Радар во Второй мировой войне сильно повлиял на многие важные аспекты конфликта. [1] Эта революционная новая технология радиообнаружения и слежения использовалась как союзниками, так и державами Оси во Второй мировой войне , которая развивалась независимо в ряде стран в середине 1930-х годов. [2] На момент начала войны в сентябре 1939 года и Великобритания, и Германия имели функционирующие радиолокационные системы. В Великобритании он назывался RDF, дальномер и пеленгование , а в Германии использовалось название Funkmeß (радиоизмерение) с аппаратами под названием Funkmessgerät (радиоизмерительный прибор). К моменту битвы за Британию в середине 1940 года Королевские ВВС (RAF) полностью интегрировали RDF в состав национальной противовоздушной обороны.
В Соединенных Штатах технология была продемонстрирована в декабре 1934 года. [3] Однако только когда война стала вероятной, США осознали потенциал новой технологии и начали разработку систем корабельного и наземного базирования. ВМС США выставили на вооружение первые из них в начале 1940 года, а год спустя — в армии США . Аббревиатура RADAR (радиообнаружение и определение дальности) была придумана ВМС США в 1940 году, и термин «радар» стал широко использоваться.
Хотя преимущества работы в микроволновой части радиоспектра были известны, передатчики для генерации микроволновых сигналов достаточной мощности были недоступны; таким образом, все ранние радиолокационные системы работали на более низких частотах (например, ВЧ или УКВ ). В феврале 1940 года Великобритания разработала магнетрон с резонансным резонатором , способный производить микроволновую мощность в киловаттном диапазоне, открыв путь к радиолокационным системам второго поколения. [4]
После падения Франции Великобритания осознала, что производственные возможности Соединенных Штатов жизненно важны для успеха в войне; таким образом, хотя Америка еще не была воюющей стороной, премьер-министр Уинстон Черчилль распорядился передать британские технологические секреты в обмен на необходимые возможности. Летом 1940 года миссия Тизарда посетила Соединенные Штаты. Магнетрон с резонатором был продемонстрирован американцам в RCA, Bell Labs и т. д. Он был в 100 раз мощнее всего, что они когда-либо видели. [5] Лабораториям Белла удалось повторить результаты, и была создана Радиационная лаборатория Массачусетского технологического института для разработки микроволновых радаров. Магнетрон позже был описан американскими военными учёными как «самый ценный груз, когда-либо доставленный к нашим берегам». [6] [7]
Помимо Великобритании, Германии и США, радары военного времени также разрабатывались и использовались Австралией , Канадой , Францией , Италией , Японией , Новой Зеландией , Южной Африкой , Советским Союзом и Швецией .
Исследования, ведущие к разработке технологии RDF в Соединенном Королевстве, были начаты Комитетом авиационных исследований сэра Генри Тизарда в начале 1935 года в ответ на острую необходимость предвидеть атаки немецких бомбардировщиков. Роберту А. Уотсону-Ватту на радиоисследовательской станции в Слау было поручено исследовать радио «луч смерти». В ответ Уотсон-Ватт и его научный помощник Арнольд Ф. Уилкинс ответили, что, возможно, было бы более практично использовать радио для обнаружения и отслеживания самолетов противника. 26 февраля 1935 года предварительное испытание, обычно называемое экспериментом Давентри , показало, что радиосигналы, отраженные от самолета, могут быть обнаружены. Средства на исследования были быстро выделены, и в условиях большой секретности был начат проект развития на полуострове Орфорд-Несс в Саффолке . Э.Г. Боуэн отвечал за разработку импульсного передатчика. 17 июня 1935 года исследовательский аппарат успешно обнаружил самолет на расстоянии 17 миль. В августе AP Rowe , представляющий комитет Tizard, предложил технологии получить кодовое название RDF, что означает определение дальности и пеленгации .
В марте 1936 года исследования и разработки RDF были перенесены на исследовательскую станцию Боудси, расположенную в поместье Боудси в Саффолке. Пока эта операция находилась в ведении Министерства авиации, к ней подключились армия и флот, которые вскоре инициировали свои собственные программы.
В Боудси инженеры и ученые разработали технологию RDF, но Уотсон-Ватт, глава группы, перешел от технической стороны к разработке практичного пользовательского интерфейса «машина/человек». Посмотрев демонстрацию, в которой операторы пытались обнаружить «атакующий» бомбардировщик, он заметил, что основная проблема заключалась не в технологии, а в управлении информацией и ее интерпретации. Следуя совету Уотсона-Ватта, к началу 1940 года ВВС Великобритании создали многоуровневую организацию управления, которая эффективно передавала информацию по цепочке командования и могла отслеживать большое количество самолетов и направлять к ним перехватчики . [8]
Сразу после начала войны в сентябре 1939 года разработка RDF Министерства авиации в Боудси была временно переведена в Университетский колледж Данди в Шотландии. Год спустя операция переместилась в город недалеко от Уорт-Матраверс в Дорсете на южном побережье Англии и получила название « Исследовательский институт телекоммуникаций» (TRE). В заключение TRE переехал в Малверн-колледж в Грейт-Малверне .
Кратко описывается часть основного оборудования RDF/радиолокации, используемого Министерством авиации. Всем системам было присвоено официальное обозначение « Экспериментальная станция Министерства авиации» (AMES) плюс номер типа; большинство из них перечислены по этой ссылке.
Незадолго до начала Второй мировой войны несколько радиолокационных станций RDF в системе, известной как Chain Home (или CH ), были построены вдоль южного и восточного побережья Великобритании на основе успешной модели в Боудси. CH был относительно простой системой. Передающая сторона состояла из двух стальных башен высотой 300 футов (90 м), между которыми было натянуто несколько антенн. Для приема использовался второй набор деревянных башен высотой 240 футов (73 м) с серией скрещенных антенн на разной высоте до 215 футов (65 м). Большинство станций имели более одного комплекта каждой антенны, настроенной для работы на разных частотах .
Типичные рабочие параметры ЦО были:
Выходной сигнал CH был прочитан с помощью осциллографа . Когда с радиовещательных вышек посылался импульс, видимая линия очень быстро перемещалась по экрану горизонтально. Выходной сигнал приемника усиливался и подавался на вертикальную ось прицела, поэтому сигнал от самолета отклонял луч вверх. Это сформировало пик на дисплее, а расстояние от левой стороны, измеренное с помощью небольшой шкалы в нижней части экрана, дало бы целевую дальность. Вращая гониометр приемника , соединенный с антеннами, оператор мог оценить направление на цель (именно поэтому антенны имели крестообразную форму), а высота вертикального смещения указывала на размеры формирования. Сравнивая мощность, возвращаемую различными антеннами на башне, можно было с некоторой точностью определить высоту.
CH оказался очень эффективным во время битвы за Британию и сыграл решающую роль в том, чтобы позволить Королевским ВВС победить гораздо более крупные силы Люфтваффе . В то время как Люфтваффе полагались на, зачастую устаревшие, данные разведки и истребительных зачисток, Королевские ВВС с высокой степенью точности знали численность группировок Люфтваффе и предполагаемые цели. Секторные станции могли отправить необходимое количество перехватчиков, зачастую лишь в небольших количествах. CH действовал как умножитель силы , позволяя экономно использовать ресурсы, как человеческие, так и материальные, и требовалось действовать только тогда , когда атака была неизбежна. Это значительно снизило утомляемость пилота и самолета.
В самом начале боя люфтваффе совершили серию небольших, но эффективных рейдов на несколько станций, включая Вентнор , но они были быстро отремонтированы. Тем временем операторы транслируют сигналы радаров с соседних станций, чтобы обмануть немцев и убедить их, что покрытие продолжается. Атаки немцев были спорадическими и кратковременными. Немецкое командование, по-видимому, никогда не понимало важности радаров для усилий Королевских ВВС, иначе оно бы придало этим станциям гораздо более высокий приоритет. Больший ущерб был вызван разрушением телетайпов и проводных линий связи уязвимых надземных диспетчерских пунктов и силовых кабелей к мачтам, чем атакой на сами открытые решетчатые башни.
Чтобы избежать системы CH, Люфтваффе применили другую тактику. Один из них заключался в том, чтобы приблизиться к береговой линии на очень малой высоте. Это было ожидаемо, и в некоторой степени ему противодействовала серия станций ближнего действия, построенных прямо на побережье, известных как Chain Home Low ( CHL ). Эти системы были предназначены для наведения морских артиллерийских орудий и известны как береговая оборона (CD), но их узкие лучи также означали, что они могли охватить территорию гораздо ближе к земле, не «видя» отражения земли или воды — это известно как беспорядок . В отличие от более крупных систем CH, антенну и приемник вещания CHL приходилось вращать; члены WAAF делали это вручную с помощью педально-кривошипной системы, пока в 1941 году система не была моторизована.
Системы, подобные CH, позже были адаптированы с новым дисплеем для создания станций наземного перехвата (GCI) в январе 1941 года. В этих системах антенна вращалась механически, а затем отображался дисплей на консоли оператора. То есть вместо одной линии в нижней части дисплея слева направо линия вращалась вокруг экрана с той же скоростью, с которой вращалась антенна.
Результатом стало двухмерное отображение воздушного пространства вокруг станции с оператором посередине, при этом все самолеты отображались в виде точек в нужных местах в пространстве. Названные индикаторами планового положения (PPI), они упрощают объем работы, необходимой для отслеживания цели со стороны оператора. Фило Тейлор Фарнсворт усовершенствовал версию своей кинескопа ( электронно-лучевой трубки или ЭЛТ) и назвал его «Ятрон». Он мог хранить изображение от миллисекунд до минут (даже часов). Одна из версий, которая сохраняла изображение живым примерно за секунду до его исчезновения, оказалась полезным дополнением к эволюции радаров. Эта медленно меняющаяся индикаторная трубка использовалась авиадиспетчерами с самого начала появления радаров.
Люфтваффе стали избегать перехвата истребителей , летая ночью и в плохую погоду. Хотя посты управления Королевских ВВС знали о местонахождении бомбардировщиков, они мало что могли с ними поделать, если только пилоты-истребители не установили визуальный контакт.
Эта проблема уже была предвидена, и в рамках успешной программы, начатой в 1936 году Эдвардом Джорджем Боуэном , была разработана миниатюрная система RDF, подходящая для самолетов, бортовой радар перехвата (ИИ) (Уотсон-Ватт назвал CH устанавливает RDF). -1 и ИИ РДФ-2А). Первоначальные комплекты искусственного интеллекта были впервые предоставлены ВВС Великобритании в 1939 году и установлены на самолетах Bristol Blenheim (быстро замененных на Bristol Beaufighters ). Эти меры значительно увеличили уровень потерь Люфтваффе.
Позже во время войны британские ночные самолеты-нарушители Mosquito были оснащены AI Mk VIII и более поздними модификациями, которые с помощью Serrate позволяли им выслеживать немецкие ночные истребители по излучению сигналов Лихтенштейна , а также устройством под названием Perfectos , которое отслеживало немецкий IFF . В качестве контрмеры немецкие ночные истребители использовали радиолокационные детекторы сигналов Naxos ZR .
Во время тестирования радаров искусственного интеллекта возле поместья Боудси команда Боуэна заметила, что радар генерирует сильные сигналы от кораблей и доков. Это произошло из-за вертикальных сторон объектов, которые образовывали отличные частичные угловые отражатели , позволяющие обнаруживать их на расстоянии нескольких миль. Команда сосредоточилась на этом приложении большую часть 1938 года.
Воздушно-поверхностный корабль Mark I, использовавший электронику, аналогичную той, что используется в комплектах AI, был первым авиационным радаром, поступившим на вооружение в начале 1940 года. Его быстро заменил улучшенный Mark II, который включал в себя антенны бокового обзора, которые позволял самолету облетать вдвое большую территорию за один проход. Более поздний ASV Mk. II обладал мощностью, необходимой для обнаружения подводных лодок на поверхности, что в конечном итоге делало такие операции самоубийственными.
Усовершенствования магнетрона с резонатором , осуществленные Джоном Рэндаллом и Гарри Бутом из Бирмингемского университета в начале 1940 года, ознаменовали значительный прогресс в возможностях радаров. Получившийся магнетрон представлял собой небольшое устройство, генерирующее мощные микроволновые частоты и позволившее разработать практический сантиметровый радар, работающий в диапазоне СВЧ -радиочастот от 3 до 30 ГГц (длины волн от 10 до 1 см). Сантиметровый радар позволяет обнаруживать объекты гораздо меньшего размера и использовать антенны гораздо меньшего размера , чем более ранние радары с более низкой частотой. Радар с длиной волны 2 метра (диапазон ОВЧ, 150 МГц) не может обнаруживать объекты размером намного меньше 2 метров и требует антенны размером порядка 2 метров (неудобный размер для использования на самолетах). Напротив, радар с длиной волны 10 см может обнаруживать объекты размером 10 см с помощью антенны разумного размера.
