​antena byłaby również mała, a zatem odpowiednia do montażu na samolocie. Krótka długość fali i duża moc sprawiły, że był bardzo skuteczny w wykrywaniu okrętów podwodnych z powietrza.

Aby pomóc Chain Home w wykonywaniu obliczeń wysokości, na prośbę Dowdinga, w 1940 roku wprowadzono kalkulator elektryczny typu Q (powszechnie nazywany „maszyną owocową”).

Rozwiązanie problemu przechwytywania w nocy dostarczy dr WB „Ben” Lewis, który zaproponował nowy, dokładniejszy wyświetlacz kontroli naziemnej, wskaźnik pozycji planu (PPI), nowy radar przechwytywania sterowany naziemnie (GCI) i niezawodną sztuczną inteligencję radar . Zestawy AI zostałyby ostatecznie zbudowane przez EMI . GCI było niewątpliwie opóźnione przez sprzeciw Watsona-Watta i jego przekonanie, że CH jest wystarczające, a także przez preferencję Bowena do używania ASV do nawigacji, mimo że Bomber Command zrzekło się takiej potrzeby, oraz przez poleganie Tizarda na wadliwym systemie Silhouette.

Ministerstwo Lotnictwa

Sieciowy zasięg radaru domowego 1939–1940

W marcu 1936 roku praca w Orfordness została przeniesiona do Bawdsey Manor , niedaleko na kontynencie. Do tego czasu prace oficjalnie nadal podlegały DSIR, ale teraz zostały przekazane Ministerstwu Lotnictwa. W nowej stacji badawczej Bawdsey Chain Home (CH) został zmontowany jako prototyp. Wystąpiły problemy ze sprzętem, kiedy Królewskie Siły Powietrzne (RAF) po raz pierwszy ćwiczyły prototypową stację we wrześniu 1936 r. Zostały one usunięte do kwietnia następnego roku, a Ministerstwo Lotnictwa rozpoczęło plany większej sieci stacji.

Początkowy sprzęt na stacjach CH wyglądał następująco: Nadajnik działał na czterech wstępnie wybranych częstotliwościach między 20 a 55 MHz, regulowanych w ciągu 15 sekund i dostarczał moc szczytową 200 kW. Czas trwania impulsu można było regulować w zakresie od 5 do 25 μs, z możliwością wyboru częstotliwości powtarzania 25 lub 50 Hz. W celu synchronizacji wszystkich nadajników CH generator impulsów został zsynchronizowany z częstotliwością 50 Hz brytyjskiej sieci energetycznej. Cztery stalowe wieże o wysokości 360 stóp (110 m) podtrzymywały anteny nadawcze, a cztery drewniane wieże o wysokości 240 stóp (73 m) wspierały układy dipolowe na trzech różnych poziomach. Goniometr _ został wykorzystany do poprawy dokładności kierunkowej z wielu anten odbiorczych.

Do lata 1937 roku działało 20 początkowych stacji CO. Główne ćwiczenie RAF zostało przeprowadzone przed końcem roku i odniosło taki sukces, że Skarb Państwa przeznaczył 10 000 000 funtów na ewentualną pełną sieć stacji przybrzeżnych. Na początku 1938 roku RAF przejął kontrolę nad wszystkimi stacjami CH i sieć rozpoczęła regularną działalność.

W maju 1938 r. Rowe zastąpił Watsona Watta na stanowisku superintendenta w Bawdsey. Oprócz prac nad CH i systemami następczymi, były teraz główne prace nad lotniczym sprzętem RDF. Kierował nim EG Bowen i skupiał się na zestawach 200 MHz (1,5 m). Wyższa częstotliwość pozwoliła na zastosowanie mniejszych anten, odpowiednich do instalacji w samolotach.

Od rozpoczęcia prac RDF w Orfordness Ministerstwo Lotnictwa informowało ogólnie armię brytyjską i Royal Navy; doprowadziło to do tego, że obie te siły miały własne rozwiązania RDF.

Armia brytyjska

W 1931 r. W Stacji Badawczej Woolwich należącej do Army's Signals Experimental Establishment (SEE) WAS Butement i PE Pollard zbadali impulsowe sygnały o częstotliwości 600 MHz (50 cm) w celu wykrycia statków. Chociaż sporządzili memorandum na ten temat i przeprowadzili wstępne eksperymenty, to z niewiadomych przyczyn Ministerstwo Wojny nie uwzględniło go.

W miarę postępu prac Ministerstwa Lotnictwa nad RDF pułkownik Peter Worlledge z Królewskiej Rady Inżynierów i Sygnałów spotkał się z Watsonem Wattem i został poinformowany o sprzęcie i technikach RDF opracowywanych w Orfordness. Jego raport „Proponowana metoda wykrywania samolotów i jej perspektywy” skłonił SEE do utworzenia „komórki wojskowej” w Bawdsey w październiku 1936 r. Było to pod dowództwem E. Talbota Paris, a wśród personelu znajdowali się Butement i Pollard. Prace Cell kładą nacisk na dwa ogólne typy sprzętu RDF: systemy naprowadzania (GL) wspomagające działa przeciwlotnicze i reflektory oraz systemy obrony wybrzeża (CD) do kierowania artylerią przybrzeżną i obrony baz wojskowych za granicą.

Pollard kierował pierwszym projektem, uzbrojeniem RDF o kryptonimie Mobile Radio Unit (MRU). Ten system montowany na ciężarówkach został zaprojektowany jako mała wersja stacji CO. Działał z częstotliwością 23 MHz (13 m) i mocą 300 kW. Pojedyncza wieża o wysokości 105 stóp (32 m) podtrzymywała antenę nadawczą, a także dwie anteny odbiorcze ustawione prostopadle w celu oszacowania namiaru sygnału. W lutym 1937 roku jednostka rozwojowa wykryła samolot w odległości 60 mil (96 km). Ministerstwo Lotnictwa przyjęło również ten system jako mobilne urządzenie pomocnicze do systemu CH.

Na początku 1938 roku Butement rozpoczął opracowywanie systemu CD opartego na ewoluujących zestawach powietrznych Bowena 200 MHz (1,5 m). Nadajnik miał częstotliwość impulsów 400 Hz, szerokość impulsu 2 μs i moc 50 kW (później zwiększona do 150 kW). Chociaż wykorzystano wiele elementów nadajnika i odbiornika Bowena, system nie byłby w powietrzu, więc nie było ograniczeń co do rozmiaru anteny.

Główną zasługę wprowadzenia belkowych systemów RDF w Wielkiej Brytanii należy przyznać firmie Butement. Dla CD opracował duży układ dipoli o wysokości 10 stóp (3,0 m) i szerokości 24 stóp (7,3 m), dający znacznie węższe wiązki i większy zysk. Można to było obracać z prędkością do 1,5 obrotu na minutę. Dla większej dokładności kierunkowej przyjęto przełączanie płatów anten odbiorczych. W ramach tego rozwoju sformułował pierwszą - przynajmniej w Wielkiej Brytanii - zależność matematyczną, która później stała się dobrze znana jako „równanie zasięgu radaru”.

Do maja 1939 r. CD RDF mógł wykrywać samoloty lecące na wysokości zaledwie 500 stóp (150 m) iz odległości 25 mil (40 km). Dzięki antenie 60 stóp (18 m) nad poziomem morza może określić zasięg statku o masie 2000 ton na odległość 24 mil (39 km) i z dokładnością kątową zaledwie do jednej czwartej stopnia.

Królewska Marynarka Wojenna

Chociaż Królewska Marynarka Wojenna utrzymywała bliskie kontakty z Ministerstwem Lotnictwa w Bawdsey, zdecydowała się założyć własny rozwój RDF w Departamencie Eksperymentalnym Szkoły Sygnałowej Jego Królewskiej Mości (HMSS) w Portsmouth , Hampshire , na południowym wybrzeżu.

HMSS rozpoczął prace nad RDF we wrześniu 1935 roku. Początkowe wysiłki, w ramach RF Yeo, dotyczyły częstotliwości od 75 MHz (4 m) do 1,2 GHz (25 cm). Cała praca była objęta najwyższą tajemnicą; nie można było nawet omówić tego z innymi naukowcami i inżynierami w Portsmouth. Ostatecznie opracowano zestaw obsługujący tylko zakres 75 MHz i oznaczony jako Typ 79X. Podstawowe testy przeprowadzono na statku szkolnym, ale operacja była niezadowalająca.

W sierpniu 1937 r. rozwój RDF w HMSS uległ zmianie, a wielu ich najlepszych badaczy zostało włączonych do tej działalności. John DS Rawlinson został odpowiedzialny za ulepszenie Type 79X. Aby zwiększyć wydajność, obniżył częstotliwość do 43 MHz (długość fali 7 metrów). Oznaczony jako Typ 79Y, miał oddzielne, stacjonarne anteny nadawcze i odbiorcze.

Prototypy systemu ostrzegania powietrznego Typ 79Y zostały pomyślnie przetestowane na morzu na początku 1938 r. Zasięg wykrywania na samolocie wynosił od 30 do 50 mil (48 do 80 km), w zależności od wysokości. Systemy zostały następnie oddane do użytku w sierpniu na krążowniku HMS Sheffield , aw październiku na pancerniku HMS Rodney . Były to pierwsze statki w Royal Navy z systemami RDF.

Niemcy

Radiowe urządzenie do zdalnego wskazywania obecności statków zostało zbudowane w Niemczech przez Christiana Hülsmeyera w 1904 roku. Często określane jako pierwszy system radarowy, nie mierzyło bezpośrednio zasięgu (odległości) do celu, a tym samym nie spełniało kryteria nadania tej nazwy.

W ciągu następnych trzech dekad w Niemczech opracowano szereg radiowych systemów wykrywania, ale żaden nie był prawdziwym radarem. Sytuacja ta zmieniła się przed II wojną światową. Opisano zmiany w trzech wiodących branżach.

GEMA

Na początku lat trzydziestych fizyk Rudolf Kühnhold , dyrektor naukowy Kriegsmarine ( niemieckiej marynarki wojennej) Nachrichtenmittel-Versuchsanstalt (NVA — Experimental Institute of Communication Systems) w Kilonii , próbował udoskonalić akustyczne metody wykrywania statków pod wodą. Doszedł do wniosku, że pożądaną dokładność pomiaru odległości do celów można osiągnąć jedynie za pomocą impulsowych fal elektromagnetycznych .

W 1933 roku Kühnhold po raz pierwszy próbował przetestować tę koncepcję za pomocą zestawu nadawczo-odbiorczego, który działał w obszarze mikrofal na 13,5 cm (2,22 GHz). Nadajnik wykorzystywał lampę Barkhausena-Kurza (pierwszy generator mikrofal), która wytwarzała tylko 0,1 wata. Nie udało mu się to, poprosił o pomoc Paula-Günthera Erbslöha i Hansa-Karla Freiherra von Willisena, krótkofalowców, którzy opracowywali system komunikacji VHF . Zgodzili się z entuzjazmem iw styczniu 1934 roku utworzyli firmę Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate (GEMA), za wysiłek. Od początku firma zawsze nazywała się po prostu GEMA.

Prace nad Funkmessgerät für Untersuchung (radiowe urządzenie pomiarowe do badań) rozpoczęły się na dobre w GEMA. Hans Hollmann i Theodor Schultes, obaj związani z prestiżowym Instytutem Heinricha Hertza w Berlinie, zostali dodani jako konsultanci. Pierwsze urządzenie wykorzystywało magnetron z dzieloną anodą zakupiony od firmy Philips w Holandii. Dało to około 70 W przy 50 cm (600 MHz), ale cierpiało z powodu niestabilności częstotliwości. Hollmann zbudował regeneracyjny , a Schultes opracował anteny Yagi do nadawania i odbierania. W czerwcu 1934 r. Duże statki przepływające przez port w Kilonii zostały wykryte przez interferencję uderzeń Dopplera z odległości około 2 km (1,2 mil). W październiku zaobserwowano silne odbicia od samolotu, który przypadkowo przeleciał przez wiązkę; to otwarte rozważenie celów innych niż statki.

Kühnhold następnie przeniósł pracę GEMA do systemu z modulacją impulsową. Zastosowano nowy magnetron Philips 50 cm (600 MHz) o lepszej stabilności częstotliwości. Modulowano go impulsami 2 μs przy PRF 2000 Hz. Antena nadawcza była układem 10 par dipoli z odblaskową siatką. Szerokopasmowy odbiornik regeneracyjny wykorzystywał lampy Acorn firmy RCA, a antena odbiorcza miała trzy pary dipoli i wbudowane przełączanie listków . Urządzenie blokujące ( duplekser ), zamyka wejście odbiornika, gdy nadajnik pulsuje. Do wyświetlenia zakresu zastosowano lampę Brauna (CRT).

Sprzęt został po raz pierwszy przetestowany w miejscu NVA w Zatoce Lubeckiej w pobliżu Pelzerhaken. W maju 1935 roku wykrył powroty z lasów po drugiej stronie zatoki w odległości 15 km (9,3 mil). Odniósł jednak ograniczony sukces w wykryciu statku badawczego Welle , znajdującego się w niewielkiej odległości. Odbiornik został następnie przebudowany, stając się zestawem superregeneracyjnym z dwoma stopniami pośredniej częstotliwości. Dzięki temu ulepszonemu odbiornikowi system z łatwością śledził statki w odległości do 8 km (5,0 mil).

We wrześniu 1935 r. odbyła się demonstracja przed Komendantem Głównym Kriegsmarine . Wydajność systemu była doskonała; zasięg został odczytany z rurki Brauna z tolerancją 50 metrów (mniej niż 1 procent wariancji), a przełączanie płatków pozwoliło na dokładność kierunkową 0,1 stopnia. Historycznie był to pierwszy okręt wojenny wyposażony w radar. Chociaż to urządzenie nie zostało wprowadzone do produkcji, GEMA otrzymała fundusze na opracowanie podobnych systemów działających na około 50 cm (500 MHz). Były to Seetakt dla Kriegsmarine i Freya dla Luftwaffe (Niemieckie Siły Powietrzne).

Kühnhold pozostał w NVA, ale konsultował się także z GEMA. Przez wielu w Niemczech uważany jest za Ojca Radaru. W latach 1933–196 Hollmann napisał pierwszy obszerny traktat o mikrofalach, Physik und Technik der ultrakurzen Wellen (Fizyka i technika ultrakrótkich fal), Springer 1938.

Telefunken

W 1933 roku, kiedy Kühnhold w NVA po raz pierwszy eksperymentował z mikrofalami, szukał informacji u Telefunkena na temat lamp mikrofalowych. (Telefunken był największym dostawcą produktów radiowych w Niemczech). Tam Wilhelm Tolmé Runge powiedział mu, że żadne lampy próżniowe nie są dostępne dla tych częstotliwości. W rzeczywistości Runge już eksperymentował z nadajnikami o wysokiej częstotliwości i miał dział lampowy Telefunkena pracujący nad urządzeniami o długości fali cm.

Latem 1935 roku Runge, obecnie dyrektor Laboratorium Badań Radiowych Telefunkena, zainicjował wewnętrznie finansowany projekt dotyczący wykrywania radiowego. Wykorzystując lampy Barkhausena-Kurza zbudowano odbiornik 50 cm (600 MHz) i nadajnik 0,5 W. Z antenami umieszczonymi płasko na ziemi w pewnej odległości od siebie, Runge zorganizował lot samolotu nad głową i stwierdził, że odbiornik wysyła silny sygnał interferencyjny z dudnieniem Dopplera.

Runge, teraz z Hansem Hollmannem jako konsultantem, kontynuował opracowywanie systemu 1,8 m (170 MHz) wykorzystującego modulację impulsową. Wilhelm Stepp opracował urządzenie nadawczo-odbiorcze ( duplekser ) umożliwiające zastosowanie wspólnej anteny. Stepp nadał również systemowi nazwę kodową Darmstadt na cześć swojego rodzinnego miasta, rozpoczynając w Telefunken praktykę nadawania systemom nazw miast. System, o mocy nadajnika zaledwie kilku watów, został po raz pierwszy przetestowany w lutym 1936 r., Wykrywając samolot w odległości około 5 km (3,1 mil). To skłoniło Luftwaffe do sfinansowania rozwoju systemu naprowadzania dział kal. 50 cm (600 MHz), Würzburg .