Кроме того, необходимы были перестраиваемый гетеродин и микшер для приемника. Это были целевые разработки, первая из которых была разработана Р.В. Саттоном, который разработал рефлекторный клистрон NR89 , или «трубку Саттона». Последний принадлежит Х.В.Б. Скиннеру, который разработал кристалл «кошачьи усы».
В конце 1939 года, когда было принято решение о разработке 10-сантиметрового радара, подходящих активных устройств не было - ни мощного магнетрона, ни рефлекторного клистрона, ни проверенного микроволнового кристаллического смесителя, ни TR-ячейки. К середине 1941 года в эксплуатацию вступил Тип 271, первый военно-морской радар S-диапазона. [9]
Магнетрон с резонатором был, пожалуй, самым важным изобретением в истории радаров. В ходе миссии Тизард в сентябре 1940 года он был бесплатно передан США вместе с другими изобретениями, такими как реактивные технологии, в обмен на американские научно-исследовательские и производственные мощности; Британцам срочно требовалось производить магнетрон в больших количествах. Эдвард Джордж Боуэн был прикреплен к миссии в качестве руководителя РСО. Это привело к созданию Радиационной лаборатории (Rad Lab) на базе Массачусетского технологического института для дальнейшей разработки устройства и его использования. Половина радаров, развернутых во время Второй мировой войны, была разработана в Радационной лаборатории, включая более 100 различных систем стоимостью 1,5 миллиарда долларов США . [10]
Когда магнетрон с резонатором был впервые разработан, его использование в микроволновых установках RDF было приостановлено, поскольку дуплексеры для УКВ были разрушены новым более мощным передатчиком. Эта проблема была решена в начале 1941 года с помощью переключателя передачи-приема (TR), разработанного в лаборатории Кларендона Оксфордского университета , позволяющего передатчику и приемнику импульсов использовать одну и ту же антенну, не влияя на приемник.
Сочетание магнетрона, переключателя TR, небольшой антенны и высокого разрешения позволило установить на самолеты небольшие и мощные радары. Морская патрульная авиация могла обнаруживать объекты размером с перископы подводных лодок , позволяя самолетам отслеживать и атаковать подводные лодки, находящиеся под водой, тогда как раньше можно было обнаружить только надводные подводные лодки. Однако, согласно последним отчетам по истории перископического обнаружения ВМС США [11], первые минимальные возможности перископического обнаружения появились лишь в 50-60-е годы, а полностью проблема не была решена даже на рубеже тысячелетий. Кроме того, радар мог обнаружить подводную лодку на гораздо большей дальности, чем визуальное наблюдение, причем не только днем, но и ночью, когда подводные лодки ранее могли безопасно всплыть и перезарядить свои батареи. Радары для картирования контуров сантиметрового размера , такие как H2S и даже более высокочастотный H2X , созданный американцами , позволили использовать новую тактику в кампании стратегических бомбардировок . Сантиметровые радары наводки были намного точнее, чем старые технологии; Радар улучшил военно-морскую артиллерию союзников и вместе с неконтактным взрывателем сделал зенитные орудия намного более эффективными. Авторство двух новых систем, используемых в зенитных батареях, принадлежит [ кому? ] с уничтожением множества летающих бомб Фау-1 в конце лета 1944 года.
Во время разработки RDF Министерства авиации в Боудси к нему было прикреплено армейское подразделение для реализации собственных проектов. Эти программы касались системы наведения орудия (GL) для помощи в наведении зенитных орудий и прожекторов , а также системы береговой обороны (CD) для управления береговой артиллерией. В состав армейского отряда входили ВАС Бутемент и П.Е. Поллард, которые в 1930 году продемонстрировали аппаратуру радиообнаружения, которая в дальнейшем не получила дальнейшего развития в армии. [12]
Когда началась война и деятельность Министерства авиации была перенесена в Данди , армейское подразделение стало частью нового центра разработки в Крайстчерче в Дорсете . Директором стал Джон Д. Кокрофт , физик из Кембриджского университета , получивший после войны Нобелевскую премию за работы в области ядерной физики. В середине 1941 года этот объект стал Научно-исследовательским центром противовоздушной обороны (ADRDE). Год спустя ADRDE переехала в Грейт-Малверн , в Вустершире . В 1944 году он был переименован в Научно-исследовательский центр радиолокации (RRDE). [13]
Находясь в Боудси, армейское подразделение разработало систему наведения орудия («GL»), получившую название «Переносной радиоблок» ( TRU ). Поллард был руководителем проекта. Работая на частоте 60 МГц (6 м) и мощности 50 кВт, ТРУ имел два фургона для электронного оборудования и фургон-генератор; он использовал переносную башню высотой 105 футов для поддержки передающей антенны и двух приемных антенн. Прототип прошел испытания в октябре 1937 года, обнаружив самолеты на расстоянии 60 миль; производство 400 комплектов под обозначением GL Mk. Я начал в июне 1938 года. Министерство авиации приняло на вооружение некоторые из этих комплектов для усиления сети ЦЗ в случае поражения противника.
ГЛ Мк. Наборы I использовались британской армией за границей на Мальте и в Египте в 1939–40 годах. Семнадцать комплектов были отправлены во Францию вместе с британским экспедиционным корпусом ; хотя большинство из них было уничтожено при эвакуации из Дюнкерка в конце мая 1940 года, некоторые были захвачены в целости и сохранности, что дало немцам возможность изучить британский комплект RDF. Усовершенствованная версия GL Mk. II , использовался на протяжении всей войны; на вооружение было принято около 1700 комплектов, в том числе более 200 поставлено в Советский Союз . Оперативные исследования показали, что зенитные орудия, использующие GL, производили в среднем 4100 выстрелов за попадание по сравнению с примерно 20 000 выстрелов при прогнозируемом огне с использованием обычной наводки .
В начале 1938 года Алан Бутемент начал разработку системы береговой обороны ( CD ), которая включала в себя некоторые из наиболее передовых функций развивающейся технологии. Были использованы передатчик и приемник 200 МГц, уже разрабатываемые для комплексов AI и ASV ПВО, но, поскольку КР не будет находиться в воздухе, были возможны большая мощность и антенна гораздо большего размера. Мощность передатчика была увеличена до 150 кВт. Была разработана дипольная решетка высотой 10 футов (3,0 м) и шириной 24 фута (7,3 м ), дающая гораздо более узкие лучи и более высокий коэффициент усиления. Этот «широкий» массив вращался со скоростью 1,5 оборота в минуту, охватывая поле зрения на 360 градусов. Переключение лепестков было включено в передающую решетку, что обеспечивало высокую точность направления. Для анализа возможностей системы Бутемент сформулировал первое математическое соотношение, которое позже стало широко известным «уравнением дальности действия радара».
Хотя изначально комплект CD предназначался для обнаружения и ведения огня по надводным кораблям, ранние испытания показали, что комплект CD обладает гораздо лучшими возможностями для обнаружения самолетов на малых высотах, чем существующий Chain Home. Следовательно, CD также был принят на вооружение RAF для расширения CH-станций; в этой роли он получил обозначение Chain Home Low ( CHL ).
Когда магнетрон с резонатором стал возможен, ADEE в сотрудничестве с TRE использовал его в экспериментальной установке 20 см GL. Впервые он был испытан и оказался слишком хрупким для использования в полевых условиях. В начале 1941 года ADEE стала ADRDE и начала разработку GL3B . Все оборудование, включая электрогенератор, находилось в защищенном трейлере, увенчанном двумя 6-футовыми параболическими передающими и приемными антеннами на вращающемся основании, а переключатель передачи-приема (TR) позволял одной антенне выполнять обе функции. еще не был усовершенствован. Подобные системы микроволновой наводки разрабатывались в Канаде ( GL3C ) и в Америке (в конечном итоге получившие обозначение SCR-584 ). Хотя было изготовлено около 400 комплектов GL3B , именно американская версия была наиболее многочисленной при защите Лондона во время атак Фау-1 .
Экспериментальный отдел Школы связи Его Величества (HMSS) присутствовал на первых демонстрациях работ, проводимых в Орфорднессе и поместье Боудси. Расположенный в Портсмуте в Хэмпшире экспериментальный отдел имел независимые возможности для разработки беспроводных клапанов (вакуумных ламп) и предоставил лампы, которые Боуден использовал в передатчике в Орфорд-Несс. Имея превосходную собственную исследовательскую базу, Адмиралтейство разместило разработку RDF на базе HMSS. Он оставался в Портсмуте до 1942 года, когда его перевезли вглубь страны, в более безопасные места в Уитли и Хаслемере в Суррее . Эти две операции стали Адмиралтейским управлением связи (ASE). [14]
Описано несколько типичных радаров. Обратите внимание, что номера типов не являются последовательными по дате.
Первым успешным RDF Королевского флота стал Type 79Y Surface Warning , испытанный в море в начале 1938 года. Директором проекта был Джон Д.С. Роулинсон. Этот комплект мощностью 43 МГц (7 м) и мощностью 70 кВт использовал фиксированные передающую и приемную антенны и имел дальность действия от 30 до 50 миль, в зависимости от высоты антенны. К 1940 году это стал Тип 281 , частота которого увеличилась до 85 МГц (3,5 м), а мощность - от 350 до 1000 кВт, в зависимости от ширины импульса. Имея управляемые антенны, он также использовался для управления оружием. Впервые он был использован в бою в марте 1941 года со значительным успехом. Тип 281Б использовал общую передающую и приемную антенну. Тип 281 , включая B-версию, был самой проверенной в боях метрической системой Королевского флота на протяжении всей войны.
В 1938 году Джон Ф. Коулз начал разработку оборудования с частотой 600 МГц (50 см). Более высокая частота позволила использовать более узкие лучи (необходимые для поиска в воздухе) и антенны, более подходящие для использования на борту корабля. Первым 50-сантиметровым комплектом был Тип 282. Он имел мощность 25 кВт и пару антенн Яги с переключателем лепестков. Он был испытан в июне 1939 года. Этот комплект обнаруживал низколетящие самолеты на расстоянии 2,5 миль и корабли на расстоянии 5 миль. В начале 1940 года было изготовлено 200 комплектов. Для использования Тип 282 в качестве дальномера основного вооружения использовалась антенна с большим цилиндрическим параболическим отражателем и 12 диполями. Этот комплект получил обозначение Тип 285 и имел дальность действия 15 миль. Типы 282 и Тип 285 использовались с 40-мм пушками Bofors . Тип 283 и Тип 284 были другими 50-см наводочными системами. Тип 289 был разработан на основе голландской довоенной радиолокационной технологии и использовал антенну Yagi. Обладая усовершенствованной конструкцией РДФ, он управлял 40-мм зенитными орудиями Bofors (см. Электропрослушивающее устройство).
Критическая проблема обнаружения подводных лодок требовала, чтобы системы RDF работали на более высоких частотах, чем существующие комплексы, из-за меньших физических размеров подводной лодки, чем у большинства других судов. Когда первый магнетрон с резонатором был доставлен на TRE, был изготовлен демонстрационный макет и продемонстрирован Адмиралтейству. В начале ноября 1940 года группа из Портсмута под командованием SEA Landale была создана для разработки 10-сантиметрового комплекта предупреждения о поверхности для использования на борту корабля. В декабре экспериментальный аппарат отследил всплывшую подводную лодку на расстоянии 13 миль.
В Портсмуте команда продолжила разработку, установив антенны за цилиндрическими параболами (называемыми «сырными» антеннами) для создания узкого луча, который поддерживал контакт при крене корабля. РЛС , получившая обозначение Тип 271 , прошла испытания в марте 1941 года, обнаружив перископ затопленной подводной лодки почти на расстоянии мили. Комплекс был развернут в августе 1941 года, всего через 12 месяцев после демонстрации первого аппарата. 16 ноября первая немецкая подводная лодка была потоплена после того, как ее обнаружил тип 271.
Первоначальный Тип 271 в основном использовался на небольших судах . В ASE Witley этот комплект был модифицирован и стал Типом 272 и Типом 273 для более крупных судов. Используя отражатели большего размера, Type 273 также эффективно обнаруживал низколетящие самолеты на расстоянии до 30 миль. Это был первый радар Королевского флота с индикатором положения в плане .
Дальнейшее развитие привело к созданию радара Тип 277 , мощность передатчика которого почти в 100 раз превышала мощность передатчика. В дополнение к комплектам микроволнового обнаружения компания Coales разработала микроволновые комплекты управления огнем Тип 275 и Тип 276. Усовершенствования магнетрона привели к созданию устройств диаметром 3,2 см (9,4 ГГц) с пиковой мощностью 25 кВт. Они использовались в РЛС управления огнем Тип 262 и РЛС целеуказания и навигации Тип 268.
В 1922 году А. Хойт Тейлор и Лео К. Янг , работавшие тогда в радиолаборатории самолетов ВМС США, заметили, что корабль, пересекающий путь передачи радиолинии, вызывает медленное затухание и затухание сигнала. Они сообщили об этом как о доплеровском вмешательстве , которое потенциально может обнаружить прохождение судна, но это не было расследовано. В 1930 году Лоуренс А. Хайланд . работавший на Тейлора в Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) отметил тот же эффект от пролетающего самолета. Об этом официально сообщил Тейлор. Хайланд, Тейлор и Янг получили патент (США № 1981884, 1934 г.) на «Систему обнаружения объектов по радио». Было признано, что для обнаружения также необходимо измерение дальности, и было выделено финансирование на импульсный передатчик. Это было поручено группе под руководством Роберта М. Пейджа , и в декабре 1934 года макетный прибор успешно обнаружил самолет на расстоянии одной мили.
Военно-морской флот, однако, проигнорировал дальнейшее развитие, и только в январе 1939 года их первый прототип системы, 200-МГц (1,5-м) XAF , был испытан в море. Военно-морской флот придумал аббревиатуру RAdio Detection And Ranging (RADAR) и в конце 1940 года приказал использовать ее исключительно.
Отчет Тейлора за 1930 год был передан в Лаборатории корпуса связи армии США (SCL). Здесь Уильям Р. Блэр реализовал проекты по обнаружению самолетов по тепловому излучению и звуковой дальности, а также начал проект по обнаружению доплеровских импульсов. После успеха Пейджа в области передачи импульсов, вскоре в этой области последовала и SCL. В 1936 году Пол Э. Уотсон разработал импульсную систему, которая 14 декабря обнаружила самолеты, летающие в воздушном пространстве Нью-Йорка , на расстоянии до семи миль. К 1938 году это превратилось в первый армейский комплект радиолокации (RPF), получивший обозначение SCR-268 , Signal Corps Radio , чтобы замаскировать эту технологию. Он работал на частоте 200 МГц на расстоянии 1,5 м с пиковой мощностью 7 кВт. Полученный сигнал использовался для направления прожектора .
В Европе война с Германией истощила ресурсы Соединенного Королевства. Было решено передать технические достижения Великобритании Соединенным Штатам в обмен на доступ к соответствующим американским секретам и производственным возможностям. В сентябре 1940 года началась миссия Тизарда .
Когда начался обмен, британцы были удивлены, узнав о разработке импульсной радиолокационной системы ВМС США CXAM , которая, как выяснилось, по своим возможностям очень похожа на их технологию Chain Home . Хотя США разработали импульсный радар независимо от Великобритании, в усилиях Америки были серьезные недостатки, особенно отсутствие интеграции радара в единую систему ПВО. Здесь англичанам не было равных. [5]
Результат миссии Тизарда стал важным шагом вперед в развитии радаров в Соединенных Штатах. Хотя и NRL, и SCL экспериментировали с передатчиками длиной 10 см, их остановила недостаточная мощность передатчика. Магнетрон с резонатором был ответом, который искали США, и это привело к созданию Радиационной лаборатории Массачусетского технологического института (Rad Lab). До конца 1940 года в Массачусетском технологическом институте была открыта Радационная лаборатория, и впоследствии почти все разработки радаров в США велись в системах сантиметрового диапазона волн. На пике своего развития во время Второй мировой войны в MIT работало почти 4000 человек.
Две другие организации были примечательны. Когда в Массачусетском технологическом институте начала работу Радиационная лаборатория, в соседнем Гарвардском университете была создана сопутствующая группа, получившая название Лаборатория радиоисследований (RRL) . Возглавляемый Фредериком Терманом , он сосредоточился на электронном противодействии радарам. Другой организацией была Объединенная исследовательская группа (CRG), расположенная в НРЛ. В этом участвовали американские, британские и канадские группы, которым было поручено разработать системы идентификации «свой-чужой» (IFF), используемые с радарами, жизненно важные для предотвращения несчастных случаев с дружественным огнем .
После испытаний оригинальный XAF был усовершенствован и получил обозначение CXAM ; эти комплекты мощностью 200 МГц (1,5 м) и мощностью 15 кВт пошли в ограниченное производство, первые поставки состоялись в мае 1940 года. CXAM был усовершенствован в радар раннего предупреждения SK , поставки которого начались в конце 1941 года. -м) система использовала антенну типа «летающая пружина» и имела ИПП. Пиковая мощность 200 кВт позволяет обнаруживать самолеты на расстоянии до 100 миль и корабли на расстоянии 30 миль. SK оставался стандартным радаром раннего предупреждения для крупных кораблей США на протяжении всей войны . Производными для судов меньшего размера были SA и SC . Было построено около 500 комплектов всех версий. Соответствующая СД представляла собой комплект с частотой 114 МГц (2,63 м), разработанный НРЛ для использования на подводных лодках; с креплением антенны, напоминающим перископ, он давал раннее предупреждение, но не давал информации о направлении. БТЛ разработала радар управления огнем с частотой 500 МГц (0,6 м), получивший обозначение FA (позже Mark 1 ). Некоторые из них поступили на вооружение в середине 1940 года, но, имея мощность всего 2 кВт, вскоре были заменены. [15]
Еще до того, как SCR-268 поступил на вооружение, Гарольд Заль работал в SCL над разработкой более совершенной системы. SCR -270 был мобильной версией, а SCR-271 — фиксированной версией. Работая на частоте 106 МГц (2,83 м) с импульсной мощностью 100 кВт, они имели дальность действия до 240 миль и начали ввод в эксплуатацию в конце 1940 года. 7 декабря 1941 года SCR -270 на острове Оаху на Гавайях обнаружил японское атакующее построение на расстоянии 132 мили (212 км), но этот важный участок был неверно истолкован из-за крайне неэффективной цепочки отчетности.
Еще один метрический радар был разработан SCL. После Перл-Харбора возникли опасения, что подобная атака может разрушить жизненно важные шлюзы Панамского канала . Передающая трубка, обеспечивающая импульсную мощность 240 кВт на частоте 600 МГц (0,5 М), была разработана Залом. Команда под руководством Джона В. Маркетти включила это в SCR-268, подходящий для кораблей-охранников , действующих на расстоянии до 100 миль от берега. Оборудование было модифицировано и стало AN/TPS-3 — лёгким портативным радаром раннего предупреждения, используемым на плацдармах и захваченных аэродромах в южной части Тихого океана. Всего было выпущено около 900 штук. [16]
Британский образец ASV Mk II был предоставлен миссией Тизард. Это стало основой для ASE для использования на патрульных самолетах, таких как Consolidated PBY Catalina . Это был первый в Америке бортовой радар , принявший участие в боевых действиях; было построено около 7000. НРЛ работала над радаром «воздух-поверхность» с частотой 515 МГц (58,3 см) для Grumman TBF Avenger , нового бомбардировщика-торпедоносца . Были включены компоненты ASE , и когда США вступили в войну, он был запущен в производство как ASB . Этот комплект был принят на вооружение недавно сформированных ВВС США как SCR-521. Последний из немагнетронных радаров, всего было построено более 26 000 штук.
Последним «подарком» миссии «Тизард» стал взрыватель переменного времени (VT) . Алан Бутемент придумал идею бесконтактного взрывателя, когда он разрабатывал систему береговой обороны в Великобритании в 1939 году, и его концепция была частью миссии Тизард. Комитет национальных оборонных исследований (NDRC) попросил Мерла Туве из Института Карнеги в Вашингтоне возглавить реализацию концепции, которая могла бы повысить вероятность поражения снарядами. В результате взрыватель с регулируемым временем действия стал усовершенствованием взрывателя с фиксированным временем срабатывания. Устройство распознавало приближение снаряда к цели – поэтому было применено название «переменная-время».
Взрыватель ВТ, навинченный на головную часть снаряда, излучал непрерывный сигнал в диапазоне 180–220 МГц. Когда снаряд приближался к цели, он отражался от цели на частоте с доплеровским сдвигом и ударялся вместе с исходным сигналом, амплитуда которого вызывала детонацию. Устройство потребовало радикальной миниатюризации компонентов, и в конечном итоге в нем были задействованы 112 компаний и учреждений. В 1942 году проект был передан в Лабораторию прикладной физики , образованную Университетом Джонса Хопкинса . За время войны было изготовлено около 22 миллионов взрывателей ВТ для снарядов нескольких калибров.
В 1941–1945 годах в Америке было разработано множество различных типов микроволновых радаров. Большинство из них возникли в Рад-лаборатории, где было инициировано около 100 различных типов. Хотя многие компании производили телевизоры, только Bell Telephone Laboratories (NTL) принимала активное участие в разработке. Две основные военные исследовательские операции, NRL и SCL, отвечали за разработку компонентов, системное проектирование, тестирование и другую поддержку, но не брали на себя роль по разработке новых сантиметровых радиолокационных систем.
Радиационной лабораторией , работающей в рамках Управления научных исследований и разработок , агентства, подчиняющегося непосредственно президенту Франклину Рузвельту , руководил Ли Элвин Дюбридж , а выдающийся ученый Исидор Исаак Раби был его заместителем. Э.Г. «Тэффи» Боуэн , один из первоначальных разработчиков RDF и член миссии Тизард, остался в США в качестве советника.
Рад-лаборатории было поручено три первоначальных проекта: 10-сантиметровый бортовой радар перехвата, 10-сантиметровая система наводки зенитных орудий и система дальней навигации для самолетов. Магнетрон с резонатором был продублирован Bell Telephone Laboratories (BTL) и запущен в производство для использования Радиационной лабораторией в первых двух проектах. Третьим проектом, основанным на технологии направленного самонаведения, в конечном итоге стал «ЛОРАН» . Он был задуман Альфредом Ли Лумисом , который помог создать Рад-лабораторию. [17]
Первоначально в Рад-лаборатории был построен экспериментальный макет с 10-сантиметровым передатчиком и приемником с использованием отдельных антенн (переключатель TR еще не был доступен). Он был успешно испытан в феврале 1941 года, обнаружив самолет на расстоянии 4 миль.
Rad Lab и BTL также улучшили характеристики магнетрона, что позволило устройству и связанным с ним системам генерировать волны более высокой длины. По мере использования большего количества частот стало обычным называть работу радаров сантиметрового диапазона в следующих диапазонах:
В K-диапазоне был пробел, чтобы избежать частот, поглощаемых водяным паром атмосферы. Эти диапазоны соответствуют стандартам IEEE ; в других стандартах, например, RSGB, указаны немного другие значения .
После того, как BTL разработала FA , первый радар управления огнем для ВМС США, она усовершенствовала его, выпустив FC (для использования против надводных целей) и FD (для наведения зенитных средств). Некоторые из этих комплектов диаметром 60 см (750 МГц) поступили на вооружение осенью 1941 года. Позже они получили обозначения Mark 3 и Mark 4 соответственно. Было выпущено около 125 комплектов Mark 3 и 375 Mark 4.
Для радара воздушного перехвата 10-сантиметровый макет Rad Lab был оснащен параболической антенной с возможностью сканирования по азимуту и углу места . Также были добавлены индикаторы электронно-лучевой трубки и соответствующие элементы управления. Эдвин Макмиллан отвечал в первую очередь за создание и тестирование инженерного комплекса. Впервые он был испытан в полете в конце марта 1941 года и дал возврат к цели на расстоянии до пяти миль и без помех от земли , что является основным преимуществом микроволнового радара. Получивший обозначение SCR-520 , это был первый в Америке микроволновый радар. Он использовался ограниченно на некоторых более крупных патрульных самолетах, но был слишком тяжелым для истребителей. Тысячи этих комплектов , усовершенствованных как гораздо более легкий SCR-720 , были изготовлены и широко использовались как в США, так и в Великобритании (как AI Mk X) на протяжении всей войны.
Разработка системы микроволновой наводки уже началась в Великобритании, и она была включена в Радиационную лабораторию в приоритетном порядке из-за ее острой необходимости. Проект под руководством Ивана Геттинга начался с того же 10-сантиметрового макета, который использовался в проекте искусственного интеллекта. Разработка системы GL была сложной задачей. Для управления большим параболическим отражателем требовался новый сложный сервомеханизм, а также требовалось автоматическое слежение. При обнаружении цели выходной сигнал приемника будет использоваться для перевода сервопривода в режим захвата траектории. Крепление и отражатель были разработаны совместно с центральным инженерным бюро Chrysler . Компания BTL разработала электронный аналоговый компьютер под названием «Предиктор-корректор М-9» , содержащий 160 электронных ламп. Компоненты были интегрированы и в мае 1942 года доставлены в армейский корпус связи для испытаний. С начала 1944 года около 1500 таких систем, получивших обозначение SCR-584 , использовались в Европе и на Тихом океане. [18]
После демонстрации экспериментального макета диаметром 10 см ВМС запросили поисковый радар S-диапазона для применения на кораблях и в воздухе. Под руководством Эрнеста Полларда корабельный комплект SG мощностью 50 кВт прошел ходовые испытания в мае 1941 года, за ним последовала версия ASG для больших патрульных самолетов и дирижаблей ВМФ . Благодаря гиростабилизированной установке СГ могла обнаруживать крупные корабли на расстоянии 15 миль, а перископ подводных лодок — на 5 милях. Всего было построено около 1000 таких наборов. ASG получил обозначение AN/APS-2 и обычно назывался «Джордж» ; Около 5000 из них были построены и оказались очень эффективными в обнаружении подводных лодок.