Lorenz

Już przed I wojną światową Standard Elektrik Lorenz był głównym dostawcą sprzętu komunikacyjnego dla armii niemieckiej i głównym rywalem Telefunkena. Pod koniec 1935 roku, kiedy Lorenz odkrył, że Runge w Telefunken prowadzi badania nad radiowym sprzętem wykrywającym, rozpoczęli podobną działalność pod kierownictwem Gottfrieda Müllera. Zbudowano modulowany impulsowo zestaw o nazwie Einheit für Abfragung (DFA – Device for Detection). Wykorzystywał lampę typu DS-310 (podobną do Acorn) działającą na 70 cm (430 MHz) i moc około 1 kW, miał identyczne anteny nadawcze i odbiorcze wykonane z rzędów dipoli półfalowych wspartych ekranem odbijającym.

Na początku 1936 roku wstępne eksperymenty dały odbicia od dużych budynków z odległości do około 7 km (4,3 mil). Moc została podwojona przy użyciu dwóch rur, aw połowie 1936 r. Sprzęt ustawiono na klifach w pobliżu Kilonii i osiągnięto dobre wykrywanie statków w odległości 7 km (4,3 mil) i samolotów w odległości 4 km (2,5 mil).

Sukces tego zestawu eksperymentalnego został zgłoszony Kriegsmarine , ale nie wykazali zainteresowania; byli już w pełni zaangażowani w GEMA w zakresie podobnego sprzętu. Ponadto, ze względu na rozległe umowy między Lorenzem a wieloma innymi krajami, władze marynarki wojennej miały zastrzeżenia co do firmy zajmującej się pracą tajną. DFA zostało następnie zademonstrowane Heer (armia niemiecka), a oni zlecili Lorenzowi opracowanie Kurfürst (elektor), systemu wspierania Flugzeugabwehrkanone (Flak, działa przeciwlotnicze).

Stany Zjednoczone

W Stanach Zjednoczonych zarówno Marynarka Wojenna, jak i Armia potrzebowały środków do zdalnego lokalizowania wrogich statków i samolotów. W 1930 roku obie służby zainicjowały rozwój sprzętu radiowego mogącego sprostać tej potrzebie. Koordynacja tych wysiłków była niewielka; dlatego zostaną one opisane oddzielnie.

Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych

Jesienią 1922 roku Albert H. Taylor i Leo C. Young z US Naval Aircraft Radio Laboratory przeprowadzali eksperymenty komunikacyjne, kiedy zauważyli, że drewniany statek na rzece Potomac zakłóca ich sygnały. Przygotowali memorandum sugerujące, że można to wykorzystać do wykrywania statków w obronie portu, ale ich sugestia nie została uwzględniona. W 1930 roku Lawrence A. Hyland pracujący z Taylorem i Youngiem, obecnie w Laboratorium Badawczym Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (NRL) w Waszyngtonie użył podobnego układu sprzętu radiowego do wykrywania przelatującego samolotu. Doprowadziło to do wniosku i patentu na wykorzystanie tej techniki do wykrywania statków i samolotów.

Prosty aparat do interferencji fal może wykryć obecność obiektu, ale nie może określić jego położenia ani prędkości . To musiało poczekać na wynalezienie radaru impulsowego, a później na dodatkowe techniki kodowania w celu wydobycia tych informacji z sygnału CW. Kiedy grupie Taylora w NRL nie udało się zaakceptować radia interferencyjnego jako środka wykrywania, Young zasugerował wypróbowanie technik pulsacyjnych. Pozwoliłoby to również na bezpośrednie określenie odległości do celu. W 1924 roku Hyland and Young zbudowali taki nadajnik dla Gregory'ego Breita i Merle'a A. Tuve'a w Carnegie Institution of Washington za pomyślne zmierzenie wysokości jonosfery .

Robert Morris Page został wyznaczony przez Taylora do wdrożenia sugestii Younga. Page zaprojektował nadajnik działający z częstotliwością 60 MHz i pulsujący przez 10 μs i 90 μs między impulsami. W grudniu 1934 roku aparat został użyty do wykrycia samolotu z odległości jednej mili (1,6 km) lecącego w górę iw dół Potomaku. Chociaż zasięg detekcji był mały, a wskazania na monitorze oscyloskopu prawie niewyraźne, zademonstrował podstawową koncepcję pulsacyjnego systemu radarowego. Na tej podstawie Page, Taylor i Young są zwykle uznawani za zbudowanie i zademonstrowanie pierwszego na świecie prawdziwego radaru.

Ważnym późniejszym osiągnięciem Page był duplekser , urządzenie, które umożliwiało nadajnikowi i odbiornikowi korzystanie z tej samej anteny bez przytłaczania lub niszczenia wrażliwych obwodów odbiornika. Rozwiązało to również problem związany z synchronizacją oddzielnych anten nadajnika i odbiornika, co ma kluczowe znaczenie dla dokładnego określania pozycji celów dalekiego zasięgu.

Kontynuowano eksperymenty z radarem impulsowym, przede wszystkim nad ulepszeniem odbiornika do obsługi krótkich impulsów. W czerwcu 1936 r. Urzędnikom państwowym zademonstrowano pierwszy prototypowy system radarowy NRL, działający obecnie z częstotliwością 28,6 MHz, z powodzeniem śledząc samolot z odległości do 25 mil (40 km). Ich radar był oparty na o niskiej częstotliwości , przynajmniej według dzisiejszych standardów, i dlatego wymagał dużych anten , co czyniło go niepraktycznym do montażu na statkach lub samolotach.

Radar okrętowy Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych

Rozmiar anteny jest odwrotnie proporcjonalny do częstotliwości roboczej; w związku z tym częstotliwość pracy systemu została zwiększona do 200 MHz, co umożliwiło zastosowanie znacznie mniejszych anten. Częstotliwość 200 MHz była najwyższą możliwą przy istniejących lampach nadawczych i innych komponentach. Nowy system został pomyślnie przetestowany w NRL w kwietniu 1937 r. W tym samym miesiącu przeprowadzono pierwsze testy morskie. Sprzęt został tymczasowo zainstalowany na USS Leary , z anteną Yagi zamontowaną na lufie działa w celu omiatania pola widzenia.

Bazując na sukcesie prób morskich, NRL udoskonaliła system. Page opracował oscylator pierścieniowy , umożliwiający zastosowanie wielu lamp wyjściowych i zwiększenie mocy impulsu do 15 kW w impulsach 5 µs. Zastosowano antenę „łóżkową” z dipolem o wymiarach 20 na 23 stopy (6 x 7 m). W teście laboratoryjnym w 1938 roku system, obecnie oznaczony jako XAF , wykrywał samoloty z odległości do 100 mil (160 km). Został zainstalowany na pancerniku USS New York do prób morskich rozpoczynających się w styczniu 1939 roku i stał się pierwszym operacyjnym zestawem do wykrywania i namierzania zasięgu radiowego we flocie amerykańskiej.

W maju 1939 r. podpisano kontrakt z RCA na produkcję. Oznaczony jako CXAM , dostawy rozpoczęły się w maju 1940 r. Akronim RADAR został ukuty z „Radio Detection And Ranging”. Jeden z pierwszych systemów CXAM został umieszczony na pokładzie USS California , pancernika zatopionego podczas japońskiego ataku na Pearl Harbor 7 grudnia 1941 roku.

armia Stanów Zjednoczonych

Gdy rozpoczął się Wielki Kryzys , warunki ekonomiczne skłoniły Korpus Łączności Armii Stanów Zjednoczonych do skonsolidowania szeroko zakrojonych operacji laboratoryjnych w Fort Monmouth w stanie New Jersey . 30 czerwca 1930 r. Zostały one wyznaczone na Laboratoria Korpusu Sygnałowego (SCL), a podpułkownik (dr) William R. Blair został mianowany dyrektorem SCL.

SCL powierzono m.in. badania w zakresie wykrywania statków powietrznych za pomocą środków akustycznych i promieniowania podczerwonego . Blair prowadził swoje badania doktoranckie dotyczące interakcji fal elektromagnetycznych z materiałami stałymi i oczywiście zwrócił uwagę na ten typ wykrywania. Początkowo podejmowano próby wykrywania podczerwonego , pochodzącego bądź to z ciepła silników samolotów, bądź odbitego od dużych reflektorów z filtrami podczerwieni, a także z sygnałów radiowych generowanych podczas zapłonu silnika.

Pewne sukcesy osiągnięto w wykrywaniu w podczerwieni, ale niewiele osiągnięto za pomocą radia. W 1932 r. postęp w Naval Research Laboratory (NRL) w zakresie zakłóceń radiowych do wykrywania samolotów został przekazany armii. Chociaż nie wydaje się, aby Blair wykorzystał jakąkolwiek z tych informacji, SCL przeprowadził systematyczne badanie tego, co było wtedy znane na całym świecie na temat metod generowania, modulowania i wykrywania sygnałów radiowych w obszarze mikrofal .

Pierwsze ostateczne wysiłki SCL w radiowym wykrywaniu celów rozpoczęły się w 1934 roku, kiedy szef Army Signal Corps, po obejrzeniu demonstracji mikrofalowej przez RCA , zasugerował zbadanie technik echa radiowego. SCL nazwał tę technikę radiowym wykrywaniem pozycji (RPF). Na podstawie wcześniejszych badań SCL najpierw wypróbował mikrofale. W latach 1934 i 1935 testy mikrofalowego sprzętu RPF zaowocowały uzyskaniem sygnałów z przesunięciem Dopplera, początkowo z odległości zaledwie kilkuset stóp, a później większej niż mila. Testy te obejmowały układ bistatyczny, z nadajnikiem na jednym końcu ścieżki sygnału i odbiornikiem na drugim, a odbijający cel przechodził przez ścieżkę lub w jej pobliżu.

Blair najwyraźniej nie był świadomy sukcesu systemu pulsacyjnego w NRL w grudniu 1934 r. W wewnętrznej notatce z 1935 r. Blair skomentował:

Obecnie rozważany jest schemat rzutowania przerywanej sekwencji ciągów oscylacji na cel i próba wykrycia echa w przerwach między projekcjami.

W 1936 roku W. Delmar Hershberger, ówczesny główny inżynier SCL, rozpoczął skromny projekt pulsacyjnej transmisji mikrofalowej. Nie odnosząc sukcesów z mikrofalami, Hershberger odwiedził NRL (gdzie wcześniej pracował) i zobaczył demonstrację ich zestawu pulsacyjnego. Po powrocie do SCL on i Robert H. Noyes zbudowali eksperymentalną aparaturę, używając nadajnika o mocy 75 W, 110 MHz (2,73 m) z modulacją impulsową i odbiornikiem wzorowanym na tym w NRL. Wniosek o finansowanie projektu został odrzucony przez Departament Wojny , ale 75 000 USD na wsparcie zostało przekierowane z poprzedniego przydziału na projekt komunikacyjny.

W październiku 1936 roku Paul E. Watson został głównym inżynierem SCL i kierował projektem. Ustawienie w terenie w pobliżu wybrzeża zostało wykonane z nadajnikiem i odbiornikiem oddalonymi o milę. 14 grudnia 1936 r. Zestaw eksperymentalny wykrył samoloty o zasięgu do 7 mil (11 km) lecące do iz Nowego Jorku.

Następnie rozpoczęto prace nad systemem prototypowym. Ralph I. Cole kierował pracą odbiornika i William S. Marks prowadził ulepszenia nadajnika. azymutu i elewacji zastosowano oddzielne odbiorniki i anteny . Zarówno anteny odbiorcze, jak i nadawcze wykorzystywały duże układy dipolowych na drewnianych ramach. Wyjście systemu miało na celu wycelowanie reflektora . Pierwszej demonstracji pełnego zestawu dokonano w nocy 26 maja 1937 roku. Wykryto bombowiec, a następnie oświetlono go reflektorem. Wśród obserwatorów był sekretarz wojny , Henry A. Woodring; był pod takim wrażeniem, że następnego dnia wydano rozkazy pełnego rozwoju systemu. Kongres przeznaczył 250 000 dolarów.

Częstotliwość zwiększono do 200 MHz (1,5 m). Nadajnik wykorzystywał 16 lamp w oscylatora pierścieniowego (opracowanego w NRL), wytwarzając około 75 kW mocy szczytowej. Major James C. Moore został wyznaczony do kierowania złożonym projektem elektrycznym i mechanicznym z przełączaniem płatów . Inżynierowie z Western Electric i Westinghouse zostali sprowadzeni do pomocy w ogólnym rozwoju. Oznaczony SCR-268 , prototyp został pomyślnie zademonstrowany pod koniec 1938 roku w Fort Monroe , Wirginia. Produkcja zestawów SCR-268 została rozpoczęta przez firmę Western Electric w 1939 roku, a do służby weszła na początku 1941 roku.

Jeszcze zanim SCR-268 wszedł do służby, został znacznie ulepszony. W projekcie prowadzonym przez majora (dr) Harolda A. Zahla powstały dwie nowe konfiguracje – SCR-270 (mobilna) i SCR-271 (stacjonarna). Wybrano działanie przy 106 MHz (2,83 m), a pojedyncza rura chłodzona wodą zapewniała moc wyjściową 8 kW (impuls 100 kW). Westinghouse otrzymał kontrakt produkcyjny i rozpoczął dostawy pod koniec 1940 roku.

Armia rozmieściła pięć pierwszych zestawów SCR-270 wokół wyspy Oahu na Hawajach. O godzinie 7:02 rano 7 grudnia 1941 r. Jeden z tych radarów wykrył lot samolotu w odległości 136 mil (219 km) na północ. Obserwacja została przekazana do centrum ostrzegania samolotów, gdzie została błędnie zidentyfikowana jako lot amerykańskich bombowców, o których wiadomo, że zbliżają się z lądu. Alarm został zignorowany io 7:48 japoński samolot po raz pierwszy uderzył w Pearl Harbor.

ZSRR

W 1895 roku Aleksander Stepanowicz Popow , instruktor fizyki w szkole Cesarskiej Marynarki Wojennej Rosji w Kronsztadzie , opracował urządzenie wykorzystujące rurkę koherera do wykrywania odległych uderzeń pioruna. W następnym roku dodał nadajnik iskiernikowy i zademonstrował pierwszy zestaw łączności radiowej w Rosji. Podczas 1897, podczas testowania tego w komunikacji między dwoma statkami na Morzu Bałtyckim , zwrócił uwagę na uderzenie interferencyjne spowodowane przejściem trzeciego statku. W swoim raporcie Popow napisał, że zjawisko to można wykorzystać do wykrywania obiektów, ale nie zrobił nic więcej z tą obserwacją.

W ciągu kilku lat po rewolucji rosyjskiej 1917 r. i utworzeniu Związku Socjalistycznych Republik Radzieckich (ZSRR lub Związku Radzieckiego) w 1924 r., niemiecka Luftwaffe dysponowała samolotami zdolnymi do penetracji w głąb terytorium ZSRR. Dlatego wykrywanie samolotów w nocy lub nad chmurami było bardzo interesujące dla radzieckich sił obrony powietrznej (PVO).

PVO polegało na urządzeniach optycznych do lokalizowania celów, a fizyk Pavel K. Oshchepkov prowadził badania nad możliwym ulepszeniem tych urządzeń. W czerwcu 1933 r. Oshchepkov zmienił swoje badania z optyki na techniki radiowe i rozpoczął rozwój razvedyvlatl'naya elektromagnitnaya stantsiya (rozpoznawczej stacji elektromagnetycznej). W krótkim czasie Oshchepkov został odpowiedzialny za sektor wiedzy technicznej PVO poświęcony radiolokacyjnym (radiolokacyjnym), a także kierował Specjalnym Biurem Projektowym (SKB, spetsialnoe konstruktorskoe byuro) w Leningradzie .

Początki radiolokacji

Glavnoe Artilleriyskoe Upravlenie (GAU, Główny Zarząd Artylerii) był uważany za „mózg” Armii Czerwonej . Miał nie tylko kompetentnych inżynierów i fizyków w swoim centralnym sztabie, ale miał także szereg instytutów naukowo-badawczych. W ten sposób GAU została również przydzielona do problemu wykrywania samolotów, a dowództwo objął generał broni MM Lobanov.

Po zbadaniu istniejącego sprzętu optycznego i akustycznego Lobanov zwrócił się również ku technikom radiolokacji. W tym celu zwrócił się do Tsentral'naya Radiolaboratoriya (TsRL, Centralne Laboratorium Radiowe) w Leningradzie. Tutaj, Yu. K. Korovin prowadził badania nad VHF i zbudował nadajnik 50 cm (600 MHz) o mocy 0,2 W, wykorzystując rurkę Barkhausena – Kurza . W celu przetestowania koncepcji Korovin ustawił anteny nadawcze i odbiorcze wzdłuż toru lotu samolotu. 3 stycznia 1934 r. Doppler sygnał został odebrany przez odbicia od samolotu z odległości około 600 m i wysokości 100–150 m.