Компактная версия СГ для ПТ -катера получила обозначение СО . Они были представлены в 1942 году. Другими вариантами были SF — набор для более легких военных кораблей, SH — для крупных торговых судов, а также SE и SL — для других кораблей меньшего размера. ВМФ также принял на вооружение варианты армейских SCR-584 (без блока М-9 , но с гиростабилизаторами) для корабельных поисковых РЛС, СМ для авианосцев флота и СП для эскортных авианосцев . Ни один из них не производился в больших количествах, но был очень полезен в эксплуатации.
BTL разработала SJ , дополнение S-диапазона для SD -радиолокатора метрового диапазона на подводных лодках. Антенна SJ могла с хорошей точностью обозревать горизонт на расстоянии около 6 миль. В конце войны улучшенная СВ увеличила дальность обнаружения до 30 миль.
Самым амбициозным и долгосрочным проектом Рад-лаборатории был проект «Кадиллак» — первая бортовая радиолокационная система раннего предупреждения. В конечном итоге в проекте будет задействовано около 20 процентов сотрудников рад-лаборатории под руководством Джерома Визнера . Обозначенный AN/APS-20 , этот радар диаметром 20 см (1,5 ГГц) и мощностью 1 МВт весил 2300 фунтов, включая 8-футовый обтекатель , в котором заключена вращающаяся параболическая антенна. Установленный на палубном самолете TBF Avenger , он мог обнаруживать крупные самолеты на расстоянии до 100 миль. Бортовая радиолокационная система включала в себя телевизионную камеру для съемки изображения PPI, а по УКВ- каналу изображение передавалось обратно в Центр боевой информации на главном авианосце. Впервые система совершила полет в августе 1944 года и поступила на вооружение в марте следующего года. Это легло в основу послевоенной концепции бортовой системы предупреждения и управления (АВАКС).
В 1941 году Луис Альварес изобрел антенну с фазированной решеткой , имевшую превосходные характеристики излучения. Когда был разработан 3-сантиметровый магнетрон, антенна Альвареса использовалась в ряде радаров X-диапазона. « Орел» , позже получивший обозначение AN/APQ-7 , предоставил картографическое изображение местности на расстоянии около 170 миль по прямой траектории бомбардировщика. Около 1600 комплектов Eagle были построены и использовались ВВС США, в основном над Японией. Та же технология использовалась в ASD ( AN/APS-2, широко известном как «Собака» ), радаре поиска и самонаведения, используемом ВМФ на меньших бомбардировщиках; за этим последовало несколько более легких версий, в том числе AIA-1 , известный как «радарный прицел».
Антенна Альвареса также использовалась при разработке Ground Control Approach (GCA), комбинированной системы слепой посадки S-диапазона и X-диапазона для баз бомбардировщиков; эта система особенно использовалась для помощи самолетам, возвращающимся с миссий в плохую погоду.
BTL также разработала радары X-диапазона. Радар управления огнем Mark 8 (FH) был основан на антенне нового типа, разработанной Джорджем Мюллером . Это была группа из 42 трубчатых волноводов с торцевым возбуждением , которые позволяли управлять лучом электронным способом; для этого BTL разработала компьютер управления огнем Mark 4. Mark 22 представляла собой «кивающую» систему, используемую для определения высоты цели с помощью радаров управления огнем. Антенна в форме дольки апельсина давала очень узкий горизонтальный луч для исследования неба. Армия также приняла его на вооружение как AN/TPS-10 , наземную версию, которую обычно называли « Лил Эбнер » в честь популярного персонажа комиксов.
Хотя моноимпульсная техника не была реализована в полноценной системе до окончания войны, она была впервые продемонстрирована в НРЛ в 1943 году на существующем наборе X-диапазона. Эту концепцию приписывают Роберту Пейджу из NRL, и она была разработана для повышения точности слежения радаров. [19] После войны практически все новые радиолокационные системы использовали эту технологию, включая AN/FPS-16 , наиболее широко используемый радар слежения в истории.
Советский Союз вторгся в Польшу в сентябре 1939 года в соответствии с Пактом Молотова-Риббентропа с Германией; Советский Союз вторгся в Финляндию в ноябре 1939 года; В июне 1941 года Германия аннулировала пакт о ненападении и вторглась в Советский Союз . Хотя в СССР были выдающиеся ученые и инженеры, он начал исследования того, что позже станет радаром ( радилокация , букв. Радиолокация), как только кто-либо другой, и добился хороших успехов в разработке магнетронов, он вступил в войну без действующего, полностью работоспособного радара. система. [20]
В состав вооруженных сил СССР входили Рабоче-Крестьянская Красная Армия (РККА), Рабоче -Крестьянский Красный Флот (РККФ) и Военно- Крестьянский Красный Флот. -Воздушные Силы (ВВС, ВВС СССР).
К середине 1930-х годов немецкие Люфтваффе располагали самолетами, способными проникать вглубь советской территории. Визуальное наблюдение использовалось для обнаружения приближающихся самолетов. Для обнаружения в ночное время Главное артиллерийское управление (ГАУ) Красной Армии разработало акустическую установку, которая использовалась для наведения прожектора на цели. Эти методы были непрактичны для самолетов, находящихся над облаками или на значительном расстоянии; Чтобы преодолеть эту проблему, были начаты исследования по обнаружению электромагнитными средствами. За эти усилия в ГАУ отвечал генерал-лейтенант М. М. Лобанов, который впоследствии подробно документировал эту деятельность. [21]
Первые работы в области радиообнаружения (радиообнаружения) проводились в Ленинграде , первоначально в Ленинградском электрофизическом институте (Ленинградский электрофизический институт, ЛЭФИ). Здесь научным руководителем был Абрам Федорович Иоффе , которого вообще считали ведущим физиком Советского Союза. LEPI сконцентрировался на излучении сигналов непрерывной волны (CW), обнаружении существования и направлении их отражений для использования в системах раннего предупреждения.
Если ГАУ было заинтересовано в обнаружении, то Войска Противовоздушной обороны (ПВО) была заинтересована в определении дальности цели. Павел К. Ощепков из технического штаба ПВО в Москве твердо верил, что радиолокационное ( радиолокационное) оборудование должно быть импульсным, что потенциально позволяет определять дальность напрямую. Его перевели в Ленинград возглавить Специальное конструкторское бюро (СКБ) радиолокационного оборудования.
Для изучения существующих и предлагаемых методов обнаружения Российская академия наук созвала совещание ; оно состоялось в Ленинграде 16 января 1934 года под председательством Иоффе. Радиолокация стала наиболее многообещающим методом, но тип (непрерывный или импульсный) и длина волны ( высокочастотный или микроволновый ) остались нерешенными [22].
В СКБ коллективом Ощепкова была разработана экспериментальная импульсная радиолокационная система, работающая на диапазоне 4 м (75 МГц). Он имел пиковую мощность около 1 кВт и длительность импульса 10 мкс; использовались отдельные передающая и приемная антенны. В апреле 1937 года в ходе испытаний была достигнута дальность обнаружения почти 17 км на высоте 1,5 км. Хотя это было хорошее начало для импульсной радиолокации, система не была способна измерять дальность (методика использования импульсов для определения дальности была известна по зондам ионосферы, но не применялась). Хотя Ощепкова так и не создали для своей системы средства дальномера, его часто называют отцом радаров в Советском Союзе. [23]
Пока Ощепков изучал импульсные системы, в ЛЭПИ продолжались исследования непрерывного излучения. В 1935 году ЛЭПИ вошел в состав Научно-исследовательского института-9 (НИИ-9, НИИ №9), одного из нескольких технических отделов ГАУ. Под руководством М.А. Бонч-Бруевича в качестве научного руководителя продолжались исследования по созданию ХО. Были разработаны две перспективные экспериментальные системы. Комплект УКВ с обозначением «Бистро» («Рапид») и микроволновая печь «Буря» («Шторм»). Лучшие их характеристики были объединены в мобильную систему под названием «Улавливатель Самолетов» («Радиоулавливатель самолетов»), вскоре получившую обозначение РУС-1 (РУС-1). В этой бистатической системе CW использовался установленный на грузовике передатчик, работающий на частоте 4,7 м (64 МГц), и два установленных на грузовике приемника.
В июне 1937 года в Ленинграде все работы по радиолокации были прекращены. Великая чистка Иосифа Сталина охватила военное и научное сообщество, в результате чего было казнено почти два миллиона человек. [24] SCB был закрыт; Ощепкову предъявили обвинение в «тяжких преступлениях» и приговорили к 10 годам колонии ГУЛАГа . НИИ-9 также стал объектом нападения, но был спасен благодаря влиянию Бонч-Бруевича, фаворита Владимира Ленина в предыдущее десятилетие. НИИ-9 как организация был сохранен, а директором назначен Бонч-Бруевич. Чистки привели к потере более года разработки.
РУС-1 была испытана и запущена в производство в 1939 году, поступила на ограниченную вооружение в 1940 году, став первой развернутой радиолокационной системой в Красной Армии. Бонч-Бруевич умер в марте 1941 года, создав разрыв в руководстве и еще больше задержав развитие CW-радиолокации.
Научно -исследовательский исследовательский институт связи РККА (НИИС-КА), первоначально резко выступавший против радиолокационной техники, теперь получил полный контроль над ее развитием в Советском Союзе. Они использовали импульсную систему Ощепкова и к июлю 1938 года имели фиксированную бистатическую экспериментальную установку, которая обнаруживала самолет на расстоянии 30 км на высоте 500 м и на расстоянии 95 км для целей на высоте 7,5 км.
Затем проект взял на себя ЛФТИ Иоффе, в результате чего была создана система под названием « Редут» (Редут) с пиковой мощностью 50 кВт и длительностью импульса 10 мкс. Первые полевые испытания « Редута » прошли в октябре 1939 года на полигоне недалеко от Севастополя , стратегического черноморского военно-морского порта.
В 1940 году LEPI взяла под свой контроль разработку «Редута» , доведя до совершенства критически важные возможности измерения дальности. Для отображения информации о дальности использовался электронно-лучевой дисплей, сделанный на основе осциллографа. В июле 1940 года новая система получила обозначение РУС-2 (РУС-2). В феврале 1941 года было разработано приемо-передающее устройство (дуплексер), позволяющее работать с общей антенной. Эти прорывы были достигнуты на опытной станции в Токсово (под Ленинградом), и на заводе «Светлана» был размещен заказ на 15 систем.
Последняя версия РУС-2 имела импульсную мощность около 40 кВт на расстоянии 4 м (75 МГц). Установка располагалась в кабине на моторизованной платформе, с семиэлементной антенной Яги-Уда, установленной примерно в пяти метрах над крышей. Кабину с антенной можно было поворачивать в большом секторе для наведения диаграммы направленности приема-передачи. Дальность обнаружения составляла от 10 до 30 км по целям высотой до 500 м и от 25 до 100 км по высотным целям. Отклонение составило около 1,5 км по дальности и 7 градусов по азимуту.
Второй центр радиолокационных исследований находился в Харькове, Украина . Здесь Украинский физико-технический институт (УИПТ) тесно сотрудничал с Харьковским университетом (КУ). УИПТ стал известен за пределами СССР, и его посетили всемирно признанные физики, такие как Нильс Бор и Поль Дирак . Теоретический отдел возглавил будущий нобелевский лауреат Лев Ландау . Независимую лабораторию электромагнитных колебаний (ЛЭМО) возглавил Абрам Александрович Слуцкин .
В LEMO магнетроны были основным предметом исследований. К 1934 году группа под руководством Александра Ю. Усикова разработала серию магнетронов с сегментным анодом диаметром от 80 до 20 см (от 0,37 до 1,5 ГГц) и выходной мощностью от 30 до 100 Вт. Семен Брауде разработал стеклянный корпус. магнетрон мощностью 17 кВт с эффективностью 55 процентов на расстоянии 80 см (370 МГц), перестраиваемый по изменению длины волны на 30 процентов, обеспечивая частотный охват примерно от 260 до 480 МГц (граница между ОВЧ и УВЧ ). Они были подробно описаны в журналах на немецком языке – практика, принятая UIPT для привлечения внимания к своим достижениям.
В 1937 году НИИИС-КА заключил с ЛЭМО контракт на разработку импульсной радиолокационной системы обнаружения самолетов. Проект имел кодовое название «Зенит» (популярная в то время футбольная команда) и возглавлялся Слуцкиным. Разработкой передатчика руководил Усиков. В установке использовался магнетрон длиной 60 см (500 МГц), работающий в импульсах длительностью 7–10 мкс и обеспечивающий импульсную мощность 3 кВт, позже увеличенную почти до 10 кВт. [25]
Брауде руководил разработкой приемника. Первоначально это был супергетеродин , в котором в качестве гетеродина использовался перестраиваемый магнетрон, но ему не хватало стабильности, и он был заменен схемой с желудевым триодом RCA типа 955 . Возвращенные импульсы отображались на электронно-лучевом осциллографе , что позволяло измерить дальность.
«Зенит» прошел испытания в октябре 1938 года. При этом средний бомбардировщик был обнаружен на дальности 3 км и определены направления доработок. После внесения изменений в сентябре 1940 года была проведена демонстрация. Было показано, что три координаты (дальность, высота и азимут) самолета, летящего на высотах от 4000 до 7000 метров, могут быть определены на расстоянии до 25 км. , но с плохой точностью. Кроме того, из-за того, что антенны были направлены под малым углом, создавались проблемы с помехами от земли .
Несмотря на то, что он был непригоден для наведения артиллерийских орудий, он все же указал путь для будущих систем. Однако эксплуатационная особенность делала «Зенит» непригодным для наводки на атаку быстродвижущихся самолетов. Для анализа сигналов использовался метод нулевого считывания; Координаты азимута и места нужно было получать отдельно, что требовало последовательности движений антенны, которая занимала 38 секунд для трех координат.
Работы в ЛЭМО продолжились над «Зенитом» , переделав его в одноантенную систему, получившую обозначение «Рубин» . Однако эти усилия были сорваны вторжением Германии в СССР в июне 1941 года. Вскоре все критически важные промышленные и другие предприятия Харькова были эвакуированы далеко на Восток .
Когда в июне 1941 года немецкий блицкриг вторгся в Советский Союз, три крупные группы армий под руководством танков двинулись на фронт протяженностью 900 миль (1400 км) с Ленинградом, Москвой и регионом Украины в качестве целей. Затем последовало то, что стало известно в Советском Союзе как Великая Отечественная война . Комитет Обороны (Комитет Обороны – небольшая группа лидеров, окружавшая Сталина) отдавал приоритет обороне Москвы; лаборатории и заводы Ленинграда должны были быть эвакуированы на Урал , а затем и харьковские объекты.
Во время войны Советский Союз на перебазированных предприятиях произвел несколько различных радиолокационных систем. дополнено около 2600 радиолокационными комплексами различных типов по программе ленд-лиза. [26]
Завод «Свелтана» в Ленинграде построил около 45 систем РУС-1 . Они были развернуты вдоль западных границ и на Дальнем Востоке. Однако, не имея возможности дальнометрии, военные сочли, что РУС-1 не имеет особой ценности.
Когда начались воздушные удары по Ленинграду, испытательная установка РУС-2 , собранная на опытном полигоне Токсово, была задействована в тактической работе, обеспечивая раннее предупреждение формирований Люфтваффе (ВВС Германии). Имея дальность действия до 100 км, это подразделение предоставляло своевременную информацию гражданской обороне и истребительным сетям. Это привлекло внимание властей, которые ранее мало интересовались радиолокационным оборудованием.
В середине июля радиолокационные мероприятия ЛЭПИ и НИИ-9 были направлены в Москву, где они были объединены с существующими подразделениями НИИИС-КА. Под Москвой была установлена система РУС-2 , укомплектованная недавно переведенным персоналом ЛПТИ; Впервые он был использован 22 июля, когда ночью обнаружил приближающуюся группу из примерно 200 немецких бомбардировщиков, находившихся на расстоянии 100 км. Это была первая воздушная атака на Москву, и она сразу же привела к тому, что вокруг города были построены три кольца зенитных батарей, соединенных с центральным командным пунктом.
Несколько передатчиков и приемников, построенных для систем РУС-2 , были быстро адаптированы НИИИ-КА для стационарных радиолокационных станций Подмосковья. Обозначенные как RUS-2S , а также P2 Pegmatit , они имели антенну Yagi, установленную на 20-метровых стальных башнях, и могли сканировать сектор в 270 градусов. Для производства дополнительного оборудования в январе 1942 года завод 339 в Москве стал первым в Советском Союзе производством радиолокационных установок (вскоре официально названных радарами). В 1942 году на этом предприятии было построено и установлено 53 установки РУС-2С по Москве и другим критически важным объектам СССР.
Завод 339 имел выдающийся научный и инженерный состав; Ранее он был административно выделен и обозначен как Научный институт радиопромышленности № 20 (НИИ-20). Техническим директором был Виктор Васильевич Тихомиров , пионер отечественной авиационной радиотехники. (Позже в его честь был назван Научно-исследовательский институт приборостроения имени Тихомирова .) Завод 339 и связанный с ним НИИ-20 доминировали в разработке и производстве радиолокационной техники в СССР на протяжении всей войны.
Во время войны на заводе 339 было построено множество комплектов различных модификаций РУС -2 . Обеспечивая раннее предупреждение, эти комплекты имели недостаток: они не обеспечивали высоту цели (угол возвышения). Таким образом, они в основном использовались совместно с постами визуального наблюдения, где люди использовали оптические приборы для оценки высоты и определения типа самолета.
Со времени первых попыток радиолокации возник вопрос, как можно идентифицировать самолет – дружественный он или вражеский? С появлением РУС-2 эта проблема потребовала немедленного решения. В НИИ-20 разработали установку для перевозки на самолете, которая автоматически реагировала бы как «дружественная» на радиоподсветку советского радара. Транспондер , получивший обозначение СЧ-3 и позже названный блоком опознавания «свой-чужой» (IFF), был запущен в производство на заводе 339 в 1943 году. Этот блок первоначально реагировал только на сигнал РУС-2 , и лишь относительно небольшое количество из них и последующих единиц были построены в СССР.
РУС -2 спонсировался ПВО и предназначался для раннего предупреждения. ГАУ по-прежнему требовалось иметь систему наведения, способную поддерживать зенитные батареи. По прибытии в Москву радиолокационная группа НИИ-9 продолжила работу в ПВО по этой проблеме, вернувшись на построенную ранее экспериментальную СВЧ-установку « Буря ». В течение нескольких недель группа под руководством Михаила Слиозберга в сотрудничестве с НИИ-20 разработала бистатическую установку CW, получившую обозначение СОН ( аббревиатура от «Станция орудийной наводки » — Станция наводки орудия ), используя 15 -см (2,0 ГГц) магнетрон.
В начале октября экспериментальный комплекс «Сон» прошел боевые испытания в подмосковном зенитном дивизионе. Характеристики радиобазируемого « Сона» были плохими по сравнению с существующим оптическим дальномером « Пуазо-3» , ранее усовершенствованным Ощепковым, стереоскопическим дальномером. Проект был прекращен, и дальнейших попыток использования магнетронов в радиолокационных установках не предпринималось. После этой неудачи НИИ-9 был направлен в другое место и больше не занимался радиолокационной деятельностью. Часть радиолокационной группы, в том числе Слиозберг, осталась в Москве, работая в НИИ-20.
Вскоре после нападения Германии на СССР делегация советских офицеров посетила Великобританию в поисках помощи в оборонной технике. Из своих разведывательных источников Советы знали о британской системе наведения RDF ( дальномерности и пеленгации ) GL Mk II и попросили испытать это оборудование при обороне Москвы. В начале января 1942 года Уинстон Черчилль согласился отправить одну из этих систем в Россию, но с условием, что она будет полностью находиться под охраной британских офицеров и эксплуатироваться британскими техническими специалистами.
Когда судно с оборудованием прибыло в Мурманск , морской порт на берегу Берингова моря за Полярным кругом , случился зимний шторм, и разгрузку пришлось ждать всю ночь. На следующее утро было обнаружено, что вся система GL Mk II, установленная на трех грузовиках, исчезла. Британское посольство немедленно заявило протест, и через несколько дней офицерам сообщили, что оборудование вывезено в Москву в целях безопасности.
Он действительно был доставлен в Москву – прямо в НИИ-20 и на завод 339, где эксперты разведки провели его полную проверку, а Слиозберг возглавил команду, которая быстро перепроектировала оборудование. В середине февраля НИИ-20 сообщил о разработке новой радиолокационной системы, получившей обозначение Сон-2а . По сути, это была прямая копия GL Mk II.
Работая на частоте 5 м (60 МГц), Son-2a использовал отдельные грузовики для передающего и приемного оборудования, а третий грузовик нес электрогенератор. При использовании передающая антенна с дипольной решеткой, дающая широкую диаграмму направленности, фиксировалась на заземленном столбе. Отстоящая от передатчика примерно на 100 метров, приемная станция располагалась в вращающейся кабине с крыловидными антеннами, установленными с каждой стороны. На мачте над кабиной располагалась пара антенн, которые использовались вместе с угломером для определения высоты.
Как и оригинальный британский GL Mk II, Son-2a не оказал большого содействия в наведении прожекторов и зенитных орудий. Тем не менее, он был запущен в производство и передан Красной Армии в декабре 1942 года. За последующие три года было построено около 125 таких комплектов. Кроме того, по программе ленд-лиза было предоставлено более 200 систем GL Mk IIIC (улучшения Mk II, построенные в Канаде) [27] , что сделало эту комбинацию наиболее часто используемым радиолокационным оборудованием в Советском Союзе во время войны.
Украина была третьей целью вторгшейся немецкой армии. К концу июля 1941 года их механизированные части подошли к этому району, и по приказу Комитета обороны УИПТ в Харькове провел подготовку к эвакуации. Для этого ЛЭМО отделили от УИПТ, и две организации будут направлены в разные города: Алма-Ату для основной операции и разделенную на 1500 км Бухару для ЛЭМО.
Пока шла подготовка к переезду, ЛЭМО было поручено доставить экспериментальную аппаратуру «Зени» в Москву для испытаний в НИИИС-КА. В середине августа Усиков, Брауде и еще несколько сотрудников ЛЭМО отправились в Москву, где были прикреплены к НИИИС-КА. Система « Зенит » была установлена на окраине Москвы, что дало возможность ее испытания в боевых условиях. Выяснилось, что, хотя точность системы недостаточна для точного прицеливания, она вполне удовлетворительна для заградительной стрельбы. Он также может использоваться как дополнение к системе наблюдения РУС-2 при наведении истребителей.
В сентябре команда внесла в «Зенит» полевые модификации и провела дополнительные испытания. Выяснилось, что дальность обнаружения увеличилась вдвое, но мертвая зона увеличилась на такую же величину. В НИИИС-КА считали, что перспективы развития этой системы в подходящую систему хорошие, но необходимы лабораторные условия. Таким образом, « Зенит» и весь состав НИИИС-КА были отправлены за 3200 км в Бухару, присоединившись к остальной части ЛЭМО, которая также двигалась.
Из-за нулевого метода анализа сигналов система «Зенит» страдала медлительностью измерений (38 секунд на определение трех координат), а также точностью. У него также была большая мертвая зона, вызванная возвратами с земли. Еще в Харькове началась работа над «Рубином» — системой, призванной исправить недостатки «Зенита» . Под руководством Слуцкина в качестве директора ЛЭМО этот проект продолжился в Бухаре под руководством Усикова.
Был разработан новый магнетрон; он работал на частоте 54 см (470 МГц) с импульсной мощностью, увеличенной до 15 кВт. Для изоляции приемника от прямого импульса передатчика было разработано газоразрядное приемопередающее устройство (диплексер), что позволило использовать общую приемопередающую структуру. (Аналогичная разработка была сделана для общей антенны РУС-2 , но для СВЧ «Рубин» она не подошла .)
Было рассмотрено несколько методов замены методов считывания нуля, при окончательном выборе использовалось приспособление для создания стационарного диполя, относительно которого можно было непрерывно определять направленное положение антенны. Дальность, азимут и угол места отображались на дисплее электронно-лучевой трубки. Однако передача этой информации в автоматический блок наведения прожекторов и орудий не предусматривалась.
Отдельные передающий и приемный диполи находились в фокусе 3-метрового параболоидного рефлектора. Антенный блок с дистанционным управлением мог поворачиваться на 0–90 градусов по вертикали и на 0–400 градусов по горизонтали. Ширина главного луча составляла 16 градусов по экватору и 24 градуса по меридиану.
Система перевозилась на двух грузовиках: электроника и пульт управления в одном, электрогенератор в другом. И магнетрон передатчика, и передняя часть приемника находились в герметичных контейнерах, прикрепленных к задней части отражателя. Антенный блок находился на рельсах, и его можно было выкатить к грузовику.
К августу 1943 года прототип системы «Рубин» был готов, все работы выполнялись небольшими штабами ЛЭМО и НИИИС-КА. Систему перевезли в Москву, где Усиков, Трутен и другие провели дальнейшие испытания и небоевые демонстрации. К этому времени также были доступны британский GL Mk II и его советская реплика SON-2 , которые, возможно, использовались в прямом сравнении с « Рубином» ; если бы это было так, « Рубину» не повезло бы.