Rosyjska Akademia Nauk (RAN) zorganizowała dla PVO dużą konferencję na ten temat . Konferencja odbyła się w Leningradzie w połowie stycznia 1934 r., a przewodniczył jej Abram Fiodorowicz Ioffe , dyrektor Leningradzkiego Instytutu Fizyczno-Technicznego (LPTI). Ioffe był powszechnie uważany za czołowego rosyjskiego fizyka swoich czasów. Omówiono wszystkie rodzaje technik wykrywania, ale największą uwagę poświęcono radiolokacji.

Aby rozpowszechnić wyniki konferencji wśród szerszego grona odbiorców, w następnym miesiącu materiały zostały opublikowane w czasopiśmie. Obejmowało to wszystkie istniejące wówczas informacje o radiolokacji w ZSRR, dostępne (w języku rosyjskim) badaczom tej dziedziny na całym świecie.

Uznając potencjalną wartość radiolokacji dla wojska, GAU zawarła oddzielną umowę z Leningradzkim Instytutem Elektrofizyki (LEPI) na system radiolokacji. Ten wysiłek techniczny był prowadzony przez BK Shembel. LEPI zbudował nadajnik i odbiornik do badania właściwości odbicia radiowego różnych materiałów i celów. Shembel chętnie przekształcił to w eksperymentalny bi-statyczny system radiolokacji o nazwie Bistro (Rapid).

Nadajnik Bistro , działający na 4,7 m (64 MHz), wytwarzał blisko 200 W i był modulowany częstotliwościowo tonem 1 kHz. Stała antena nadawcza zapewniała szeroki zasięg tak zwanego radioekranu ( ekranu radiowego). Odbiornik regeneracyjny , umieszczony w pewnej odległości od nadajnika, miał antenę dipolową zamontowaną na ręcznym mechanizmie posuwisto-zwrotnym. Samolot wlatujący w ekranowaną strefę odbijałby promieniowanie, a odbiornik wykrywałby dudnienie interferencji Dopplera między przesyłanymi i odbijanymi sygnałami.

Bistro zostało po raz pierwszy przetestowane latem 1934 roku. Gdy odbiornik znajdował się w odległości do 11 km od nadajnika, zestaw mógł wykryć samolot wchodzący na ekran tylko w odległości około 3 km (1,9 mil) i poniżej 1000 m. Uważano, że po ulepszeniach ma potencjalny zasięg 75 km, aw październiku zamówiono pięć zestawów do prób terenowych. Bistro jest często wymieniane jako pierwszy system radarowy ZSRR; nie był jednak w stanie bezpośrednio zmierzyć zasięgu, a zatem nie mógł być tak sklasyfikowany.

LEPI i TsRL zostały włączone do Nauchno-issledovatelsky institut-9 (NII-9, Scientific Research Institute #9), nowej organizacji GAU otwartej w Leningradzie w 1935 roku . TsRL i Uniwersytet Leningradzki, został mianowany Dyrektorem Naukowym NII-9.

Badania nad magnetronami rozpoczęto na Uniwersytecie w Charkowie na Ukrainie w połowie lat dwudziestych XX wieku. Przed końcem dekady zaowocowało to publikacjami o światowej dystrybucji, takimi jak niemieckie czasopismo Annalen der Physik ( Annals of Physics ). Na podstawie tych prac Ioffe zalecił przeniesienie części LEPI do miasta Charków , w wyniku czego w 1930 r. Powstał Ukraiński Instytut Fizyki i Technologii (LIPT). W ramach LIPT powstało Laboratorium Oscylacji Elektromagnetycznych (LEMO). , na czele Abram A. Slutskin kontynuował rozwój magnetronu. Pod kierownictwem Aleksandra S. Usikova wyewoluowało szereg zaawansowanych magnetronów z anodami segmentowymi. (Należy zauważyć, że te i inne wczesne magnetrony opracowane w ZSRR cierpiały z powodu niestabilności częstotliwości, problemu w ich stosowaniu w sowieckich systemach radarowych).

W 1936 roku jeden z magnetronów Usikowa, wytwarzający około 7 W przy 18 cm (1,7 GHz), został użyty przez Shembela na NII-9 jako nadajnik w radioiskatelu (poszukiwacz radia) o nazwie Burya ( Burza ) . Działając podobnie jak Bistro , zasięg detekcji wynosił około 10 km, a współrzędne azymutu i elewacji szacowane były z dokładnością do 4 stopni. Nie podjęto żadnych prób przekształcenia tego w system pulsacyjny, dlatego nie mógł on zapewnić zasięgu i nie kwalifikował się do klasyfikacji jako radar. Był to jednak pierwszy mikrofalowy system detekcji radiowej.

Podczas gdy Shembel i Bonch-Bruyevich pracowali nad systemami fali ciągłej w NII-9, Oshehepkov w SKB i VV Tsimbalin z LPTI Ioffe'a poszukiwali systemu pulsacyjnego. W 1936 roku zbudowali zestaw radiolokacyjny działający na 4 m (75 MHz) z mocą szczytową około 500 W i czasem trwania impulsu 10 μs. Przed końcem roku testy z wykorzystaniem oddzielnych miejsc nadawczo-odbiorczych zakończyły się wykryciem samolotu z odległości 7 km. W kwietniu 1937 r., gdy szczytowa moc impulsu wzrosła do 1 kW, a także wzrosła separacja anten, test wykazał zasięg wykrywania blisko 17 km na wysokości 1,5 km. Chociaż był to system pulsacyjny, nie był w stanie bezpośrednio zapewnić zasięgu - technika wykorzystywania impulsów do określania zasięgu nie została jeszcze opracowana.

Przedwojenne systemy lokalizacji radiowej

W czerwcu 1937 r. nagle ustały wszystkie prace nad radiolokacją w Leningradzie. Niesławna Wielka Czystka dyktatora Józefa Stalina przetoczyła się przez najwyższe dowództwo wojskowe i wspierającą je społeczność naukową. Szef PVO został stracony. Oszczepkow, oskarżony o „wysoką przestępczość”, został skazany na 10 lat karnego obozu pracy Gułag . NII-9 jako organizacja została uratowana, ale Shenbel został odwołany, a Bonch-Bruyevich został mianowany nowym dyrektorem.

Nauchnoissledovatel'skii ispytalel'nyi institut svyazi RKKA (NIIIS-KA, Instytut Badań Naukowych Sygnałów Armii Czerwonej) początkowo sprzeciwiał się badaniom radiolokacyjnym, faworyzując zamiast tego techniki akustyczne. Jednak ta część Armii Czerwonej zyskała władzę w wyniku Wielkiej Czystki i zrobiła krok w tył, mocno naciskając na szybki rozwój systemów radiolokacyjnych. Przejęli laboratorium Oszczepkowa i byli odpowiedzialni za wszystkie istniejące i przyszłe umowy dotyczące badań i produkcji fabrycznej. Pisząc później o czystce i jej skutkach, gen. Łobanow stwierdził, że doprowadziła ona do objęcia rozwoju jednej organizacji i szybkiej reorganizacji pracy.

W dawnym laboratorium Oshchepkova prace z systemem transmisji impulsowej 4 m (75 MHz) kontynuował AI Shestako. Poprzez pulsowanie nadajnik wytworzył szczytową moc 1 kW, najwyższy dotychczas wygenerowany poziom. W lipcu 1938 r. Bistatyczny system eksperymentalny o stałej pozycji wykrył samolot z odległości około 30 km na wysokości 500 m iz odległości 95 km dla wysoko latających celów na wysokości 7,5 km. System nadal nie był w stanie bezpośrednio określić zasięgu. Projekt został następnie podjęty przez LPTI firmy Ioffe, co zaowocowało opracowaniem systemu mobilnego o nazwie Redut (Reduta). Zastosowano układ nowych lamp nadawczych, dający moc szczytową blisko 50 kW przy czasie trwania impulsu 10 μs. Yagi zostały przystosowane zarówno do nadawania, jak i odbioru.

Redut został po raz pierwszy przetestowany w terenie w październiku 1939 roku w pobliżu Sewastopola , portu na Ukrainie na wybrzeżu Morza Czarnego . Testy te miały częściowo pokazać NKKF (radzieckiej marynarce wojennej) wartość radiolokacji wczesnego ostrzegania dla ochrony strategicznych portów. Ze sprzętem na klifie około 160 metrów nad poziomem morza wykryto latającą łódź z odległości do 150 km. Anteny Yagi były rozmieszczone w odległości około 1000 metrów; w związku z tym wymagana była ścisła koordynacja, aby wycelować je w synchronizację. Ulepszona wersja Redut, Redut-K, została opracowana przez Aksela Berga w 1940 r. i umieszczony na pokładzie lekkiego krążownika Mołotow w kwietniu 1941 r. Mołotow stał się pierwszym radzieckim okrętem wojennym wyposażonym w radar.

W NII-9 pod kierownictwem Boncha-Bruyevicha naukowcy opracowali dwa typy bardzo zaawansowanych generatorów mikrofal. W 1938 r. Nikolay Devyatkov opracował rurę próżniową o liniowej wiązce i modulowanej prędkości ( klistron ) na podstawie projektów z Charkowa. To urządzenie wytwarzało około 25 W przy 15–18 cm (2,0–1,7 GHz) i było później używane w systemach eksperymentalnych. Devyatkov poszedł za tym z prostszym urządzeniem z pojedynczym rezonatorem (reflex klistron). W tym samym czasie DE Malyarov i NF Alekseyev budowali serię magnetronów, również opartych na projektach z Charkowa; najlepszy z nich wytwarzał 300 W przy 9 cm (3 GHz).

Również w NII-9 DS Stogov został odpowiedzialny za ulepszenia systemu Bistro . Przemianowany na Reven (Rhubarb), został przetestowany w sierpniu 1938 roku, ale był tylko nieznacznie lepszy od poprzednika. Z dodatkowymi drobnymi ulepszeniami operacyjnymi został przekształcony w system mobilny o nazwie Radio Ulavlivatel Samoletov (ros. Radio Catcher of Aircraft), wkrótce oznaczony jako RUS-1 . Ten bistatyczny system fal ciągłych miał nadajnik montowany na ciężarówce, działający na wysokości 4,7 m (64 MHz) i dwa odbiorniki montowane na ciężarówkach.

Chociaż nadajnik RUS-1 znajdował się w kabinie z tyłu ciężarówki, antenę trzeba było rozciągnąć między zewnętrznymi słupami zakotwiczonymi w podłożu. Druga ciężarówka przewożąca generator elektryczny i inny sprzęt została cofnięta o ciężarówkę z nadajnikiem. Zastosowano dwa odbiorniki, każdy w kabinie zamontowanej na ciężarówce z anteną dipolową na obrotowym słupie wysuniętym nad głową. W użyciu ciężarówki odbiorcze były oddalone od siebie o około 40 km; tak więc przy dwóch pozycjach możliwe byłoby zgrubne oszacowanie zasięgu za pomocą triangulacji na mapie.

System RUS-1 został przetestowany i wprowadzony do produkcji w 1939 roku, a następnie wszedł do służby w 1940 roku, stając się pierwszym wdrożonym systemem radiolokacji w Armii Czerwonej. Około 45 RUS-1 zostało zbudowanych w Fabryce Swietłana w Leningradzie przed końcem 1941 roku i rozmieszczonych wzdłuż zachodnich granic ZSRR i na Dalekim Wschodzie. Jednak bez bezpośredniego zasięgu wojsko uznało, że RUS-1 ma niewielką wartość.

Jeszcze przed upadkiem wysiłków w Leningradzie NIIIS-KA podpisał kontrakt z UIPT w Charkowie na zbadanie pulsacyjnego systemu radiolokacji do zastosowań przeciwlotniczych. To skłoniło LEMO do rozpoczęcia w marcu 1937 roku projektu finansowanego ze środków wewnętrznych pod kryptonimem Zenit (popularna wówczas drużyna piłkarska). Rozwój nadajnika był prowadzony przez Usikova, dostawcę magnetronu używanego wcześniej w Burii . W przypadku Zenita Usikov użył magnetronu o długości 60 cm (500 MHz) pulsującego z czasem trwania 10–20 μs i zapewniającego moc impulsową 3 kW, później zwiększoną do prawie 10 kW. Siemion Braude kierował rozwojem odbiornika superheterodynowego wykorzystującego przestrajalny magnetron jako lokalny oscylator . System posiadał oddzielne anteny nadawczą i odbiorczą rozmieszczone w odległości około 65 m, zbudowane z dipoli wspieranych przez 3-metrowe reflektory paraboliczne .

Zenit został po raz pierwszy przetestowany w październiku 1938 roku. W tym średniej wielkości bombowiec został wykryty w odległości 3 km. Testy były obserwowane przez NIIIS-KA i okazały się wystarczające do rozpoczęcia zakontraktowanego wysiłku. W maju 1939 r. zawarto porozumienie określające wymagane osiągi i gotowość systemu do produkcji do 1941 r. Zwiększono moc nadajnika, do anten dodano selseny umożliwiające śledzenie, a czułość odbiornika poprawiono poprzez używając RCA 955 jako lokalnego oscylatora.

Demonstracja ulepszonego Zenita odbyła się we wrześniu 1940 roku. Pokazano w niej, że zasięg, wysokość i azymut samolotu lecącego na wysokości od 4000 do 7000 metrów można określić z odległości do 25 km. Czas wymagany do tych pomiarów wynosił jednak około 38 sekund, o wiele za długo dla baterii przeciwlotniczych. Ponadto, gdy anteny były skierowane pod niskim kątem, w pewnej odległości istniała martwa strefa spowodowana zakłóceniami od odbić z poziomu gruntu. Chociaż te osiągi nie były zadowalające w zastosowaniach do natychmiastowego naprowadzania broni, był to pierwszy w Związku Radzieckim pełny system radiolokacji o trzech współrzędnych i wskazał drogę dla przyszłych systemów.

Kontynuowano prace w LEMO nad Zenitem , szczególnie nad przekształceniem go w system z pojedynczą anteną oznaczony jako Rubin . Wysiłek ten został jednak przerwany przez inwazję Niemiec na ZSRR w czerwcu 1941 r. W krótkim czasie działalność rozwojową w Charkowie nakazano ewakuację na Daleki Wschód. Wysiłki badawcze w Leningradzie były podobnie rozproszone.

Po ośmiu latach wysiłków wysoko wykwalifikowanych fizyków i inżynierów ZSRR przystąpił do II wojny światowej bez w pełni rozwiniętego i sprawdzonego systemu radarowego.

Japonia

Jako naród żeglarzy Japonia wcześnie interesowała się komunikacją bezprzewodową (radiową). Pierwsze znane użycie telegrafii bezprzewodowej w działaniach wojennych na morzu miało miejsce w Cesarskiej Marynarce Wojennej Japonii w pokonaniu rosyjskiej floty cesarskiej w 1904 r. w bitwie pod Port Arthur . Wcześnie zainteresowano się sprzętem do radionamierzania kierunku , do użytku zarówno w nawigacji, jak i obserwacji wojskowej. Imperial Navy opracowała doskonały odbiornik do tego celu w 1921 roku i wkrótce większość japońskich okrętów wojennych miała ten sprzęt.

W ciągu dwóch dekad między dwiema wojnami światowymi technologia radiowa w Japonii poczyniła postępy dorównujące postępowi w krajach zachodnich. Często jednak pojawiały się przeszkody w przeniesieniu tych postępów do wojska. Przez długi czas Japończycy wierzyli, że mają najlepsze zdolności bojowe ze wszystkich sił zbrojnych na świecie. Przywódcy wojskowi, którzy wtedy również kontrolowali rząd, szczerze uważali, że zbudowana przez nich broń, samoloty i statki są w pełni wystarczające, a armia japońska i marynarka wojenna są niezwyciężone. W 1936 roku Japonia dołączyła do nazistowskich Niemiec i faszystowskich Włoch w pakcie trójstronnym .

Tło technologii

Inżynieria radiowa była silna w japońskich instytucjach szkolnictwa wyższego, zwłaszcza na uniwersytetach imperialnych (finansowanych przez rząd). Obejmowało to studia licencjackie i magisterskie, a także badania akademickie w tej dziedzinie. Nawiązano specjalne stosunki z zagranicznymi uniwersytetami i instytutami, zwłaszcza w Niemczech, z japońskimi nauczycielami i badaczami często wyjeżdżającymi za granicę na zaawansowane studia.