Вместо того, чтобы запустить прототип в производство, армия организовала испытания «Рубина» командованием Красного Флота. В начале 1944 года систему перевезли в Мурманск — единственный незамерзающий порт Советской Арктики. Здесь, несмотря на холод, Усиков продолжил испытания и демонстрации в лучших условиях, чем в все еще хаотичной Москве.
Испытания на борту корабля показали обнаружение самолетов на расстоянии 60 км и надежные измерения начиная с 40 км. Средняя ошибка составила не более 120 м по дальности и 0,8 градуса по углам азимута и места. Время определения угловых координат никогда не превышало 7 секунд, а мертвая зона снижалась до 500 м. Аналогичная точность была обнаружена при обнаружении всех типов надводных кораблей, но с антенной «Рубин» на уровне палубы дальность обнаружения, понятное дело, была намного меньше, чем у самолетов.
В последний год войны «Рубин» использовался Красным Флотом для воздушного и надводного наблюдения в полярном секторе. Если бы GL Mk II и его клон SON-2ot не стали доступны, « Рубин» , вероятно, был бы завершен гораздо раньше и пошел бы в производство. Хотя эта система так и не была принята на регулярную эксплуатацию, она послужила хорошей основой для будущих радаров на основе магнетрона в Советском Союзе.
Холодная война принесла угрозу межконтинентальных сверхзвуковых бомбардировщиков. Это привело к разработке интегрированных систем противовоздушной обороны, таких как «Ураган-1» , в которых радары поиска и обнаружения на большом расстоянии от стратегических зон обнаруживают приближающиеся угрозы, интегрируют эти данные в решения для атаки или перехвата, а затем поражают цель с помощью самолетов-перехватчиков или противовоздушных средств. авиационная артиллерия по мере того, как злоумышленник переходит на несколько уровней систем вооружения.
В предвоенные годы разрабатывался ряд новых истребителей и бомбардировщиков. Владимир Петляков возглавлял конструкторское бюро ВВС СССР, ответственное за разработку двухмоторного ударного пикирующего бомбардировщика, который в конечном итоге получил обозначение Пе-2 . Отстав от графика, Петляков был обвинен во вредительстве и брошен в технический ГУЛАГ ; на самом деле он выполнил большую часть своего дизайна, находясь в заключении.
В конце 1940 года ВВС разработало требование к бортовой системе обнаружения самолетов противника. Радиолокационной группе НИИ-9 в Ленинграде было поручено спроектировать такой комплекс для Пе-2 . Большая часть радиолокационного оборудования в то время была крупной и тяжелой, и для этого самолета требовался небольшой легкий комплект. Кроме того, ограничения по размеру антенны привели к тому, что в конструкции использовались максимально высокие частоты. Рефлекторный клистрон (как его позже назвали) как раз был разработан Николаем Девятковым . Используя это, была начата разработка установки под названием «Гнейс» («Происхождение»), работающей на частоте 16 см (1,8 ГГц).
Когда в июле 1941 года НИИ-9 эвакуировали в Москву, это сильно повлияло на график. Также рефлекторный клистрон не был запущен в производство и его наличие в будущем было под вопросом; поэтому проект был прекращен. Однако необходимость в бортовой радиолокационной установке стала еще более важной; Пе -3 , тяжелый истребитель Пе -2 , находился в производстве. Некоторые из этих самолетов создавались как ночные истребители, и радар (как его теперь называли) срочно требовался. За проектирование взялись НИИ-20 и завод 339 под руководством технического директора Виктора Тихомирова.
Новый комплекс, получивший обозначение «Гнейс-2 » (Гнейс-2), работал на частоте 1,5 м (200 МГц). Истребитель Пе-3 представлял собой двухместный самолет, в котором пилот и задний стрелок-радист сидели спиной к спине. РЛС задумывалась как еще одно оборудование радиста.
Антенны были установлены над верхней поверхностью крыльев: передающая решетка с широкой диаграммой направленности на одном крыле и две приемные антенны типа «Яги» на другом. Один Яги был направлен вперед, а другой, находившийся в нескольких футах от него, был направлен наружу под углом 45 градусов. В фюзеляже самолета предусмотрен экран между передающей и приемной антеннами. Система имела дальность действия около 4 км и могла выдавать азимут цели относительно траектории полета истребителя.
« Гнейс-2» , первая авиационная РЛС в Советском Союзе, была испытана в боях под Сталинградом в декабре 1942 года. За время войны было построено около 230 таких установок. Некоторые из них были установлены на самолетах Як-9 и (вне порядкового номера) Як-3 , передовых истребителях, которые в конечном итоге дали ВВС паритет с Люфтваффе . Другие комплекты с обозначением «Гнейс» были разработаны на заводе 339 для экспериментальных целей, в частности с истребителями Лавочкина Ла-5 и штурмовиками Ил-2 , но ни один из этих комплектов не был запущен в производство.
В 1930-е годы РККФ (Красный Флот) осуществлял крупные программы по развитию радиосвязи. С 1932 года эту деятельность возглавил Аксель Иванович Берг ( директор НИИИС-КФ по исследованию сигналов Красного флота), получивший позднее звание инженер-адмирала. Он также был профессором ленинградских университетов и внимательно следил за развитием радиолокации в ЛФТИ и НИИ-9. Он начал исследовательскую программу по этой технологии в НИИИС-КФ, но был прерван арестом в 1937 году во время Большой чистки и провел три года в тюрьме.
Берг был освобожден в начале 1940 года и восстановлен на своих должностях. Ознакомившись с испытаниями « Редута» , проведенными в Севастополе, он получил кабину РУС-2 и приспособил ее для корабельных испытаний. Получивший обозначение «Редут-К» , он был размещен на легком крейсере «Молотов» в апреле 1941 года, что сделало его первым боевым кораблем в РККФ с возможностью радиолокации. После начала войны таких наборов было построено всего несколько штук.
В середине 1943 года радиолокация была наконец признана жизненно важной советской деятельностью. Был создан Совет по радиолокации при Государственном комитете обороны; Берг был назначен заместителем министра, ответственным за все радары в СССР. Принимая участие во всех будущих разработках в этой деятельности, он проявлял особый интерес к системам ВМФ. Позже Берг был главным ответственным за внедрение кибернетики в Советском Союзе .
Среди других отечественных радаров ВМФ СССР, разработанных (но не запущенных в производство) во время войны, был «Гюис-1» , работавший на расстоянии 1,4 м с импульсной мощностью 80 кВт. Это был преемник «Редут-К» системы раннего предупреждения; прототип был установлен на эсминце «Громкий» в 1944 году. Одновременно разрабатывались две РЛС управления огнем: « Марс-1» для крейсеров и «Марс-2» для эсминцев. Оба были испытаны в конце войны и позже запущены в производство как «Редан-1» и «Редан-2» соответственно.
К моменту начала войны Германия имела давний опыт использования электромагнитных волн для обнаружения объектов. В 1888 году Генрих Герц , впервые продемонстрировавший существование этих волн, также заметил, что они, как и свет, отражаются от металлических поверхностей. В 1904 году Кристиан Хюльсмейер получил немецкие и зарубежные патенты на аппарат « Телемобильскоп» , использующий передатчик с искровым разрядником , который мог обнаруживать корабли и предотвращать столкновения; его часто называют первым радаром, но, поскольку он не обеспечивает прямую дальность действия, он не соответствует этой классификации. С появлением радиолампы и электроники были разработаны другие системы, предназначенные только для обнаружения, но все они использовали непрерывные волны и не могли измерять расстояние.
В 1933 году физик Рудольф Кюнхольд , научный директор Кригсмарине (ВМС Германии) Nachrichtenmittel -Veruchsanstalt (NVA) (Научно-исследовательский институт сигналов) в Киле , инициировал эксперименты в микроволновой области для измерения расстояния до цели. Что касается передатчика, ему помогли два оператора-радиолюбителя, Пауль-Гюнтер Эрбслё и Ханс-Карл Фрайхерр фон Виллисен. Для этой работы в январе 1934 года в Берлине- Обершёневайде была создана компания Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate (GEMA). [28]
Вскоре в GEMA всерьез началась разработка Funkmessgerät für Untersuruchung (радиоизмерительного прибора для разведки). Ганс Хольманн и Теодор Шультес, оба из престижного Института Генриха Герца в Берлине , были добавлены в качестве консультантов. Первой разработкой был аппарат непрерывного действия , использующий для обнаружения доплеровскую интерференцию. Затем Кюнхольд перевел работу GEMA на систему с импульсной модуляцией.
Используя магнетрон длиной 50 см (600 МГц) от Philips , их первый передатчик модулировался импульсами длительностью 2 мкс с частотой повторения импульсов (PRF) 2000 Гц. Передающая антенна представляла собой решетку из 10 пар вибраторов с отражающей сеткой, а приемная антенна имела три пары вибраторов и включала переключение лепестков . В широкополосном регенеративном приемнике использовался желудевой триод RCA 955 . Блокирующее устройство ( дуплексер ) закрывает вход приемника, когда передатчик подает импульс. Для отображения дальности использовалась трубка Брауна . Впервые он был испытан в мае 1935 года на полигоне NVA (с 1939 года: Nachrichten-Versuchskommando (NVK) (команда исследования сигналов)) в Пельцерхакене в Любекском заливе недалеко от Нойштадта в Гольштейне , обнаруживая отраженные сигналы из лесов через залив на расстоянии 15 км (9,3 мили). В Германии Кюнхольда часто называют «отцом радара».
Этот первый Funkmessgerät от GEMA включал в себя более передовые технологии, чем ранние наборы в Великобритании и США, но, похоже, радар получил гораздо меньший приоритет до позднего периода Второй мировой войны; к началу войны немногие из них были выставлены на вооружение. В значительной степени это произошло из-за недостаточного признания этой технологии в военной иерархии, особенно наверху, где диктатор Адольф Гитлер рассматривал радар как оборонительное оружие и интересовался наступательной техникой. Эта проблема усугублялась вялым подходом к комплектованию командования. Прошло некоторое время, прежде чем у Люфтваффе появилась система командования и управления, почти столь же эффективная, как та, которая была создана в Королевских ВВС Великобритании перед войной. [29]
Вольфганг Мартини , кадровый офицер Люфтваффе , был основным пропагандистом радара в немецком верховном командовании. Хотя он не имел университетского образования, его понимание этой технологии было инстинктивным, и его участие, возможно, стало величайшим стимулом для дальнейшего развития радаров военного времени в Германии. В 1941 году он был произведен в генералы der Luftnachrichtentruppe (генерал воздушной связи) и оставался на этой должности до конца войны в мае 1945 года.
Все три рода объединенных вооруженных сил Вермахта нацистской Германии: Люфтваффе (ВВС), Кригсмарине (Военно-морской флот) и Хеер (армия); использовались немецкие радиолокационные технологии и оборудование. Хотя эти пользователи управляли рядом исследовательских лабораторий, подавляющее большинство радаров было поставлено четырьмя коммерческими фирмами: GEMA, Telefunken , Lorenz и Siemens & Halske . Ближе к концу войны в 1945 году GEMA возглавила работу по радарам в Германии, штат сотрудников которой увеличился до более чем 6000.
Официальное обозначение радиолокационных систем было FuMG ( Funkmessgerät , буквально «Радиоизмерительное устройство»), причем большинство из них также имело букву (например, G, T, L или S), указывающую производителя, а также число, показывающее год выпуска. выпуск и, возможно, буква или номер модели. Однако единообразия в обозначениях не было.
В начале 1938 года Кригсмарине профинансировала GEMA на разработку двух систем: одной для наводки, а другой для системы воздушного оповещения. В производстве первым типом стал 80-см (380 МГц) Flakleit , способный вести огонь по надводным или воздушным целям на дальности 80 км. Он имел конфигурацию антенны, очень похожую на американский SCR-268. Версия с фиксированным положением Flakleit-G включала в себя высотомер.
Вторым типом, разработанным GEMA, был Seetakt длиной 2,5 м (120 МГц) . На протяжении всей войны GEMA поставляла широкий выбор комплектов Seetakt , в основном для кораблей, но также и для нескольких типов подводных лодок. Большинство из них имели отличный модуль измерения дальности под названием Messkette (измерительная цепь), который обеспечивал точность дальности в пределах нескольких метров независимо от общей дальности. На корабельном Seetakt использовалась «матрасная» антенна, аналогичная «пружине» американского CXAM. [30]
Хотя Кригсмарине пыталась помешать GEMA работать с другими службами, Люфтваффе узнало о Seetakt и заказало свою собственную версию в конце 1938 года . Это был наземный радар под названием «Фрея» , работающий на расстоянии около 2,4 м (125 МГц). Пиковая мощность 15 кВт обеспечивает запас хода около 130 км. Базовый радар «Фрейя» постоянно совершенствовался, и в конечном итоге было построено более 1000 систем.