Badania akademickie zmierzały raczej w kierunku ulepszania podstawowych technologii niż ich konkretnych zastosowań. Prowadzono znaczne badania nad wysokiej częstotliwości i dużej mocy, takimi jak magnetron , ale zastosowanie tych urządzeń pozostawiono ogólnie naukowcom przemysłowym i wojskowym.

Jednym z najbardziej znanych badaczy radiowych w Japonii w latach 1920-1930 był profesor Hidetsugu Yagi . Po studiach podyplomowych w Niemczech, Anglii i Ameryce Yagi dołączył do Uniwersytetu Tohoku , gdzie jego badania koncentrowały się na antenach i oscylatorach do komunikacji o wysokiej częstotliwości. Podsumowanie prac badawczych nad radiem na Uniwersytecie Tohoku zostało zawarte w nowatorskim artykule Yagi z 1928 roku.

Wspólnie z Shintaro Udą , jednym z pierwszych doktorantów Yagi, powstała radykalnie nowa antena. Miał szereg elementów pasożytniczych (reżyserów i reflektorów) i stał się znany jako antena Yagi-Uda lub Yagi . Amerykański patent, wydany w maju 1932 roku, został przydzielony firmie RCA . Do dziś jest to najczęściej stosowana antena kierunkowa na świecie.

Magnetron wnękowy był również przedmiotem zainteresowania Yagi. To HF (~10 MHz) zostało wynalezione w 1921 roku przez Alberta W. Hulla z General Electric , a Yagi był przekonany, że może działać w regionie VHF , a nawet UHF . W 1927 roku Kinjiro Okabe , inny z wczesnych doktorantów Yagi, opracował urządzenie z dzieloną anodą, które ostatecznie generowało oscylacje o długości fali do około 12 cm (2,5 GHz).

Naukowcy z innych japońskich uniwersytetów i instytucji również rozpoczęli projekty dotyczące rozwoju magnetronu, co doprowadziło do udoskonalenia urządzenia z dzieloną anodą. Należą do nich Kiyoshi Morita z Tokyo Institute of Technology i Tsuneo Ito z Uniwersytetu Tokoku .

Shigeru Nakajima z Japan Radio Company (JRC) dostrzegł komercyjny potencjał tych urządzeń i rozpoczął dalszy rozwój, a następnie bardzo opłacalną produkcję magnetronów na rynek medycznego ogrzewania dielektrycznego (diatermii). Jedyne militarne zainteresowanie magnetronami wykazał Yoji Ito z Naval Technical Research Institute (NTRI).

NTRI powstała w 1922 r., a pełną operacyjność uzyskała w 1930 r. Znajdująca się w Meguro w Tokio , w pobliżu Tokyo Institute of Technology, pierwszorzędni naukowcy, inżynierowie i technicy byli zaangażowani w różne działania, od projektowania gigantycznych łodzi podwodnych po budowę nowych lamp radiowych . Uwzględniono wszystkich prekursorów radaru, ale nie oznaczało to, że szefowie Marynarki Cesarskiej zaakceptowali te osiągnięcia.

W 1936 roku Tsuneo Ito (bez związku z Yoji Ito) opracował magnetron z 8-dzieloną anodą, który wytwarzał około 10 W przy 10 cm (3 GHz). Ze względu na swój wygląd nazwano go Tachibana (lub mandarynka, pomarańczowy owoc cytrusowy). Tsuneo Ito również dołączył do NTRI i kontynuował swoje badania nad magnetronami we współpracy z Yoji Ito. W 1937 roku opracowali technikę łączenia sąsiednich segmentów (tzw. push-pull), co zapewnia stabilność częstotliwości, niezwykle ważny przełom magnetronowy.

Na początku 1939 roku NTRI/JRC wspólnie opracowały 10-centymetrowy (3-GHz) magnetron typu mandaryńskiego o stabilnej częstotliwości (nr M3), który przy chłodzeniu wodą mógł wytwarzać moc 500 W. W tym samym okresie zbudowano magnetrony z 10 i 12 wnękami działającymi na głębokości zaledwie 0,7 cm (40 GHz). Konfiguracja magnetronu M3 była zasadniczo taka sama, jak ta używana później w magnetronie opracowanym przez Boota i Randalla na Uniwersytecie w Birmingham na początku 1940 r., W tym ulepszenie pasiastych wnęk. Jednak w przeciwieństwie do magnetronu dużej mocy w Wielkiej Brytanii, początkowe urządzenie z NTRI generowało tylko kilkaset watów.

Ogólnie rzecz biorąc, w Japonii nie brakowało możliwości naukowych i inżynieryjnych; ich okręty wojenne i samoloty wyraźnie wykazywały wysoki poziom kompetencji technicznych. Wyprzedzali Wielką Brytanię w rozwoju magnetronów, a ich antena Yagi była światowym standardem dla systemów VHF. Po prostu najwyżsi dowódcy wojskowi nie rozpoznali, w jaki sposób zastosowanie radia w wykrywaniu i określaniu odległości – co często nazywano dalmierzem radiowym (RRF) – może być wartościowe, szczególnie w jakiejkolwiek roli obronnej; atak, a nie obrona, całkowicie zdominowały ich myślenie.

Armia Cesarska

W 1938 roku inżynierowie z Biura Badawczego Nippon Electric Company ( NEC ) przeprowadzali testy pokrycia nadajników wysokiej częstotliwości, gdy zaobserwowano gwałtowne zanikanie sygnału. Miało to miejsce za każdym razem, gdy samolot przelatywał nad linią między nadajnikiem a miernikiem odbiorczym. Masatsugu Kobayashi, kierownik działu lamp NEC, uznał, że było to spowodowane interferencją częstotliwości dudnienia sygnału bezpośredniego i sygnału z przesunięciem Dopplera odbitego od samolotu.

Kobayashi zasugerował Army Science Research Institute, że zjawisko to może być wykorzystane jako metoda ostrzegania samolotów. Chociaż armia odrzuciła wcześniejsze propozycje wykorzystania technik wykrywania radiowego, ta okazała się atrakcyjna, ponieważ opierała się na łatwo zrozumiałej metodzie i wymagałaby niewielkich kosztów rozwojowych i ryzyka, aby udowodnić swoją wartość militarną. Firma NEC wyznaczyła Kinji Satake ze swojego Instytutu Badawczego do opracowania systemu zwanego Bi-static Doppler Interference Detector (BDID).

W celu przetestowania prototypowego systemu ustawiono go na obszarze niedawno okupowanym przez Japonię wzdłuż wybrzeża Chin. System działał w zakresie 4,0–7,5 MHz (75–40 m) i obejmował wiele szeroko rozmieszczonych stacji; utworzyło to ekran radiowy, który mógł wykryć obecność (ale nic więcej) samolotu z odległości do 500 km (310 mil). BDID był pierwszym wdrożonym radiowym systemem wykrywania Armii Cesarskiej, oddanym do użytku na początku 1941 roku.

Podobny system został opracowany przez Satake dla japońskiej ojczyzny. Centra informacyjne otrzymały ustne ostrzeżenia od operatorów stacji BDID, zwykle rozmieszczonych w odległości od 65 do 240 km (40 do 150 mil). Aby zmniejszyć podatność na samonaprowadzanie – wielki strach przed wojskiem – nadajniki działały z mocą zaledwie kilku watów. Chociaż pierwotnie miały być tymczasowe, dopóki nie będą dostępne lepsze systemy, działały przez całą wojnę. Dopiero po rozpoczęciu wojny armia cesarska dysponowała sprzętem, który można było nazwać radarem.

Cesarska Marynarka Wojenna

W połowie lat 30. część specjalistów technicznych Marynarki Wojennej zainteresowała się możliwością wykorzystania radia do wykrywania samolotów. Po konsultację zwrócili się do profesora Yagi, który był dyrektorem Laboratorium Badań Radiowych na Cesarskim Uniwersytecie w Osace. Yagi zasugerował, że można to zrobić, badając przesunięcie częstotliwości Dopplera w odbitym sygnale.

Laboratorium w Osace otrzymało fundusze na eksperymentalne badania tej techniki. Kinjiro Okabe, wynalazca magnetronu z dzieloną anodą, który podążył za Yagi do Osaki, poprowadził wysiłek. Analizy teoretyczne wykazały, że odbicia byłyby większe, gdyby długość fali była w przybliżeniu taka sama jak rozmiar konstrukcji samolotu. W związku z tym do eksperymentu użyto nadajnika i odbiornika VHF z antenami Yagi oddalonymi na pewną odległość.

W 1936 roku Okabe z powodzeniem wykrył przelatujący samolot metodą interferencji Dopplera; była to pierwsza zarejestrowana demonstracja radiowego wykrywania samolotów w Japonii. Dzięki temu sukcesowi zainteresowanie badawcze Okabe zmieniło się z magnetronów na sprzęt VHF do wykrywania celów. To jednak nie doprowadziło do żadnego znaczącego finansowania. Najwyższe szczeble Cesarskiej Marynarki Wojennej uważały, że przechwycenie przez wroga i ujawnienie obecności nadawcy znacznie przeważyło nad wszelkimi korzyściami płynącymi z używania radia do tego celu.

Historycznie rzecz biorąc, okręty wojenne w formacji używały świateł i sygnałów dźwiękowych, aby uniknąć kolizji w nocy lub we mgle. Można również zastosować nowsze techniki komunikacji radiowej VHF i namierzania kierunku, ale wszystkie te metody były bardzo podatne na przechwycenie przez wroga. W NTRI Yoji Ito zaproponował, aby sygnał UHF z magnetronu mógł zostać użyty do wygenerowania bardzo wąskiej wiązki, która miałaby znacznie zmniejszoną szansę na wykrycie wroga.

Rozwój systemu mikrofalowego do unikania kolizji rozpoczął się w 1939 roku, kiedy Marynarka Cesarska przekazała JRC fundusze na wstępne eksperymenty. W ramach współpracy Yoji Ito z NTRI i Shigeru Nakajima z JRC zaprojektowano i zbudowano urządzenie wykorzystujące 3-centymetrowy (10 GHz) magnetron z modulacją częstotliwości. Sprzęt został użyty do wykrycia odbić od wysokich konstrukcji oddalonych o kilka kilometrów. Ten eksperyment dał słabe wyniki, co przypisuje się bardzo małej mocy magnetronu.

Początkowy magnetron został zastąpiony innym działającym na 16 cm (1,9 GHz) io znacznie większej mocy. Wyniki były wtedy znacznie lepsze, aw październiku 1940 r. Sprzęt uzyskał wyraźne echo ze statku w Zatoce Tokijskiej w odległości około 10 km (6,2 mil). Nadal nie było zobowiązania ze strony najwyższych urzędników japońskiej marynarki wojennej do używania tej technologii na pokładach okrętów wojennych. W tym czasie nic więcej nie zrobiono, ale pod koniec 1941 roku system został przyjęty do ograniczonego użytku.

Pod koniec 1940 roku Japonia zorganizowała dwie misje techniczne, aby odwiedzić Niemcy i wymienić informacje o ich rozwoju technologii wojskowej. Dowódca Yoji Ito reprezentował zainteresowanie Marynarki Wojennej zastosowaniami radiowymi, a podpułkownik Kinji Satake zrobił to samo dla armii. Podczas kilkumiesięcznej wizyty wymienili istotne informacje ogólne, a także ograniczone materiały tajne w niektórych technologiach, ale niewiele bezpośrednio dotyczących technik radiowykrywania. Żadna ze stron nawet nie wspomniała o magnetronach, ale Niemcy najwyraźniej ujawnili, że używają technik pulsacyjnych.

Po otrzymaniu raportów z wymiany technicznej w Niemczech, a także raportów wywiadowczych o sukcesie Wielkiej Brytanii w strzelaniu z RDF, Sztab Generalny Marynarki Wojennej zmienił się i wstępnie zaakceptował technologię transmisji impulsów. 2 sierpnia 1941 roku, jeszcze przed powrotem Yoji Ito do Japonii, przeznaczono fundusze na wstępny rozwój radarów z modulacją impulsową. Za zainicjowanie tej działalności odpowiedzialny był dowódca Chuji Hashimoto z NTRI.

Prototypowy zestaw działający na wysokości 4,2 m (71 MHz) i wytwarzający około 5 kW został ukończony na zasadzie zderzenia. Z NTRI na czele, firma NEC i Research Laboratory of Japan Broadcasting Corporation ( NHK ) wniosły znaczący wkład w te wysiłki. Kenjiro Takayanagi , główny inżynier eksperymentalnej stacji telewizyjnej NHK i nazywany „ojcem japońskiej telewizji”, był szczególnie pomocny w szybkim opracowaniu obwodów formowania impulsów i synchronizacji, a także wyświetlacza odbiornika. Na początku września 1941 roku po raz pierwszy przetestowano zestaw prototypowy; wykrył pojedynczy bombowiec z odległości 97 km (60 mil) i lot samolotu z odległości 145 km (90 mil).

System, pierwszy w Japonii pełny dalmierz radiowy (RRF - radar), został oznaczony jako Mark 1 Model 1. Trzy firmy otrzymały kontrakty na produkcję seryjną; NEC zbudował nadajniki i modulatory impulsów, Japan Victor odbiorniki i powiązane wyświetlacze, a Fuji Electrical anteny i ich serwonapędy. System działał na wysokości 3,0 m (100 MHz) z mocą szczytową 40 ​​kW. Układy dipolowe z odbłyśnikami typu matte+ zastosowano w oddzielnych antenach do nadawania i odbioru.

W listopadzie 1941 roku pierwszy wyprodukowany RRF został oddany do użytku jako lądowy system wczesnego ostrzegania w Katsuura, Chiba , mieście na wybrzeżu Pacyfiku, około 100 km (62 mil) od Tokio. Duży system ważył prawie 8700 kg (19 000 funtów). Zasięg wykrywania wynosił około 130 km (81 mil) dla pojedynczego samolotu i 250 km (160 mil) dla grup.

Holandia

Wczesna detekcja radiowa w Holandii odbywała się na dwóch niezależnych liniach: jeden system mikrofalowy w firmie Philips , a drugi system VHF w laboratorium Sił Zbrojnych.

Firma Philips w Eindhoven w Holandii prowadziła Natuurkundig Laboratorium ( NatLab ) w zakresie badań podstawowych związanych z jej produktami. Badacz z NatLab, Klaas Posthumus, opracował magnetron podzielony na cztery elementy. Opracowując system komunikacji wykorzystujący ten magnetron, firma CHJA Staal testowała transmisję za pomocą paraboli anteny nadawcze i odbiorcze ustawione obok siebie, obie skierowane na dużą płytę w pewnej odległości. Aby przezwyciężyć niestabilność częstotliwości magnetronu, zastosowano modulację impulsową. Stwierdzono, że płyta odbija silny sygnał.

Uznając potencjalne znaczenie tego urządzenia jako urządzenia wykrywającego, NatLab zorganizował demonstrację dla Koninklijke Marine ( Królewskiej Marynarki Wojennej Holandii ). Zostało to przeprowadzone w 1937 roku przez wejście do głównego portu marynarki wojennej w Marsdiep . Odbicia fal morskich przesłoniły powrót z docelowego statku, ale Marynarka Wojenna była pod wystarczającym wrażeniem, aby zainicjować sponsorowanie badań. W 1939 roku w Wijk aan Zee zademonstrowano ulepszony zestaw, wykrywający statek w odległości 3,2 km (2,0 mil).

Prototypowy system został zbudowany przez firmę Philips, a firma Nederlandse Seintoestellen Fabriek (spółka zależna firmy Philips) rozpoczęła plany budowy sieci stacji ostrzegawczych w celu ochrony głównych portów. Przeprowadzono pewne testy prototypu w terenie, ale projekt przerwano po inwazji Niemiec na Holandię 10 maja 1940 r. W NatLabie prace kontynuowano jednak w wielkiej tajemnicy do 1942 r.

We wczesnych latach trzydziestych XX wieku krążyły pogłoski o opracowywaniu „promienia śmierci”. Holenderski parlament powołał Komisję ds. Zastosowań Fizyki w Broni pod kierownictwem GJ Eliasa w celu zbadania tego potencjału, ale komisja szybko odrzuciła śmiercionośne promienie. Komitet powołał jednak Laboratorium voor Fysieke Ontwikkeling (LFO, Laboratorium Rozwoju Fizycznego), poświęcone wspieraniu Holenderskich Sił Zbrojnych.

Działając w wielkiej tajemnicy, LFO otworzyło obiekt o nazwie Meetgebouw (budynek pomiarowy), znajdujący się na równinie Waalsdorp. W 1934 roku JLWC von Weiler dołączył do LFO i wraz z SG Gratamą rozpoczął badania nad systemem łączności 1,25 m (240 MHz), który miał być używany do wykrywania artylerii.

W 1937 r., gdy przeprowadzano testy tego systemu, przelatujące stado ptaków zakłóciło sygnał. Zdając sobie sprawę, że może to być potencjalna metoda wykrywania samolotów, minister wojny nakazał kontynuację eksperymentów. Weiler i Gratama przystąpili do opracowania systemu kierowania reflektorami i celowania dział przeciwlotniczych.

Eksperymentalne „elektryczne urządzenie podsłuchowe” działało w odległości 70 cm (430 MHz) i wykorzystywało transmisję impulsową przy RPF 10 kHz. Opracowano obwód blokujący nadawanie i odbiór, aby umożliwić wspólną antenę. Odebrany sygnał był wyświetlany na rurce CR z kołową podstawą czasu. Ten zestaw został zademonstrowany armii w kwietniu 1938 roku i wykrył samolot w odległości 18 km (11 mil). Zestaw został jednak odrzucony, ponieważ nie wytrzymał trudnych warunków bojowych armii.

Marynarka wojenna była bardziej otwarta. Zapewniono fundusze na ostateczny rozwój, a do zespołu dołączył Max Staal. Aby zachować tajemnicę, podzielili rozwój na części. Nadajnik został zbudowany w Delft Technical College , a odbiornik na Uniwersytecie w Lejdzie . Dziesięć zestawów zostało zmontowanych pod osobistym nadzorem JJA Schagena van Leeuwena, szefa firmy Hazemeijer Fabriek van Signaalapparaten.

Prototyp miał moc szczytową 1 kW i wykorzystywał długość impulsu od 2 do 3 μs przy PRF od 10 do 20 kHz. Odbiornik był typu superheterodynowego z lampami Acorn i stopniem IF 6 MHz. Antena składała się z 4 rzędów 16 dipoli półfalowych wspieranych przez ekran o wymiarach 3 na 3 metry. Operator użył napędu rowerowego do obracania anteny, a wysokość można było zmieniać za pomocą ręcznej korby.

Kilka zestawów zostało ukończonych, a jeden został oddany do użytku na Malieveld w Hadze tuż przed wkroczeniem Holandii do Niemiec w maju 1940 roku. Zestaw działał dobrze, wykrywając samoloty wroga w pierwszych dniach walk. Aby zapobiec zdobyciu, jednostki operacyjne i plany systemu zostały zniszczone. Von Weiler i Max Staal uciekli do Anglii na pokładzie jednego z ostatnich statków, które mogły odpłynąć, niosąc ze sobą dwa zdemontowane zestawy. Później Gratama i van Leeuwen również uciekli do Anglii.

Francja

W 1927 roku francuscy fizycy Camille Gutton i Emile Pierret eksperymentowali z magnetronami i innymi urządzeniami generującymi fale o długości do 16 cm. Syn Camille, Henri Gutton, pracował w Compagnie générale de la télégraphie sans fil (CSF), gdzie on i Robert Warneck ulepszali magnetrony swojego ojca.

W 1934 roku, po systematycznych badaniach nad magnetronem, oddział naukowy CSF, kierowany przez Maurice'a Ponte, złożył wniosek patentowy na urządzenie przeznaczone do wykrywania przeszkód za pomocą ciągłego promieniowania ultrakrótkich fal, wytwarzanego przez magnetron. Były to nadal systemy CW i polegały na wykrywaniu interferencji Dopplera . Jednak, jak większość nowoczesnych radarów, anteny były kolokowane. Urządzenie mierzyło odległość i azymut, ale nie bezpośrednio, jak w późniejszym „radarze” na ekranie (1939). Mimo to był to pierwszy patent działającego urządzenia do detekcji radiowej wykorzystującego centymetrowe długości fal.

System został przetestowany pod koniec 1934 roku na pokładzie statku towarowego Oregon z dwoma nadajnikami pracującymi na długościach fal 80 cm i 16 cm. Linie brzegowe i łodzie zostały wykryte z odległości 10–12 mil morskich. już w połowie 1935 roku wyposażyła liniowiec SS Normandie do użytku operacyjnego.

Pod koniec 1937 roku Maurice Elie z SFR opracował sposób modulowania impulsów lamp nadajnika. Doprowadziło to do powstania nowego 16-centymetrowego systemu o mocy szczytowej bliskiej 500 W i szerokości impulsu 6 μs. Francuskie i amerykańskie patenty zostały złożone w grudniu 1939 roku. System miał zostać przetestowany w morzu na pokładzie Normandie , ale został odwołany z powodu wybuchu wojny.

W tym samym czasie Pierre David z Laboratoire National de Radioélectricité (National Laboratory of Radioelectricity, LNR) eksperymentował z odbitymi sygnałami radiowymi o długości fali około metra. Począwszy od 1931 roku zauważył, że samoloty powodują zakłócenia sygnałów. LNR zainicjował następnie badania nad techniką wykrywania zwaną barrage électromagnétique (kurtyna elektromagnetyczna). Chociaż mogło to wskazywać ogólną lokalizację penetracji, precyzyjne określenie kierunku i prędkości nie było możliwe.

W 1936 roku Défense Aérienne du Territoire (Obrona Terytorium Powietrznego) przeprowadziła testy elektromagnetycznej kurtyny Davida. W testach system wykrył większość wlatujących samolotów, ale zbyt wiele zostało pominiętych. W miarę zbliżania się wojny potrzeba wykrywania samolotów była krytyczna. David zdał sobie sprawę z zalet systemu pulsacyjnego iw październiku 1938 roku zaprojektował system z modulacją impulsową 50 MHz o szczytowej mocy impulsu 12 kW. Zostało to zbudowane przez firmę SADIR.

Francja wypowiedziała wojnę Niemcom 1 września 1939 roku i istniała wielka potrzeba stworzenia systemu wczesnego ostrzegania. System SADIR został przeniesiony w okolice Tulonu i wykrył i zmierzył zasięg atakujących samolotów aż do 55 km (34 mil). System pulsacyjny SFR został ustawiony w pobliżu Paryża, gdzie wykrywał samoloty z odległości do 130 km (81 mil). Jednak postęp Niemiec był przytłaczający i konieczne było podjęcie środków nadzwyczajnych; było już za późno, aby Francja samodzielnie opracowała radary i zdecydowano, że jej przełomy zostaną udostępnione jej sojusznikom.

W połowie 1940 roku Maurice Ponte z laboratoriów CSF w Paryżu przedstawił magnetron wnękowy zaprojektowany przez Henri Guttona z SFR (patrz wyżej) laboratoriom GEC na Wembley , Brytania. Ten magnetron został zaprojektowany do pracy impulsowej przy długości fali 16 cm. W przeciwieństwie do innych konstrukcji magnetronów z tamtych czasów, takich jak magnetron Bootsa i Randalla (patrz brytyjski wkład powyżej), w tej lampie zastosowano katodę pokrytą tlenkiem o szczytowej mocy wyjściowej 1 kW, co dowodzi, że katody tlenkowe były rozwiązaniem do wytwarzania wysokiej impulsy mocy o krótkich długościach fal, problem, który przez lata wymykał się brytyjskim i amerykańskim badaczom. Znaczenie tego wydarzenia podkreślił Eric Megaw w przeglądzie wczesnych osiągnięć radarowych z 1946 r .: „To był punkt wyjścia do zastosowania katody tlenkowej w praktycznie wszystkich naszych kolejnych pulsacyjnych falach nadawczych i jako taki był znaczącym wkładem w brytyjski radar . Data była 8 maja 1940 r.”. Udoskonalona wersja tego magnetronu osiągnęła szczytową moc 10 kW w sierpniu 1940 roku. To właśnie ten model został z kolei przekazany Amerykanom w dowód dobrej wiary w negocjacjach prowadzonych przez Tizard w 1940 r. w celu uzyskania od USA środków niezbędnych do wykorzystania przez Wielką Brytanię pełnego potencjału militarnego jej prac badawczo-rozwojowych.

Włochy

Guglielmo Marconi zainicjował we Włoszech badania nad radiową technologią wykrywania. W 1933 roku, uczestnicząc ze swoją włoską firmą w eksperymentach z łączem komunikacyjnym 600 MHz w całym Rzymie, zauważył zakłócenia transmisji spowodowane przez poruszające się obiekty sąsiadujące z jego trasą. Doprowadziło to do opracowania w jego laboratorium w Cornegliano systemu detekcji CW Dopplera 330 MHz (0,91 m), który nazwał radioecometro . Rury Barkhausena-Kurza zastosowano zarówno w nadajniku, jak i odbiorniku.

W maju 1935 roku Marconi zademonstrował swój system faszystowskiemu dyktatorowi Benito Mussoliniemu i członkom wojskowego Sztabu Generalnego; jednak moc wyjściowa była niewystarczająca do zastosowań wojskowych. Podczas gdy demonstracja Marconiego wzbudziła duże zainteresowanie, niewiele więcej zrobiono z jego aparatem.

Mussolini polecił dalszy rozwój technologii wykrywania radiowego i został przydzielony do Regio Istituto Elettrotecnico e delle Comunicazioni (RIEC, Królewski Instytut Elektrotechniki i Komunikacji). RIEC powstała w 1916 roku na terenie kampusu Włoskiej Akademii Marynarki Wojennej w Livorno . Porucznik Ugo Tiberio , instruktor fizyki i radiotechniki w Akademii, został wyznaczony do kierowania projektem w niepełnym wymiarze godzin.

Tiberio przygotował raport na temat opracowania eksperymentalnego urządzenia, które nazwał telemetro radiofonico del rivelatore (RDT, Radio-Detector Telemetry). Raport, złożony w połowie 1936 roku, zawierał to, co później nazwano równaniem zasięgu radaru. Kiedy prace się rozpoczęły, Nello Carrara , cywilny instruktor fizyki, który prowadził badania w mikrofalach w RIEC, został dodany jako odpowiedzialny za rozwój nadajnika RDT.

Przed końcem 1936 roku Tiberio i Carrara zademonstrowali EC-1, pierwszy włoski system RDT. Miał FM działający na częstotliwości 200 MHz (1,5 m) z pojedynczą paraboliczną anteną cylindryczną. Wykrywał przez mieszanie transmitowanych i odbitych sygnałów z przesunięciem Dopplera, co skutkowało słyszalnym tonem.

EC-1 nie zapewniał pomiaru zasięgu; aby dodać tę zdolność, w 1937 r. rozpoczęto opracowywanie systemu pulsacyjnego. Kapitan Alfeo Brandimarte dołączył do grupy i zaprojektował przede wszystkim pierwszy system pulsacyjny, EC-2. Działało to z częstotliwością 175 MHz (1,7 m) i wykorzystywało pojedynczą antenę wykonaną z kilku równofazowych dipoli. Wykryty sygnał miał być wyświetlany na oscyloskopie. Było wiele problemów, a system nigdy nie osiągnął etapu testów.

Następnie prace skierowały się na opracowanie wyższych mocy i częstotliwości roboczych. Carrara we współpracy z firmą FIVRE opracował urządzenie podobne do magnetronu. Składał się on z pary triod podłączonych do wnęki rezonansowej i wytwarzał 10 kW przy 425 MHz (70 cm). Został użyty do zaprojektowania dwóch wersji EC-3, jednej na pokład statku, a drugiej do obrony wybrzeża.

Włochy, dołączając do Niemiec, przystąpiły do ​​II wojny światowej w czerwcu 1940 r. bez operacyjnego RDT. Płytka prototypowa EC-3 została zbudowana i przetestowana ze szczytu budynku Akademii, ale większość prac RDT została wstrzymana, ponieważ priorytetem było bezpośrednie wsparcie wojny.

Inni

Na początku 1939 r. rząd brytyjski zaprosił przedstawicieli najbardziej zaawansowanych technicznie krajów Wspólnoty Narodów do odwiedzenia Anglii w celu przeprowadzenia odpraw i demonstracji tajnej technologii RDF (radarowej). Na tej podstawie do września 1939 r. Rozpoczęto rozwój RDF w Australii, Kanadzie, Nowej Zelandii i Afryce Południowej. Ponadto technologia ta została niezależnie opracowana na Węgrzech na początku okresu wojny.

Australia: Laboratorium Radiofizyki w Australii zostało utworzone na Uniwersytecie w Sydney w ramach Rady ds. Badań Naukowych i Przemysłowych; Za rozwój RDF odpowiedzialny był John H. Piddington . Pierwszym projektem był system obrony brzegowej 200 MHz (1,5 m) dla armii australijskiej . Oznaczony ShD, został po raz pierwszy przetestowany we wrześniu 1941 roku i ostatecznie zainstalowany w 17 portach. Po japońskim ataku na Pearl Harbor Królewskie Australijskie Siły Powietrzne pilnie potrzebował systemu ostrzegania przed powietrzem, a zespół Piddingtona, używając ShD jako podstawy, złożył AW Mark I w ciągu pięciu dni. Był montowany w Darwin na Terytorium Północnym , kiedy 19 lutego 1942 r. Australia została zaatakowana przez Japończyków. Niedługo później przerobiono go na lekką, przenośną wersję LW-AW Mark II; było to używane przez siły australijskie, a także armię amerykańską podczas wczesnych lądowań na wyspach na południowym Pacyfiku.

Kanada: Wczesne prace nad RDF w Kanadzie miały miejsce w Sekcji Radia Kanadyjskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych . Wykorzystując komercyjne komponenty i zasadniczo bez dalszej pomocy ze strony Wielkiej Brytanii, John Tasker Henderson kierował zespołem opracowującym Night Watchman, system ostrzegania na powierzchni dla Royal Canadian Navy w celu ochrony wejścia do portu Halifax . Zestaw ten, pomyślnie przetestowany w lipcu 1940 r., Działał z częstotliwością 200 MHz (1,5 m), miał moc wyjściową 1 kW przy długości impulsu 0,5 μs i wykorzystywał stosunkowo małą, stałą antenę. Następnie pojawił się zestaw pokładowy oznaczony jako Surface Warning 1st Canadian (SW1C) z anteną obracaną ręcznie za pomocą kierownicy Chevroleta w kabinie operatora. SW1C został po raz pierwszy przetestowany na morzu w połowie maja 1941 r., Ale osiągi były tak słabe w porównaniu z radarem okrętowym Model 271 Royal Navy, że Royal Canadian Navy ostatecznie przyjęła brytyjski 271 zamiast SW1C.

Dla obrony wybrzeża przez armię kanadyjską opracowano zestaw 200 MHz z nadajnikiem podobnym do Night Watchmana. Oznaczony jako CD, wykorzystywał dużą, obrotową antenę na szczycie drewnianej wieży o długości 70 stóp (21 m). CD został oddany do użytku w styczniu 1942 roku.

Nowa Zelandia : Ernest Marsden reprezentował Nową Zelandię na odprawach w Anglii, a następnie założył dwa ośrodki rozwoju RDF – jeden w Wellington w Sekcji Radiowej Poczty Centralnej Nowej Zelandii, a drugi w Canterbury University College w Christchurch . Charles N. Watson-Munro kierował rozwojem zestawów lądowych i powietrznych w Wellington, podczas gdy Frederick WG White kierował rozwojem zestawów pokładowych w Christchurch.

Przed końcem 1939 roku grupa Wellington przekształciła istniejący nadajnik 180 MHz (1,6 m), 1 kW, aby wytwarzał impulsy 2 μs i przetestowała go pod kątem wykrywania dużych statków z odległości do 30 km; oznaczono to jako CW (obserwacja wybrzeża). Podobny zestaw, oznaczony jako CD (Coast Defense), wykorzystywał kineskop do wyświetlania i miał przełączanie listków na antenie odbiorczej; został on rozmieszczony w Wellington pod koniec 1940 roku. Częściowo ukończony zestaw ASV 200 MHz został przywieziony z Wielkiej Brytanii przez Marsdena, a inna grupa w Wellington zbudowała go w samolocie ustawionym dla Królewskich Sił Powietrznych Nowej Zelandii ; po raz pierwszy oblatano to na początku 1940 r. W Christchurch był mniejszy personel i praca szła wolniej, ale do lipca 1940 r. przetestowano zestaw 430 MHz (70 cm), 5 kW. Dwa typy, oznaczone SW (Ship Warning) i SWG (Ship Warning, Gunnery), zostały oddane do użytku przez Królewską Marynarkę Wojenną Nowej Zelandii począwszy od sierpnia 1941 r. W sumie około 44 typów opracowano w Nowej Zelandii podczas II wojny światowej.