В 1940 году Йозеф Каммхубер использовал «Фрейас» в новой сети ПВО, простирающейся через Нидерланды , Бельгию и Францию . Названная союзниками « линией Каммхубера» , она состояла из ряда ячеек под кодовым названием «Химмельбетт » (кровать с балдахином), каждая из которых охватывала территорию шириной около 45 км и глубиной 30 км и содержала радар, несколько прожекторов и основной и резервный ночные истребители. Это было относительно эффективно, за исключением случаев, когда небо было пасмурным. Для устранения этого недостатка потребовался новый радар наведения орудия, и Люфтваффе заключило контракт с Telefunken на поставку такой системы.
Под руководством Вильгельма Рунге новый радар был построен компанией Telefunken на основе нового триода, способного выдавать импульсную мощность 10 кВт на расстоянии 60 см (500 МГц). Под кодовым названием Вюрцбург (ведущий инженер Рунге предпочитает кодовые названия немецких городов, таких как Вюрцбург ), он имел 3-метровый (10 футов) параболический отражатель, поставляемый компанией Zeppelin, и был эффективен на дальности около 40 км для самолетов. . К каждому «Химмельбетту» обычно добавлялись два таких радара : один для обнаружения цели от « Фреи» , а второй для отслеживания истребителей. Требуя только одного оператора, « Вюрцбург» стал основной мобильной системой наводки, используемой Люфтваффе и Хеером во время войны. В конечном итоге было выпущено около 4000 различных версий базовой системы.
Система ПВО постоянно модернизировалась. Чтобы улучшить дальность и точность, Telefunken разработала диполи Würzburg-Riese , а GEMA увеличила диполи Freya , создав Mammut и Wassermann . У « Вюрцбург-Ризе» («Гигантский Вюрцбург ») была тарелка длиной 7,5 м (25 футов) (еще один продукт компании «Цеппелин»), которая была установлена на железнодорожном вагоне. Система также имела увеличенную мощность передатчика; в сочетании с увеличенным отражателем это позволило увеличить дальность действия до 70 км, а также значительно повысить точность. Было построено около 1500 таких радиолокационных систем.
« Маммут» («Мамонт») использовал 16 «Фрей» , соединенных в гигантскую антенну размером 30 на 10 метров (100 на 33 фута) с фазированной решеткой направления луча — метод, который в конечном итоге стал стандартом для радаров. Он имел дальность действия до 300 км и ширину около 100 градусов с точностью около 0,5 градуса. Было построено около 30 комплектов, некоторые из которых располагались «спина к спине» для двунаправленного покрытия. У «Вассермана» ( «водника») было восемь «Фрей» , также с антеннами с фазированной решеткой, установленных на управляемой 56-метровой (190-футовой) башне и обеспечивающих дальность действия до 240 км. Вариант Wassermann-S имел радары, установленные на высоком цилиндре. Начиная с 1942 года было построено около 150 экземпляров всех типов. [31]
Требовалась система с большой дальностью действия для отслеживания группировок британских и американских бомбардировщиков, пересекающих Германию. Для этой цели консультанты Теодор Шультес и Ханс Холлманн разработали экспериментальный радар длиной 2,4 м (125 МГц) и мощностью 30 кВт под названием Panorama . Построенный компанией Siemens & Halske в 1941 году, он был установлен на бетонной башне в Треммене , в нескольких километрах к югу от Берлина. Антенна имела 18 диполей на длинной горизонтальной опоре и давала узкий вертикальный луч; он вращался со скоростью 6 об / мин, охватывая зону покрытия на 360 градусов примерно до 110 км.
На основе работы Panorama компания Siemens & Halske усовершенствовала эту систему и переименовала ее в Jagdschloss (охотничий домик). Они добавили второй переключаемый режим до 150 кВт на расстоянии 1,2 м (250 МГц), увеличив дальность действия почти до 200 км. Информация от приемников передавалась по коаксиальному кабелю или 50-сантиметровой линии связи от башни в центральный командный пункт, где использовалась для наведения истребителей. В дисплее использовалась ЭЛТ с полярной координатой (PPI) Холлмана, первая немецкая система с этим устройством; он также был добавлен в Панораму. Jagdschloss поступил на вооружение в конце 1943 года, и в конечном итоге было построено около 80 систем. Jagdwagen (охотничий автомобиль) представлял собой мобильную одночастотную версию ; работая на частоте 54 см (560 МГц), он имел антенную систему соответственно меньшего размера.
В рамках проекта, финансируемого собственными силами, фирма Lorenz AG разработала установку с импульсной модуляцией. « Хеер» заключил контракт на несколько комплектов для поддержки зенитной артиллерии , но затем эта задача была передана Люфтваффе . В течение нескольких лет Лоренц безуспешно продавал новые версии под названием Kurfürst и Kurmark (оба термина Священной Римской Империи ). По мере продолжения войны Люфтваффе осознало необходимость в дополнительных радарах. Лоренц снова модифицировал свои комплекты, превратив их в Tiefentwiel , передвижную систему, созданную в дополнение к Freya для борьбы с низколетящими самолетами, и Jagdwagen , мобильное подразделение, используемое для воздушного наблюдения. Эти устройства диаметром 54 см (560 МГц) с индикаторами положения в плане имели две антенны, опирающиеся на параболические сетчатые отражатели на вращающихся раздвоенных рамах, которые поднимались над кабиной оборудования. Начиная с 1944 года обе эти системы производились Лоренцем для Люфтваффе в относительно небольших количествах.
Хотя немецкие исследователи разработали магнетроны в начале 1930-х годов (Ганс Холлманн получил патент США на свое устройство в июле 1938 года), ни один из них не подходил для военных радаров. В феврале 1943 года над Нидерландами был сбит британский бомбардировщик с радаром H2S , а 10-сантиметровый магнетрон был найден неповрежденным. Вскоре был открыт секрет создания успешных магнетронов и началась разработка микроволновых радаров.
Компании Telefunken было поручено построить комплект для наводки зенитных орудий , и в начале 1944 года появился 10-сантиметровый комплект под кодовым названием Marbach . При использовании 3-метрового мангеймского рефлектора этот комплект имел дальность обнаружения около 30 км. Его важнейшей характеристикой была относительная невосприимчивость к «Окону» — мякине , используемой англичанами в качестве средства противодействия 50-см «Вюрцбургу» . « Марбах» производился в ограниченном количестве для зенитных батарей в ряде крупных промышленных городов.
Было разработано еще несколько 10-сантиметровых наборов, но ни один из них не поступил в массовое производство. Одним из них был Jagdschloss Z , экспериментальная установка типа «Панорама» с импульсной мощностью 100 кВт, построенная Siemens & Halske. «Клумбах» представлял собой аналогичный комплект, но с импульсной мощностью всего 15 кВт и с использованием цилиндрического параболического отражателя для создания очень узкого луча; при использовании с «Марбахом» комбинированная система управления огнем называлась «Эгерланд» .
Ближе к концу 1943 года немцы также сохранили радары с 3-сантиметровыми магнетронами, но установки, работающие на этой длине волны, так и не были произведены. Однако они сыграли важную роль в разработке немцами средств противодействия, в частности приемников радиолокационного предупреждения .
В июне 1941 года бомбардировщик британских ВВС, оснащенный радаром ASV (воздух-поверхность) Mk II, совершил вынужденную посадку во Франции. Хотя экипаж пытался уничтожить установку, останков было достаточно, чтобы Немецкая авиационная лаборатория смогла определить принцип действия и его функцию. Испытания показали достоинства такого радара, и Вольфганг Мартини также увидел ценность и поручил Лоренцу разработать аналогичную систему.
Имея опыт работы в области авиационного навигационного оборудования и опыт разработки собственных наземных радиолокационных систем, Лоренц имел отличные возможности для этого проекта. К концу года они построили набор на основе своей конструкции Kurfürst/Kurmark , но значительно уменьшенный в размерах и весе и с улучшенной электроникой. Обозначенный FuG 200 Hohentwiel , он производил импульсную мощность 50 кВт на частотах нижнего диапазона УВЧ (545 МГц) и имел очень низкую частоту повторения импульсов 50 Гц. В установке использовались две отдельные антенные схемы, обеспечивающие поиск как вперед, так и сбоку. [32]
Демонстрация Хоэнтвиля обнаружила большой корабль на расстоянии 80 км, надводную подводную лодку на расстоянии 40 км, перископ подводной лодки на расстоянии 6 км, самолет на расстоянии от 10 до 20 км и наземные объекты на расстоянии от 120 до 150 км. Точность пеленга около 1 градуса была получена за счет быстрого переключения между двумя антеннами приемника, направленными под углом 30 градусов с каждой стороны от направления антенны передатчика. Запущенный в производство в 1942 году Хоэнтвиль имел большой успех. Впервые он был использован на больших самолетах-разведчиках, таких как Fw 200 Condor . В 1943 году Hohentwiel-U , приспособление для использования на подводных лодках, обеспечивало дальность действия 7 км для надводных кораблей и 20 км для самолетов. Всего поставлялось около 150 комплектов в месяц.
Использование в своих системах ПВО точных радаров « Фрея» и «Вюрцбург» позволило немцам несколько менее энергично подойти к разработке бортовых радиолокаторов. В отличие от британцев, чьи неточные системы CH требовали наличия какой-либо системы в самолете, Würzburg был достаточно точным, чтобы позволить им оставить радар на земле. Это снова стало преследовать их, когда британцы открыли принцип действия тактики Химмельбетта , и разработка воздушно-десантной системы стала гораздо более важной.
В начале 1941 года ПВО осознала необходимость наличия радара на своих ночных истребителях. Требования были переданы Рунге в Telefunken, и к лету прототип системы был протестирован. Под кодовым названием Lichtenstein изначально это была система низкого диапазона УВЧ (485 МГц) мощностью 1,5 кВт в самой ранней модели B/C , обычно основанная на технологии, которая теперь хорошо зарекомендовала себя Telefunken для Вюрцбурга. Проблемы конструкции заключались в уменьшении веса, обеспечении хорошей минимальной дальности действия (очень важно для боя воздух-воздух) и соответствующей конструкции антенны. Превосходная минимальная дальность действия в 200 м была достигнута за счет тщательного формирования импульса. Антенная решетка « Матраце » в полном виде имела шестнадцать диполей с отражателями (всего 32 элемента), что давало широкое поле поиска и типичную максимальную дальность 4 км (ограниченную помехами от земли и в зависимости от высоты), но производило большое аэродинамическое сопротивление. В линии передачи был вставлен вращающийся фазовращатель для создания вращающегося луча. Угол места и азимут цели относительно истребителя отображались соответствующими позициями на трехтрубном ЭЛТ-дисплее. [33]
Первые серийные комплекты ( Lichtenstein B/C ) поступили в продажу в феврале 1942 года, но в бой были приняты только в сентябре. Пилоты Nachtjäger (ночных истребителей) к своему ужасу обнаружили, что 32-элементная антенная решетка Matratze замедляет их самолет на целых 50 км/ч. В мае 1943 года в Шотландии приземлился ночной истребитель Ju 88R-1 с B/C , который до сих пор сохранился как отреставрированный музейный экспонат; его доставили в Шотландию трое пилотов-дезертиров Люфтваффе . Британцы сразу же осознали, что у них уже есть отличная контрмера в Окне (мякина, использованная против Вюрцбурга ) ; за короткое время полезность B/C значительно снизилась.