Systemy radarowe rozwijano od 1939 roku; początkowo wyprodukowano w Nowej Zelandii, ale potem (z powodu trudności w zaopatrzeniu w komponenty) wyprodukowano w Wielkiej Brytanii. Przenośne zestawy radarowe GCI zostały rozmieszczone na Pacyfiku, w tym jeden z personelem RNZAF na amerykańskim lotnisku w Henderson Field na Guadalcanal we wrześniu 1942 r., Gdzie amerykańskie zestawy SCR 270-B nie mogły wyznaczać wysokości, więc były niewystarczające przeciwko częstym japońskim nocnym nalotom. W pierwszej połowie 1943 roku dodatkowe nowozelandzkie jednostki radarowe i personel zostały wysłane na Pacyfik na prośbę COMOSPAC, admirała Halseya.

Republika Południowej Afryki nie miała przedstawiciela na spotkaniach w Anglii w 1939 r., Ale w połowie września, kiedy Ernest Marsden wracał statkiem do Nowej Zelandii, Basil FJ Schonland wszedł na pokład i otrzymał trzydniowe odprawy. Schonland, światowy autorytet w dziedzinie piorunów i dyrektor Instytutu Geofizyki im. Bernarda Price'a na Uniwersytecie Witwatersrand , natychmiast rozpoczął prace nad RDF przy użyciu amatorskich komponentów radiowych i sprzętu monitorującego wyładowania atmosferyczne Instytutu. Wyznaczony JB (dla Johannesburga ), system mobilny 90 MHz (3,3 m), 500 W został przetestowany w listopadzie 1939 r., zaledwie dwa miesiące po jego uruchomieniu. Prototyp działał w Durbanie do końca 1939 roku, wykrywając okręty i samoloty z odległości do 80 km, a już w marcu następnego roku system został wystawiony przez brygady przeciwlotnicze Południowoafrykańskich Sił Obronnych .

Węgry: Zoltán Lajos Bay na Węgrzech był profesorem fizyki na Uniwersytecie Technicznym w Budapeszcie, a także dyrektorem ds. badań w Egyesült Izzolampa (IZZO), firmie produkującej urządzenia radiowe i urządzenia elektryczne. Pod koniec 1942 roku IZZO otrzymało od ministra obrony polecenie opracowania systemu radiolokacji ( rádiólokáció , radar). Korzystając z artykułów z czasopism na temat pomiarów jonosferycznych w celu uzyskania informacji o transmisji impulsowej, Bay opracował system o nazwie Sas (Eagle) wokół istniejącego sprzętu komunikacyjnego.

Sas działał z częstotliwością 120 MHz (2,5 m) i znajdował się w kabinie z dołączonymi oddzielnymi nadawczymi i odbiorczymi układami dipolowymi ; cały zespół znajdował się na obrotowej platformie. Według opublikowanych danych system został przetestowany w 1944 roku na szczycie góry János i miał zasięg „lepszy niż 500 km”. Drugi Sas został zainstalowany w innym miejscu. Nic nie wskazuje na to, aby któraś z Sas była kiedykolwiek w regularnej eksploatacji. Po wojnie Bay użył zmodyfikowanego Sasa , aby skutecznie odbić sygnał od Księżyca.

Radar z czasów II wojny światowej

Główny artykuł: Radar podczas II wojny światowej

Na początku II wojny światowej we wrześniu 1939 r. zarówno Wielka Brytania, jak i Niemcy wiedziały o trwających wysiłkach drugiej strony w zakresie radionawigacji i jej środkach zaradczych – „ Bitwie promieni ”. Ponadto oba narody były ogólnie świadome i bardzo zainteresowane rozwojem drugiej strony w zakresie wykrywania i śledzenia radiowego oraz zaangażowały się w aktywną kampanię szpiegowską i fałszywe przecieki dotyczące ich sprzętu. Do czasu bitwy o Anglię , obie strony rozmieszczały jednostki zasięgu i namierzania kierunku (radary) oraz stacje kontrolne w ramach zintegrowanych zdolności obrony powietrznej. Jednak niemieckie Funkmessgerät (radiowe urządzenie pomiarowe) nie mogły pomóc w roli ofensywnej i dlatego nie były wspierane przez Adolfa Hitlera . Ponadto Luftwaffe nie doceniła w wystarczającym stopniu znaczenia brytyjskich stacji namierzania zasięgu i kierunku (RDF) jako części zdolności obrony powietrznej RAF, przyczyniając się do ich niepowodzenia .

Podczas gdy Wielka Brytania i Niemcy przewodziły przedwojennym postępom w wykorzystaniu radia do wykrywania i śledzenia samolotów, nastąpiły również zmiany w Stanach Zjednoczonych, Związku Radzieckim i Japonii. Systemy wojenne we wszystkich tych krajach zostaną podsumowane. Akronim RADAR (od RAdio Detection And Ranging) został wymyślony przez Marynarkę Wojenną Stanów Zjednoczonych w 1940 roku, a późniejsza nazwa „radar” była wkrótce szeroko stosowana. Radary poszukiwawcze XAF i CXAM zostały zaprojektowane przez Naval Research Laboratory i były pierwszymi działającymi radarami we flocie amerykańskiej, wyprodukowanymi przez RCA.

Kiedy Francja właśnie padła ofiarą nazistów , a Wielka Brytania nie miała pieniędzy na rozwój magnetronu wnękowego na masową skalę, Churchill zgodził się, aby Sir Henry Tizard zaoferował Amerykanom magnetron wnękowy w zamian za ich pomoc finansową i przemysłową (misja Tizard ). . Wczesna wersja 6 kW , zbudowana w Anglii przez General Electric Company Research Laboratories, Wembley w Londynie (nie mylić z amerykańską firmą General Electric o podobnej nazwie), została przekazana rządowi USA we wrześniu 1940 r. Brytyjski magnetron był tysiąc razy silniejszy niż najlepszy wówczas amerykański nadajnik i generował dokładne impulsy. W tamtym czasie najpotężniejszy równoważny producent mikrofal dostępny w USA (klistron) miał moc zaledwie dziesięciu watów. Magnetron wnękowy był szeroko stosowany podczas II wojny światowej w sprzęcie radarów mikrofalowych i często przypisuje się mu, że dał radarowi alianckiemu znaczną przewagę wydajności nad radarami niemieckimi i japońskimi, wpływając w ten sposób bezpośrednio na wynik wojny. Został on później opisany przez znanego historyka Jamesa Phinneya Baxtera III jako „najcenniejszy ładunek, jaki kiedykolwiek przywieziono do naszych brzegów”.

Bell Telephone Laboratories stworzyło możliwą do wyprodukowania wersję z magnetronu dostarczonego Ameryce przez misję Tizard , a przed końcem 1940 r. magnetostrykcja. Na początku 1941 roku przenośne centymetrowe radary pokładowe były testowane w samolotach amerykańskich i brytyjskich. Pod koniec 1941 roku Telekomunikacyjny Zakład Badawczy w Wielkiej Brytanii wykorzystał magnetron do opracowania rewolucyjnego powietrznego radaru mapującego ziemię o nazwie kodowej H2S ; i został częściowo opracowany przez Alana Blumleina i Bernarda Lovella . Radary magnetronowe używane przez Stany Zjednoczone (np. H2X ) i Wielką Brytanię mogły wykryć peryskop U-Boota .

Radar powojenny

II wojna światowa, która dała impuls do wielkiego rozwoju radarów, zakończyła się między aliantami a Niemcami w maju 1945 r., a Japonia w sierpniu. W ten sposób działalność radarów w Niemczech i Japonii ustała na kilka lat. W innych krajach, zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i ZSRR, politycznie niestabilne lata powojenne przyniosły ciągłe ulepszenia radarów do zastosowań wojskowych. W rzeczywistości wszystkie te trzy narody poczyniły znaczne wysiłki, aby sprowadzić naukowców i inżynierów z Niemiec do pracy nad ich programami zbrojeniowymi; w Stanach Zjednoczonych było to w ramach operacji Paperclip .

Jeszcze przed końcem wojny zainicjowano różne projekty skierowane na pozamilitarne zastosowania radarów i technologii ściśle z nimi związanych. Siły Powietrzne Armii Stanów Zjednoczonych i brytyjski RAF poczyniły w czasie wojny postępy w wykorzystaniu radaru do obsługi lądowania samolotów, co szybko rozszerzyło się na sektor cywilny. Dziedzina radioastronomii była jedną z powiązanych technologii; chociaż odkryto go przed wojną, natychmiast rozkwitł pod koniec lat czterdziestych XX wieku, a wielu naukowców na całym świecie rozpoczęło nowe kariery w oparciu o swoje doświadczenie z radarami.

Cztery techniki, bardzo ważne w powojennych radarach, dojrzały pod koniec lat czterdziestych i na początku pięćdziesiątych XX wieku: pulsacyjny Doppler, monopuls, układ fazowy i apertura syntetyczna; pierwsze trzy były znane, a nawet używane podczas wydarzeń wojennych, ale dojrzały później.

• Radar impulsowo-dopplerowski (często znany jako wskazanie ruchomego celu lub MTI) wykorzystuje przesunięte w trybie Dopplera sygnały z celów, aby lepiej wykrywać poruszające się cele w obecności bałaganu.
• Radar jednopulsowy (zwany także jednokierunkowym lobingiem) został wymyślony przez Roberta Page'a w NRL w 1943 r. Dzięki temu system uzyskuje informacje o kącie błędu z pojedynczego impulsu, znacznie poprawiając dokładność śledzenia.
• Radar z układem fazowym ma wiele segmentów dużej anteny sterowanych oddzielnie, co pozwala na szybkie skierowanie wiązki. To znacznie skraca czas potrzebny do zmiany kierunku wiązki z jednego punktu do drugiego, umożliwiając niemal równoczesne śledzenie wielu celów przy zachowaniu ogólnego nadzoru.
• Radar z syntetyczną aperturą (SAR) został wynaleziony na początku lat pięćdziesiątych XX wieku w firmie Goodyear Aircraft Corporation. Wykorzystując pojedynczą, stosunkowo małą antenę umieszczoną na samolocie, SAR łączy odbicia z każdego impulsu, aby uzyskać obraz terenu o wysokiej rozdzielczości, porównywalny z obrazem uzyskanym za pomocą znacznie większej anteny. SAR ma szerokie zastosowanie, szczególnie w mapowaniu i teledetekcji .

Jednym z wczesnych zastosowań komputerów cyfrowych było przełączanie fazy sygnału w elementach dużych anten z układem fazowym. Wraz z pojawieniem się mniejszych komputerów szybko zastosowano je do cyfrowego przetwarzania sygnałów przy użyciu algorytmów poprawiających wydajność radaru.

Inne postępy w systemach i zastosowaniach radarowych w dziesięcioleciach następujących po II wojnie światowej są zbyt liczne, aby je tu uwzględnić. Poniższe sekcje mają na celu dostarczenie reprezentatywnych próbek.

Radary wojskowe

W Stanach Zjednoczonych Rad Lab w MIT zostało oficjalnie zamknięte pod koniec 1945 r. Naval Research Laboratory (NRL) i Army's Evans Signal Laboratory kontynuowały nowe działania w zakresie rozwoju radarów centymetrowych. Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych (USAF) – oddzielone od armii w 1946 r. – skoncentrowały badania radarowe w Cambridge Research Center (CRC) w Hanscom Field w stanie Massachusetts. W 1951 roku MIT otworzył Laboratorium Lincolna za wspólne prace rozwojowe z CRC. Podczas gdy laboratoria Bell Telephone Laboratories przystąpiły do ​​​​poważnych ulepszeń łączności, kontynuowały współpracę z armią w radarach w ramach trwającego programu obrony powietrznej Nike

Telekomunikacyjny Zakład Badawczy RAF (TRE) i Wojskowy Ośrodek Badań i Rozwoju Radarów (RRDE) działały na ograniczonym poziomie w Malvern w hrabstwie Worcestershire , a następnie w 1953 r. połączono je, tworząc Radar Research Establishment. W 1948 roku wszystkie działania badawczo-rozwojowe w zakresie radia i radaru Królewskiej Marynarki Wojennej zostały połączone w celu utworzenia Admiralty Signal and Radar Establishment , zlokalizowanego w pobliżu Portsmouth w Hampshire . . ZSRR, choć wyniszczony wojną, od razu przystąpił do prac nad nową bronią, w tym radarami.

W okresie zimnej wojny po drugiej wojnie światowej główna „oś” walk przesunęła się między Stany Zjednoczone a Związek Radziecki . Do 1949 roku obie strony miały broń nuklearną przenoszoną przez bombowce. Aby zapewnić wczesne ostrzeżenie o ataku, obaj rozmieścili ogromne sieci radarowe o coraz większym wyrafinowaniu w coraz bardziej odległych lokalizacjach. Na Zachodzie pierwszym takim systemem była linia Pinetree , rozmieszczona w całej Kanadzie na początku lat pięćdziesiątych, wspierana przez pikiety radarowe na statkach i platformach wiertniczych u wschodnich i zachodnich wybrzeży.

Linia Pinetree początkowo wykorzystywała zabytkowe radary pulsacyjne i wkrótce została uzupełniona o linię Mid-Canada Line (MCL). Udoskonalenia radzieckiej technologii sprawiły, że linie te były niewystarczające, aw projekcie budowlanym obejmującym 25 000 osób odległa linia wczesnego ostrzegania (linia DEW) została ukończona w 1957 r. Rozciągająca się od Alaski do wyspy Baffina i obejmująca ponad 6000 mil (9700 km), linia DEW składał się z 63 stacji wyposażonych w impulsowe radary pasma L AN / FPS-19 dużej mocy, w większości wzmocnione systemami impulsowo-dopplerowskimi AN / FPS-23. Jednostka radziecka przetestowała swój pierwszy międzykontynentalny pocisk balistyczny (ICBM) w sierpniu 1957 roku, a po kilku latach rola wczesnego ostrzegania została prawie całkowicie przekazana bardziej wydajnej linii DEW.

Zarówno Stany Zjednoczone, jak i Związek Radziecki posiadały wówczas międzykontynentalne międzykontynentalne rakiety balistyczne z głowicami nuklearnymi i każde z nich rozpoczęło prace nad głównym systemem pocisków przeciwbalistycznych (ABM). W ZSRR był to Fakel V-1000 i do tego opracowano potężne systemy radarowe. Ostatecznie został on rozmieszczony wokół Moskwy jako system przeciwrakietowy A-35 , wspierany przez radary wyznaczone przez NATO jako Dom dla Kotów , Dom dla Psów i Kurnik.

W 1957 roku armia amerykańska zainicjowała system ABM, nazwany najpierw Nike-X; przeszło to przez kilka nazw, ostatecznie stając się Programem Ochronnym . W tym celu istniał radar obwodowy dalekiego zasięgu (PAR) oraz radar lokalizacyjny krótszego zasięgu, bardziej precyzyjny (MSR).

PAR mieścił się w budynku o wysokości 128 stóp (39 m) utwardzonym jądrowo, z jedną ścianą nachyloną pod kątem 25 stopni skierowaną na północ. Zawierało to 6888 elementów antenowych rozdzielonych w nadawcze i odbiorcze układy fazowe. lamp z falą biegnącą o długiej żywotności (TWT), o łącznej mocy w zakresie megawatów. PAR mógł wykrywać nadlatujące pociski poza atmosferą z odległości do 1800 mil (2900 km).

MSR miał strukturę ściętej piramidy o długości 80 stóp (24 m), z każdą ścianą zawierającą antenę z układem fazowanym o średnicy 13 stóp (4,0 m) i zawierającą 5001 elementów układu używanych zarówno do nadawania, jak i odbioru. Działając w paśmie S, nadajnik wykorzystywał dwa klistrony działające równolegle, każdy o mocy na poziomie megawatów. MSR mógł wyszukiwać cele ze wszystkich kierunków, namierzając je z odległości do 300 mil (480 km).

Jedno stanowisko Safeguard, przeznaczone do obrony silosów rakietowych Minuteman międzykontynentalnych rakiet międzykontynentalnych międzykontynentalnych rakiet balistycznych w pobliżu bazy AFB Grand Forks w Północnej Dakocie , zostało ostatecznie ukończone w październiku 1975 r., Ale Kongres Stanów Zjednoczonych wycofał wszystkie fundusze po tym, jak zaczął działać, ale zaledwie jeden dzień. W następnych dziesięcioleciach armia amerykańska i siły powietrzne USA opracowały różnorodne duże systemy radarowe, ale długoletni BTL zrezygnował z prac rozwojowych nad wojskiem w latach 70.

Nowoczesny radar opracowany przez amerykańską marynarkę wojenną to AN/SPY-1 . Ten system S-Band o mocy 6 MW, wprowadzony po raz pierwszy w 1973 r., przeszedł wiele wariantów i jest głównym składnikiem systemu bojowego Aegis . Jest to automatyczny system wykrywania i śledzenia, sterowany komputerowo za pomocą czterech uzupełniających się, trójwymiarowych, pasywnych, skanowanych elektronicznie anten w celu zapewnienia pokrycia półkulistego.

Sygnały radarowe, przemieszczające się z propagacją w linii wzroku , zwykle mają zasięg do celów naziemnych ograniczony widocznym horyzontem lub mniejszy niż około 10 mil (16 km). Cele w powietrzu mogą być wykrywane przez radary naziemne z większych odległości, ale w najlepszym razie z odległości kilkuset mil. Od początku istnienia radia wiadomo było, że sygnały o odpowiednich częstotliwościach (od 3 do 30 MHz) mogą być „odbijane” od jonosfery i odbierane na znaczne odległości. Wraz z pojawieniem się bombowców i pocisków dalekiego zasięgu pojawiła się potrzeba posiadania radarów dających wczesne ostrzeżenia z dużych odległości. We wczesnych latach pięćdziesiątych zespół z Naval Research Laboratory opracował w tym celu radar Over-the-Horizon (OTH) .

Aby odróżnić cele od innych odbić, konieczne było zastosowanie systemu fazowo-dopplerowskiego. Należało opracować bardzo czułe odbiorniki ze wzmacniaczami o niskim poziomie szumów . Ponieważ sygnał idący do celu i powracający miał stratę propagacyjną proporcjonalną do zasięgu podniesionego do czwartej potęgi, potrzebny był potężny nadajnik i duże anteny. Do analizy danych niezbędny był komputer cyfrowy o znacznych możliwościach (nowy wówczas). W 1950 roku ich pierwszy system eksperymentalny był w stanie wykryć wystrzelenie rakiety oddalonej o 600 mil (970 km) na Przylądku Canaveral oraz chmurę z eksplozji nuklearnej w Nevadzie oddalonej o 1700 mil (2700 km).

We wczesnych latach siedemdziesiątych wspólny amerykańsko-brytyjski projekt o kryptonimie Cobra Mist wykorzystywał radar OTH o mocy 10 MW w Orfordness (miejsce narodzin brytyjskiego radaru) w Anglii, próbując wykryć wystrzeliwanie samolotów i rakiet nad zachodnią część ZSRR. Z powodu umów ABM między USA a ZSRR zrezygnowano z tego w ciągu dwóch lat. W tym samym okresie Sowieci rozwijali podobny system; to z powodzeniem wykryło wystrzelenie pocisku z odległości 2500 km (1600 mil). W 1976 roku system ten dojrzał do postaci systemu operacyjnego o nazwie Duga (po angielsku „Arc”), ale znany zachodnim wywiadom jako Steel Yard i nazywany Dzięcioła przez radioamatorów i inne osoby, które ucierpiały w wyniku jego zakłóceń – moc nadajnika oszacowano na 10 MW. Australia, Kanada i Francja również opracowały systemy radarowe OTH.

Wraz z pojawieniem się satelitów z funkcją wczesnego ostrzegania wojsko straciło większość zainteresowania radarami OTH. Jednak w ostatnich latach technologia ta została reaktywowana do wykrywania i śledzenia transportu oceanicznego w zastosowaniach takich jak rozpoznanie morskie i egzekwowanie przepisów antynarkotykowych.

Opracowano również systemy wykorzystujące alternatywną technologię do wykrywania poza horyzontem. Ze względu na dyfrakcję elektromagnetyczne fale powierzchniowe są rozpraszane z tyłu obiektów, a sygnały te mogą być wykrywane w kierunku przeciwnym do transmisji o dużej mocy. Nazywany OTH-SW (SW od Surface Wave), Rosja używa takiego systemu do monitorowania Morza Japońskiego , a Kanada ma system nadzoru wybrzeża.

Radary lotnictwa cywilnego

Lata powojenne to początek rewolucyjnego rozwoju w kontroli ruchu lotniczego (ATC) – wprowadzenie radaru. W 1946 roku Administracja Lotnictwa Cywilnego (CAA) zaprezentowała eksperymentalną wieżę wyposażoną w radar do kontroli lotów cywilnych. W 1952 roku CAA rozpoczęło pierwsze rutynowe użycie radaru do kontroli podejścia i odlotu. Cztery lata później złożył duże zamówienie na radary dalekiego zasięgu do użytku na trasie kontroler ruchu; te miały możliwość, na większych wysokościach, widzieć samoloty w promieniu 200 mil morskich (370 km). W 1960 roku stało się wymagane, aby samoloty latające w niektórych obszarach posiadały transponder radarowy , który identyfikował samolot i pomagał poprawić działanie radaru. Od 1966 roku odpowiedzialna agencja nosi nazwę Federalnej Administracji Lotnictwa (FAA).

Terminal Radar Approach Control (TRACON) to obiekt ATC zwykle zlokalizowany w pobliżu dużego lotniska. W Siłach Powietrznych USA jest znany jako RAPCON (Radar Approach Control), aw US Navy jako RATCF (Radar Air Traffic Control Facility). Zazwyczaj TRACON kontroluje samoloty w promieniu od 30 do 50 mil morskich (56 do 93 km) od lotniska na wysokości od 10 000 do 15 000 stóp (3000 do 4600 m). Wykorzystuje to jeden lub więcej radarów dozorowania lotniska (ASR-8, 9 i 11, ASR-7 jest przestarzały), przeczesując niebo raz na kilka sekund. Te podstawowe radary ASR są zwykle połączone z radarami wtórnymi (Air Traffic Radar Beacon Interrogators, lub ATCBI) typu ATCBI-5, Mode S lub MSSR. W przeciwieństwie do radaru głównego, radar wtórny opiera się na transponderze umieszczonym w samolocie, który odbiera zapytanie z ziemi i odpowiada odpowiednim kodem cyfrowym, który zawiera identyfikator samolotu i podaje wysokość samolotu. Zasada jest podobna do wojskowej IFF Identyfikacja przyjaciela lub wroga . Układ anten radaru wtórnego znajduje się na szczycie anteny radaru głównego w miejscu radaru, przy czym obie obracają się z prędkością około 12 obrotów na minutę.

Cyfrowy radar dozorowania lotnisk (DASR) to nowszy system radarowy TRACON, który zastępuje stare systemy analogowe technologią cyfrową. Cywilne nazewnictwo tych radarów to ASR-9 i ASR-11, a AN/GPN-30 jest używany przez wojsko.

W ASR-11 znajdują się dwa systemy radarowe. Podstawowym jest system pasma S (~2,8 GHz) z mocą impulsu 25 kW. Zapewnia trójwymiarowe śledzenie docelowych samolotów, a także mierzy intensywność opadów. Drugorzędny to system pasma P (~ 1,05 GHz) o mocy szczytowej około 25 kW. Wykorzystuje zestaw transponderów do przesłuchiwania samolotów i odbierania danych operacyjnych. Anteny obu systemów obracają się na szczycie wysokiej wieży.

Radar pogodowy

Główny artykuł: Radar pogodowy

Dawid Atlas

Podczas II wojny światowej operatorzy radarów wojskowych zauważyli szum w powracających echach spowodowany czynnikami pogodowymi, takimi jak deszcz, śnieg i deszcz ze śniegiem . Tuż po wojnie naukowcy wojskowi powrócili do życia cywilnego lub kontynuowali służbę w Siłach Zbrojnych i kontynuowali prace nad opracowaniem zastosowania tych ech. W Stanach Zjednoczonych David Atlas , najpierw dla grupy Air Force , a później dla MIT , opracował pierwsze działające radary pogodowe. W Kanadzie JS Marshall i RH Douglas utworzyli „Stormy Weather Group” w Montrealu. Marshall i jego doktorant Walter Palmer są dobrze znani ze swojej pracy nad rozkładem wielkości kropel w deszczu na średnich szerokościach geograficznych, która doprowadziła do zrozumienia zależności ZR, która koreluje dany współczynnik odbicia radaru z szybkością opadania wody na ziemię . W Zjednoczonym Królestwie kontynuowano badania wzorców echa radarowego i elementów pogodowych, takich jak warstwowy i chmury konwekcyjne i przeprowadzono eksperymenty w celu oceny potencjału różnych długości fal od 1 do 10 centymetrów.

W latach 1950-1980 radary refleksyjne, które mierzą położenie i intensywność opadów, zostały zbudowane przez służby pogodowe na całym świecie. W Stanach Zjednoczonych Amerykańskie Biuro Pogodowe , utworzone w 1870 r. w celu prowadzenia obserwacji meteorologicznych i powiadamiania o zbliżających się burzach, opracowało WSR -1 (Weather Surveillance Radar-1), jeden z pierwszych radarów pogodowych. Była to zmodyfikowana wersja radaru AN/APS-2F , którą Biuro Pogody nabyło od Marynarki Wojennej. WSR-1A, WSR-3 i WSR-4 były również wariantami tego radaru. To było po WSR-57 (Weather Surveillance Radar - 1957) był pierwszym radarem pogodowym zaprojektowanym specjalnie dla krajowej sieci ostrzegawczej. Wykorzystując technologię z czasów II wojny światowej opartą na lampach próżniowych, dawał jedynie zgrubne dane dotyczące współczynnika odbicia i nie zawierał informacji o prędkości. Działając na częstotliwości 2,89 GHz (pasmo S), miał moc szczytową 410 kW i maksymalny zasięg około 580 mil (930 km). AN/FPS-41 to wojskowe oznaczenie WSR-57.

Pierwsi meteorolodzy musieli obserwować kineskop . W latach siedemdziesiątych radary zaczęto standaryzować i organizować w większe sieci. Kolejną znaczącą zmianą w Stanach Zjednoczonych była WSR-74 , która rozpoczęła działalność w 1974 roku. Istniały dwa typy: WSR-74S, do wymiany i uzupełniania luk w krajowej sieci WSR-57, oraz WSR-74C, głównie do użytku lokalnego. Oba były oparte na tranzystorach, a ich główna różnica techniczna została wskazana przez literę, pasmo S (lepiej przystosowane do dalekiego zasięgu) i pasmo C odpowiednio. Do lat 90. w całym kraju rozsianych było 128 radarów modelowych WSR-57 i WSR-74.

W tym samym okresie powstały pierwsze urządzenia do przechwytywania obrazów radarowych. Zwiększono liczbę skanowanych kątów, aby uzyskać trójwymiarowy widok opadów, dzięki czemu można było wykonać przekroje poziome ( CAPPI ) i pionowe. Badania nad organizacją burz były wówczas możliwe w szczególności dla Alberta Hail Project w Kanadzie i National Severe Storms Laboratory (NSSL) w USA. NSSL, utworzona w 1964 roku, rozpoczęła eksperymenty z sygnałami o podwójnej polaryzacji i efektem Dopplera używa. W maju 1973 r. tornado spustoszyło Union City w stanie Oklahoma , na zachód od Oklahoma City . Po raz pierwszy doppleryzowany radar o długości fali 10 cm z NSSL udokumentował cały cykl życia tornada. Naukowcy odkryli mezoskalową rotację w obłoku, zanim tornado dotknęło ziemi: sygnatura wiru tornadowego . Badania NSSL pomogły przekonać National Weather Service , że radar dopplerowski jest kluczowym narzędziem prognostycznym.

W latach 1980-2000 sieci radarów pogodowych stały się normą w Ameryce Północnej, Europie, Japonii i innych krajach rozwiniętych. Tradycyjne radary zostały zastąpione przez radary dopplerowskie, które oprócz położenia i intensywności mogły śledzić względną prędkość cząstek w powietrzu. W Stanach Zjednoczonych budowę sieci składającej się z radarów o długości fali 10 cm (4 cale), zwanych NEXRAD lub WSR-88D (Weather Service Radar 1988 Doppler), rozpoczęto w 1988 r. Po badaniach NSSL. W Kanadzie firma Environment Canada zbudowała King City stacja z pięciocentymetrowym radarem dopplerowskim do 1985 r.; Uniwersytet McGill dokonał doppleryzacji swojego radaru ( JS Marshall Radar Observatory ) w 1993 r. Doprowadziło to do powstania kompletnej kanadyjskiej sieci Dopplera w latach 1998–2004. Francja i inne kraje europejskie przeszły na sieć Dopplera pod koniec lat 90. do początku XXI wieku. W międzyczasie szybki postęp w technologii komputerowej doprowadził do powstania algorytmów wykrywających oznaki złej pogody i mnóstwa „produktów” dla mediów i badaczy.

Po 2000 r. badania nad technologią podwójnej polaryzacji weszły do ​​użytku operacyjnego, zwiększając ilość dostępnych informacji na temat rodzaju opadów (np. deszcz vs. śnieg). „Podwójna polaryzacja” oznacza, że ​​emitowane jest promieniowanie mikrofalowe, które jest spolaryzowane zarówno poziomo, jak i pionowo (względem ziemi). Wdrożenie na szeroką skalę jest spodziewane do końca dekady w niektórych krajach, takich jak Stany Zjednoczone, Francja i Kanada.

Od 2003 roku amerykańska Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna eksperymentuje z radarem z układem fazowym jako zamiennikiem konwencjonalnej anteny parabolicznej, aby zapewnić większą rozdzielczość czasową w sondowaniu atmosferycznym . Byłoby to bardzo ważne w przypadku silnych burz, ponieważ ich ewolucję można lepiej ocenić dzięki bardziej aktualnym danym.

Również w 2003 roku Narodowa Fundacja Nauki utworzyła Centrum Badań Inżynieryjnych ds. Współpracy Adaptacyjnej Wyczuwania Atmosfery , „CASA”, multidyscyplinarną, wielouczelnianą współpracę inżynierów, informatyków, meteorologów i socjologów w celu prowadzenia badań podstawowych, opracowywania technologii wspomagających i wdrażać prototypowe systemy inżynieryjne zaprojektowane w celu rozszerzenia istniejących systemów radarowych poprzez pobieranie próbek z ogólnie niedostatecznie próbkowanej dolnej troposfery za pomocą niedrogich, szybkich radarów skanujących, z podwójną polaryzacją, skanowanych mechanicznie i z układem fazowym.

Radar mapowania

Wskaźnik pozycji planu , pochodzący z wczesnych dni radaru i nadal najpopularniejszy rodzaj wyświetlania, zapewnia mapę celów otaczających lokalizację radaru. Jeśli antena radaru na samolocie jest skierowana w dół, generowana jest mapa terenu, a im większa antena, tym większa rozdzielczość obrazu. Po powstaniu radaru centymetrowego radary skierowane w dół – H2S (pasmo L) i H2X (pasmo C) – zapewniały mapy czasu rzeczywistego używane przez Stany Zjednoczone i Wielką Brytanię podczas nocnych nalotów bombowych nad Europą i przez gęste chmury.

Radar z syntetyczną aperturą

Główny artykuł: Historia radaru z syntetyczną aperturą

W 1951 roku Carl Wiley kierował zespołem w Goodyear Aircraft Corporation (później Goodyear Aerospace ) w celu opracowania techniki znacznie rozszerzającej i poprawiającej rozdzielczość obrazów generowanych przez radar. Nazywany radarem z syntetyczną aperturą (SAR), zwykła antena przymocowana z boku samolotu jest używana do bardzo złożonego przetwarzania sygnału w celu uzyskania obrazu, który w przeciwnym razie wymagałby znacznie większej anteny skanującej; stąd nazwa syntetyczna apertura. Gdy każdy emitowany impuls jest emitowany przez boczne pasmo na teren. Powrót jest rozłożony w czasie ze względu na odbicia od obiektów w różnych odległościach. Ruch pojazdu po torze lotu daje poziome przyrosty. Amplituda i faza powrotów są łączone przez procesor sygnału przy użyciu transformacji Fouriera podczas tworzenia obrazu. Ogólna technika jest bardzo zbliżona do optycznej holografia .

Na przestrzeni lat powstało wiele odmian SAR, które dały różnorodne zastosowania. W początkowych systemach przetwarzanie sygnału było zbyt skomplikowane, aby można było je obsługiwać na pokładzie; sygnały zostały zarejestrowane i przetworzone później. Następnie wypróbowano procesory wykorzystujące techniki optyczne do generowania obrazów w czasie rzeczywistym, ale postęp w szybkiej elektronice umożliwia obecnie procesy na pokładzie dla większości zastosowań. Wczesne systemy dawały rozdzielczość w dziesiątkach metrów, ale nowsze systemy powietrzne zapewniają rozdzielczość do około 10 cm. Obecne ultraszerokopasmowe mają rozdzielczość rzędu kilku milimetrów.

Inne radary i aplikacje

Istnieje wiele innych powojennych systemów radarowych i zastosowań. Tylko kilka z nich zostanie odnotowanych.

Pistolet radarowy

Najbardziej rozpowszechnionym obecnie urządzeniem radarowym jest bez wątpienia radar działkowy . Jest to mały, zwykle ręczny radar dopplerowski , który jest używany do wykrywania prędkości obiektów, zwłaszcza ciężarówek i samochodów w regulacji ruchu, a także skośnych piłek baseballowych, biegaczy lub innych poruszających się obiektów w sporcie. To urządzenie może być również używane do pomiaru prędkości powierzchniowej wody i materiałów wytwarzanych w sposób ciągły. Działko radarowe nie zwraca informacji o położeniu obiektu; wykorzystuje efekt Dopplera do pomiaru prędkości celu. Po raz pierwszy opracowane w 1954 roku, większość dział radarowych działa z bardzo małą mocą w pasmach X lub Ku. Niektórzy używają podczerwonego lub światła laserowego ; są one zwykle nazywane LIDAR . Powiązana technologia pomiaru prędkości w przepływających cieczach lub gazach nazywana jest laserową prędkościomierzem Dopplera ; technologia ta pochodzi z połowy lat 60.

Radar impulsowy

Ponieważ radary impulsowe były początkowo opracowywane, zbadano wykorzystanie bardzo wąskich impulsów. Długość impulsu decyduje o dokładności pomiaru odległości przez radar – im krótszy impuls, tym większa precyzja. Ponadto dla danej częstotliwości powtarzania impulsów (PRF) krótszy impuls skutkuje wyższą mocą szczytową. Analiza harmoniczna pokazuje, że im węższy impuls, tym szersze pasmo częstotliwości zawierające energię, co prowadzi do tego, że takie systemy są również nazywane radarami szerokopasmowymi. Na początku elektronika do generowania i odbierania tych impulsów nie była dostępna; w związku z tym początkowo nie zastosowano tego w zasadzie.

W latach siedemdziesiątych XX wieku postęp w elektronice doprowadził do ponownego zainteresowania tym, co często nazywano radarem krótkoimpulsowym. Wraz z dalszym postępem praktyczne stało się generowanie impulsów o szerokości tego samego rzędu co okres nośnej RF (T = 1/f). Jest to obecnie ogólnie nazywane radarem impulsowym.

Pierwszym znaczącym zastosowaniem tej technologii był radar penetrujący ziemię (GPR). Georadar opracowany w latach 70. XX wieku jest obecnie używany do analizy fundamentów konstrukcyjnych, mapowania archeologicznego, poszukiwania skarbów, identyfikacji niewybuchów i innych płytkich badań. Jest to możliwe, ponieważ radar impulsowy może zwięźle zlokalizować granice między mediami ogólnymi (glebą) a pożądanym celem. Wyniki nie są jednak unikalne i w dużym stopniu zależą od umiejętności operatora i późniejszej interpretacji danych.

W suchej lub w inny sposób sprzyjającej glebie i skale często możliwa jest penetracja do 300 stóp (91 m). W przypadku pomiarów odległości na tak krótkich odległościach transmitowany impuls trwa zwykle tylko jeden cykl częstotliwości radiowej; Przy nośnej 100 MHz i PRF 10 kHz (typowe parametry) czas trwania impulsu wynosi tylko 10 ns (nanosekunda). co prowadzi do określenia „impuls”. Na rynku dostępnych jest wiele systemów georadarowych w wersjach plecakowych i wózkowych z mocą impulsu do kilowata.

Wraz z ciągłym rozwojem elektroniki możliwe stały się systemy z czasem trwania impulsu mierzonym w pikosekundach . Zastosowania są tak różnorodne, jak czujniki bezpieczeństwa i ruchu, wykrywacze klocków budowlanych, urządzenia ostrzegające przed kolizją i monitory dynamiki serca. Niektóre z tych urządzeń są wielkości pudełka zapałek i obejmują źródło zasilania o długiej żywotności.

Astronomia radarowa

Wraz z rozwojem radaru astronomowie rozważali jego zastosowanie w obserwacjach Księżyca i innych pobliskich obiektów pozaziemskich. W 1944 roku Zoltán Lajos Bay miał to za główny cel, opracowując radar na Węgrzech. Jego teleskop radarowy został zabrany przez zwycięską armię radziecką i musiał zostać odbudowany, co opóźniło eksperyment. W ramach Projektu Diana, prowadzonego przez Army's Evans Signal Laboratory w New Jersey, zmodyfikowany radar SCR-271 (wersja SCR -270 o stałej pozycji ) pracujący na częstotliwości 110 MHz z mocą szczytową 3 kW, był używany do odbierania echa z Księżyca 10 stycznia 1946 r. Zoltán Bay osiągnął to następnego 6 lutego.

Kronika filmowa z 1946 roku

Radioastronomia również miała swój początek po II wojnie światowej, a wielu naukowców zajmujących się rozwojem radarów weszło wówczas w tę dziedzinę. W następnych latach zbudowano szereg obserwatoriów radiowych; jednak ze względu na dodatkowe koszty i złożoność nadajników i związanego z nimi sprzętu odbiorczego bardzo niewiele było poświęconych astronomii radarowej. W rzeczywistości zasadniczo wszystkie główne działania z zakresu astronomii radarowej były prowadzone jako uzupełnienie obserwatoriów radioastronomicznych.

Radioteleskop w Obserwatorium Arecibo , otwarty w 1963 roku, był największym na świecie. Należący do US National Science Foundation i obsługiwany przez wykonawcę, był używany głównie do radioastronomii, ale dostępny był sprzęt do astronomii radarowej. Obejmowało to nadajniki pracujące z częstotliwością 47 MHz, 439 MHz i 2,38 GHz, wszystkie z bardzo wysoką mocą impulsu. Ma główny odbłyśnik o długości 305 m (1000 stóp) zamocowany na miejscu; odbłyśnik wtórny jest na torach, aby umożliwić precyzyjne wskazanie różnych części nieba. Za pomocą teleskopu radarowego Arecibo dokonano wielu znaczących odkryć naukowych, w tym mapowanie chropowatości powierzchni Marsa oraz obserwacje Saturnów i jego największego księżyca, Tytana . W 1989 roku radar obserwatorium po raz pierwszy w historii sfotografował asteroidę .

Po awarii kabla pomocniczego i głównego teleskopu odpowiednio w sierpniu i listopadzie 2020 r. NSF ogłosiło decyzję o wycofaniu teleskopu z eksploatacji poprzez kontrolowane wyburzenie, ale inne obiekty w Obserwatorium pozostaną sprawne w przyszłości. Jednak zanim mogło nastąpić bezpieczne wycofanie teleskopu, pozostałe kable wsporcze z jednej wieży gwałtownie uległy awarii rano 1 grudnia 2020 r., powodując rozbicie platformy instrumentu przez czaszę, odcinając wierzchołki wież wsporczych i częściowo uszkadzając niektóre inne budynki, chociaż nie było żadnych obrażeń. NSF oświadczyło, że nadal ich zamiarem jest jak najszybsze kontynuowanie działania innych obiektów Obserwatorium i rozważają plany przebudowy nowego instrumentu teleskopowego w jego miejsce

Kilka statków kosmicznych krążących wokół Księżyca, Merkurego, Wenus, Marsa i Saturna ma radary do mapowania powierzchni; radar penetracji ziemi był przewożony podczas Mars Express . Systemy radarowe w wielu samolotach i orbitujących statkach kosmicznych sporządziły mapy całej Ziemi w różnych celach; w misji Shuttle Radar Topography Mission cała planeta została zmapowana w rozdzielczości 30 m.

Obserwatorium Jodrell Bank , operacja Uniwersytetu w Manchesterze w Wielkiej Brytanii, została pierwotnie założona przez Bernarda Lovella jako ośrodek astronomii radarowej. Początkowo wykorzystywał system radarowy GL-II z nadwyżek wojennych, działający z częstotliwością 71 MHz (4,2 m). Pierwsze obserwacje dotyczyły zjonizowanych śladów w Geminidach deszcz meteorytów w grudniu 1945 r. Podczas gdy obiekt wkrótce ewoluował, stając się trzecim co do wielkości obserwatorium radiowym na świecie, niektóre radary astronomiczne były kontynuowane. Największy (250 stóp lub 76 m średnicy) z ich trzech w pełni sterowalnych radioteleskopów zaczął działać w samą porę, aby radar śledził Sputnika 1 , pierwszego sztucznego satelitę, w październiku 1957 roku.

Zobacz też

• Magnetron wnękowy
• Historia inteligentnych anten
• Klystron
• Lista niemieckich wynalazków i odkryć
• Lista elektronicznego sprzętu bojowego z czasów II wojny światowej
• Tajemnice Muzeum Radarowego

Dalsza lektura

• Blanchard, Yves, Le radar. 1904-2004: Histoire d'un siècle d'innovations, techniki et opérationnelles , éditions Ellipses (po francusku)
•   Bowen, EG; „Rozwój radaru pokładowego w Wielkiej Brytanii 1935–1945”, w Radar Development to 1945 , wyd. przez Russella Burnsa; Peter Peregrinus, 1988, ISBN 0-86341-139-8
•   Bowen, EG, Radar Days , Institute of Physics Publishing, Bristol, 1987, ISBN 0-7503-0586-X
•   Bragg, Michael., RDF1 Lokalizacja samolotów metodami radiowymi 1935–1945 , Hawkhead Publishing, 1988, ISBN 0-9531544-0-8
•   Brown, Jim, Radar - jak to się wszystko zaczęło , Janus Pub., 1996, ISBN 1-85756-212-7
•   Brown, Louis, A Radar History of World War 2 - Imperatywy techniczne i wojskowe , Institute of Physics Publishing, 1999, ISBN 0-7503-0659-9
•   Buderi, Robert: Wynalazek, który zmienił świat: historia radaru od wojny do pokoju , Simon & Schuster, 1996, ISBN 0-349-11068-9
•   Burns, Peter (redaktor): Radar Development to 1945 , Peter Peregrinus Ltd., 1988, ISBN 0-86341-139-8
•   Clark, Ronald W., Tizard , MIT Press, 1965, ISBN 0-262-03010-1 (autoryzowana biografia mistrza radaru z lat 30.)
•   Dummer, GWA, elektroniczne wynalazki i odkrycia , Elsevier, 1976, Pergamon, 1977, ISBN 0-08-020982-3
• Erickson, John; „Radiolokalizacja i problem obrony powietrznej: projektowanie i rozwój sowieckiego radaru 1934–40”, Social Studies of Science , tom. 2, str. 241, 1972
•   Dobrze, Normanie (2019). Ślepe bombardowanie: jak radar mikrofalowy doprowadził aliantów do D-Day i zwycięstwa w II wojnie światowej . Nebraska: Potomac Książki: University of Nebraska Press. ISBN 978-1640-122208 .
• Frank, Sir Charles, Operation Epsilon: The Farm Hall Transkrypty U. Cal. Press, 1993 (Jak niemieccy naukowcy radzili sobie z nazizmem).
•   Guerlac, Henry E., Radar podczas II wojny światowej (w dwóch tomach), Tomash Publishers / Am Inst. Fizyki, 1987, ISBN 0-88318-486-9
•   Hanbury Brown, Robert, Boffin: A Personal Story of the Early Days of Radar and Radio Astronomy and Quantum Optics , Taylor i Francis, 1991, ISBN 978-0-750-30130-5
•   Howse, Derek, Radar na morzu Royal Navy w II wojnie światowej , Naval Institute Press, Annapolis, Maryland, USA, 1993, ISBN 1-55750-704-X
•   Jones, RV, Most Secret War , Hamish Hamilton, 1978, ISBN 0-340-24169-1 (Konto brytyjskiego wywiadu naukowego w latach 1939-1945, pracujące nad przewidywaniem niemieckiego radaru i innych wydarzeń).
•   Kroge, Harry von, GEMA: Miejsce narodzin niemieckiego radaru i sonaru , przetłumaczone przez Louisa Browna, inst. of Physics Publishing, 2000, ISBN 0-471-24698-0
•   Latham, Colin i Anne Stobbs, Radar A Wartime Miracle , Sutton Publishing Ltd, 1996, ISBN 0-7509-1643-5 (Historia radaru w Wielkiej Brytanii podczas II wojny światowej opowiedziana przez mężczyzn i kobiety, którzy nad nim pracowali).
•   Latham, Colin i Anne Stobbs, The Birth of British Radar: The Memoirs of Arnold 'Skip' Wilkins , wyd. 2, Radio Society of Great Britain, 2006, ISBN 9781-9050-8675-7
•   Lovell, Sir Bernard Lovel, Echa wojny - Historia H2S , Adam Hilger, 1991, ISBN 0-85274-317-3
•   Nakagawa, Yasudo; Japoński radar i pokrewna broń II wojny światowej , przetłumaczone i zredagowane przez Louisa Browna, Johna Bryanta i Naohiko Koizumi, Aegean Park Press, 1997, ISBN 0-89412-271-1
•   Pritchard, David., Wojna radarowa Pionierskie osiągnięcie Niemiec 1904–1945 Patrick Stephens Ltd, Wellingborough 1989, ISBN 1-85260-246-5
• Rawnsley, CF i Robert Wright, Night Fighter , Mass Market Paperback, 1998
• Sayer, AP, Army Radar – monografia historyczna , War Office, 1950
•   Miecze, Seán S., Historia techniczna początków radaru , IEE / Peter Peregrinus, 1986, ISBN 0-86341-043-X
•   Watson, Raymond C., Jr. Pochodzenie radaru na całym świecie: historia jego ewolucji w 13 krajach podczas II wojny światowej . Publikacja Trafford, 2009, ISBN 978-1-4269-2111-7
• Watson-Watt, Sir Robert, The Pulse of Radar , Dial Press, 1959, (bez ISBN) (autobiografia Sir Roberta Watsona-Watta)
•   Zimmerman, David., Brytyjski radar tarczowy i porażka Luftwaffe , Sutton Publishing, 2001, ISBN 0-7509-1799-7

Linki zewnętrzne

• Radarworld.org: witryna Radar World

• Radarworld.org: „Radar Family Tree” — autorstwa Martina Hollmanna.

• PenleyRadarArchives.org: „Wczesna historia radaru - wprowadzenie” - Bill + Jonathan Penley (2002).
• Fas.org: „Wprowadzenie do inżynierii broni morskiej” - sekcja podstaw radaru .
• Fundacja Centrum Komunikacji Niemieckiej i Technologii Pokrewnych: „Christian Hülsmeyer i o początkach wynalazków radarowych” - Arthur O. Bauer.
• Purbeckradar.org: Wczesny rozwój radaru w Wielkiej Brytanii
• Hist.rloc.ru: „Historia lokalizacji radia w ZSRR” - (po rosyjsku)
• Jahre-radar.de: „100 lat radaru” - (w języku niemieckim)

• Jahre-radar.de: „The Century of Radar - from Christian Hülsmeyer to Shuttle Radar Topography Mission” - (po niemiecku) , autor: Wolfgang Holpp. Radar

II wojny światowej

• Pages.uk: „Wszystko, co kiedykolwiek chciałeś wiedzieć o brytyjskim radarze obrony powietrznej” — historia i szczegóły różnych brytyjskich systemów radarowych, autorstwa Dicka Barretta.

• The Radar Pages.uk: Deflating British Radar Myths of World War II - major Gregory C. Clark (1997).

• The Secrets of Radar Museum: „Zaangażowanie Kanady w radar II wojny światowej”
• Navweaps.com: niemiecki sprzęt radarowy z czasów II wojny światowej