Когда в Германии осознали проблему соломы, было решено сделать длину волны переменной, что позволит оператору настраиваться на отражения соломы. В середине 1943 года был выпущен значительно улучшенный Lichtenstein SN-2 , работавший в диапазоне УКВ с длиной волны, изменяемой от 3,7 до 4,1 м (от 81 до 73 МГц). Британцам потребовалось больше времени, чтобы найти помехи для СН-2 , но в конечном итоге это было достигнуто после июля 1944 года. Гораздо более длинный набор из восьми дипольных элементов для полной антенной решетки Hirschgeweih (оленьи рога) заменил набор из тридцати двух элементов Массив Matratze из комплектов B/C и C-1 УВЧ-диапазона, но поскольку ранние комплекты SN-2 имели недостаточную минимальную дальность действия около полукилометра, самолетам часто приходилось сохранять более раннее оборудование, чтобы компенсировать это до тех пор, пока недостаток был устранен. Иногда это приводило к тому, что носовые части немецких ночных истребителей украшали полные комплекты антенн Matratze и Hirschgeweih , вызывая катастрофическую проблему с сопротивлением, пока не была создана «одна четверть» подмножества антенн Matratze для центрально установленной установки на носу, заменяющей полная УВЧ-матрица из четырех комплектов. Затем, когда проблема минимальной дальности была решена с комплектами SN-2 позже, в 1943 году, более ранние комплекты B/C и C-1 УВЧ-диапазона и их антенны можно было полностью удалить. В качестве запланированной замены серии комплектов Лихтенштейна разработанный правительством радар «Нептун» , работающий на третьем наборе различных частот среднего диапазона ОВЧ (от 125 МГц до 187 МГц), чтобы избежать помех «Окна », был запущен в производство в начале 1944 года, и могли использовать те же антенны Хиршгвейха - с установленными более короткими диполями - которые использовались в комплектах СН-2. К 1943-44 годам радары СН-2 и «Нептун» могли также использовать экспериментальную радиолокационную антенну ОВЧ-диапазона Morgenstern German AI, используя две пары трехдипольных антенн Яги , расположенных под углом 90 ° , установленных на одной выступающей вперед мачте. что позволяет разместить решетку в целях снижения лобового сопротивления внутри конического фанерного обтекателя с резиновым покрытием на носовой части самолета, при этом крайние кончики антенных элементов Моргенштерна выступают из поверхности обтекателя. По крайней мере, один ночной истребитель Ju 88G-6 из штабного звена ночного истребительного авиаполка NJG 4 использовал его в конце войны для своей радиолокационной установки Lichtenstein SN-2 AI. [34]
Хотя Telefunken ранее не занималась радарами любого типа для истребительной авиации, в 1944 году они начали переоборудование 10-сантиметровой установки Marbach для этого применения. Сбитые американские и британские самолеты разобрали на предмет компонентов радаров; Особый интерес представляли поворотные механизмы, используемые для сканирования луча по зоне поиска. Бортовая установка с закрытой параболической антенной с полуэллиптическим обтекателем под кодовым названием FuG 240 Berlin была завершена в январе 1945 года, около 40 установок было построено и установлено на ночных истребителях. Несколько установок под кодовым названием « Берлин-S » также были построены для наблюдения на корабле.
В годы, предшествовавшие Второй мировой войне, в Японии были опытные исследователи в области технологий, необходимых для радаров; они были особенно продвинуты в разработке магнетронов. Однако отсутствие понимания потенциала радаров и соперничество между армией, флотом и гражданскими исследовательскими группами означало, что развитие Японии было медленным. Лишь в ноябре 1941 года, всего за несколько дней до нападения на Перл-Харбор , Япония ввела в эксплуатацию свою первую полноценную радиолокационную систему. В августе 1942 года морская пехота США захватила одну из этих первых систем, и, хотя она была грубой даже по меркам первых американских радаров, тот факт, что у японцев были какие-либо радиолокационные возможности, стал неожиданностью. Японская радиолокационная технология на протяжении всей войны отставала от технологий Америки, Великобритании и Германии на 3–5 лет. [35]
Крупным лидером в раннем развитии технологий был Хидецугу Яги , профессор и исследователь с международным статусом. Его работы конца 1920-х годов по конструкции антенн и магнетронов внимательно изучались учеными и инженерами во всем мире. Однако ему не разрешили участвовать в разработке японских радаров военного времени. Его ранним работам японские военные уделили так мало внимания, что, когда они получили трофейный британский радар, они сначала не подозревали, что «Яги » , упомянутый в сопроводительных примечаниях, относится к японскому изобретению.
Хотя Япония присоединилась к нацистской Германии и фашистской Италии по Тройственному пакту в 1936 году, обмена технической информацией практически не было. Ситуация изменилась в декабре 1940 года, когда группе японских офицеров, представляющих армейскую технику, было разрешено посетить Германию, а в январе за ней последовала аналогичная группа из ВМФ. В ходе визита японцам были показаны немецкие радары и британский MRU (их первый радар управления прожектором), оставшиеся во время эвакуации из Дюнкерка . Кроме того, получивший немецкое образование Йоджи Ито , руководитель делегации ВМФ, смог получить от принимающей стороны информацию об импульсной работе MRU. Ито немедленно отправил эту информацию домой дипломатическим курьером, и ВМС начали работу над первым настоящим радаром Японии.
После начала войны с Соединенными Штатами в декабре 1941 года немцы отправили в Японию радар из Вюрцбурга . Подводная лодка с этим оборудованием была затоплена по пути, и та же участь постигла второй комплект; однако некоторое ключевое оборудование и документация, отправленные на отдельном судне, дошли благополучно.
Когда Сингапур был захвачен Японией в феврале 1942 года, были найдены остатки того, что оказалось британским радаром GL Mk-2 и радаром управления прожектором (SLC). Вместе с аппаратным обеспечением прилагался набор рукописных заметок, подробно описывающих теорию и работу SLC. В мае следующего года в Коррегидоре похитители обнаружили два радара армии США, SCR-268 в рабочем состоянии и сильно поврежденный SCR-270 . В результате редкого сотрудничества армия и флот совместно провели реверс-инжиниринг этих наборов.
Для армии и флота было разработано около 7250 радиолокационных комплексов 30 различных типов.
Научно-исследовательский технологический институт Тама (TTRI) был создан армией для того, чтобы возглавить разработку так называемого радиодальномера (RRF). TTRI была укомплектована компетентным персоналом, но большая часть их опытно-конструкторских работ выполнялась подрядчиками исследовательских лабораторий Toshiba Shibaura Denki ( Toshiba ) и Nippon Electric Company ( NEC ). [36]
В TTRI создана система обозначения армейского радиолокационного оборудования на основе его использования. Префиксами были Та-Чи (здесь записано как Тачи) для наземных систем, Та-Се для корабельных систем и Та-Ки для бортовых систем. «Та» обозначало Тама, «Чи» — от цути (земля), «Се» — пороги мидзу (вода), а «Ки» — от куки (воздух).
В июне 1942 года NEC и Toshiba приступили к проектам на базе SCR-268. Американская система работала на расстоянии 1,5 м (200 МГц). Он имел очень сложный набор из трех антенн на горизонтальной вращающейся стреле и использовал лепестковое переключение. Проект NEC представлял собой систему сопровождения целей, получившую обозначение Tachi-1, по сути являющуюся копией SCR-268. Дублирование этой системы оказалось слишком сложным, и вскоре от Тачи-1 отказались. В Toshiba также разрабатывался проект системы сопровождения целей, получившей обозначение Tachi-2. Это должно было включить множество упрощений в SCR-268. Предварительные испытания показали, что он будет слишком хрупким для эксплуатации в полевых условиях; этот проект также был заброшен.
Британский GL Mk 2 был намного проще, чем SCR-268, и его легко было реконструировать; кроме того, были доступны записи по SLC. Отсюда появился Тачи-3, наземный радар слежения. Это включало множество существенных изменений в первоначальную британскую систему; Прежде всего, это было изменение конфигурации с фиксированным местоположением и совершенно другая антенная система.
Передатчик Тачи-3 работал на расстоянии 3,75 м (80 МГц) и выдавал пиковую мощность около 50 кВт с шириной импульса от 1 до 2 мс и частотой повторения импульсов 1 или 2 кГц. Передатчик был разработан для размещения в подземном укрытии. В нем использовалась антенна Яги, которая жестко крепилась над укрытием и весь блок мог поворачиваться по азимуту. Путем фазирования антенных элементов можно добиться некоторого изменения угла места.
Приемник Тачи-3 находился в другом подземном укрытии примерно в 30 метрах от передатчика. Четыре дипольные антенны были установлены на ортогональных плечах, а укрытие и антенны вращались для сканирования по азимуту. Максимальная дальность составляла около 40 км. NEC построила около 150 таких комплектов, и они, наконец, поступили на вооружение в начале 1944 года.
Следующий проект Toshiba получил обозначение Tachi-4. Это было для наземного радара слежения, опять же с использованием SCR-268 в качестве образца. Тем не менее, при первоначальной работе на расстоянии 1,5 м (200 МГц) этот комплект работал достаточно хорошо, и было выпущено около 70 комплектов. Они начали службу в середине 1944 года; однако к тому времени Tachi-3 был доступен и превосходил его по характеристикам.
Инженеры Toshiba уже начали работу над системой с импульсной модуляцией. С прибытием поврежденного SCR-270 его части были включены в продолжающуюся разработку стационарной системы раннего предупреждения, получившей обозначение Tachi-6. Передатчик работал в диапазоне 3–4 м (100–75 МГц) с пиковой мощностью 50 кВт. В нем использовалась дипольная антенная решетка на вершине высокого столба. Несколько приемных станций были расположены на расстоянии около 100 м вокруг передатчика. Каждый из них имел вращающуюся вручную стойку с антеннами Яги на двух уровнях, позволяющими измерять азимут и высоту. Одна приемная станция могла отслеживать самолет, пока остальные его искали. Дальность действия до 300 км была достигнута и отображена на ЭЛТ-дисплее. Он поступил на вооружение в начале 1943 года; В итоге было построено около 350 систем Тачи-6.
Была добавлена переносная версия этой системы раннего предупреждения. Обозначенный Тачи-7, основное отличие заключалось в том, что передатчик со складной антенной находился на поддоне. Их было построено около 60. За этим последовал в 1944 году Тачи-18, гораздо более легкая и упрощенная версия, которую можно было носить с собой в войсках. Было построено несколько сотен таких «переносных» наборов, и некоторые из них были обнаружены, когда японцы покинули отдаленную оккупированную территорию. Все они продолжали работать в диапазоне 3–4 м.
Другие наземные радары, разработанные Имперской армией, включали два комплекта высотомеров, Тачи-20 и Тачи-35, но их слишком поздно приняли на вооружение. Был еще Тачи-28, радиолокационный комплекс наведения самолета. TTRI также разработала Tachi-24, слегка модифицированную версию немецкого радара «Вюрцбург» , но она так и не была запущена в производство.
Имперская армия имела собственные корабли разного размера: от штурмовых катеров до больших десантных кораблей. Для этого они разработали Tase-1 и Tase-2 — противонадводные радары. Императорская армия также имела собственные авиационные дивизии с истребителями, бомбардировщиками, транспортниками и разведывательными самолетами. Для этих самолетов было разработано всего две системы: «Таки-1» — бортовая обзорная РЛС в трех моделях и «Таки-11» — бортовой комплекс радиоэлектронного противодействия (ЭУР).
Военно-морской научно-исследовательский институт (НТИ) начал работу над системой с импульсной модуляцией в августе 1941 года, еще до возвращения Ёдзи Ито из Германии. При содействии NEC (Nippon Electric Company) и исследовательской лаборатории NHK (Японской радиовещательной корпорации) в кратчайшие сроки был разработан прототип набора. Кенджиро Такаянаги , главный инженер NHK, разработал схемы формирования импульсов и синхронизации, а также дисплей приемника. Прототип прошел испытания в начале сентября. [37]
Эта система, первый полноценный радар в Японии, получила обозначение Mark 1 Model 1. (Этот тип обозначения сокращен здесь только до цифр; например, Тип 11.) Система работала на расстоянии 3,0 м (100 МГц) с пиковой мощностью 40 кВт. Дипольные решетки с матовыми отражателями использовались в отдельных передающих и приемных антеннах. В ноябре 1941 года первый изготовленный Тип 11 был принят на вооружение в качестве наземной РЛС раннего предупреждения на побережье Тихого океана. Большая система, она весила около 8700 кг (19200 фунтов). За время войны было построено и использовалось около 30 комплектов. Дальность обнаружения составляла около 130 км (81 миль) для одиночных самолетов и 250 км (160 миль) для групп.
Тип 12, еще одна наземная система раннего предупреждения, появилась в 1942 году. Она была похожа на свою предшественницу, но легче по весу (около 6000 кг (13 000 фунтов) и на подвижной платформе. Было сделано три версии; они работали на высоте 2,0 м (150 МГц) или 1,5 м (200 МГц), каждая с пиковой мощностью всего 5 кВт. Меньшая мощность значительно уменьшала дальность действия. Было построено около 50 комплектов всех версий этих систем.
Другой похожей системой была Type 21. По сути, это была 200-мегагерцовая версия Type 12, переработанная для использования на корабле и весившая всего около 840 кг (1850 фунтов). Первые комплекты были установлены на линкоры «Исэ» и «Хьюга» в апреле 1942 года. Всего было построено около 40 комплектов.
В тот же период разрабатывался более гибкий в использовании Type 13. Этот комплект, работающий на высоте 2,0 м (150 МГц) и пиковой мощностью 10 кВт, является значительным достижением. Был разработан модульный дуплексер , позволяющий использовать общую антенну. При весе 1000 кг (2200 фунтов) (незначительная часть веса Типа 11) эту систему можно было легко использовать как на борту корабля, так и на наземных станциях. Его дальность обнаружения была примерно такой же, как у Типа 12. Он был принят на вооружение в конце 1942 года, а к 1944 году его также приспособили для использования на надводных подводных лодках. В конечном итоге было построено около 1000 комплектов, и Тип 13 был, безусловно, наиболее часто используемым радаром воздушного и надводного поиска Имперского флота.
Тип 14 представлял собой корабельную систему, предназначенную для дальнего поиска в воздухе. При пиковой мощности 100 кВт и работе на частоте 6 м (50 МГц) он весил 30 000 кг (66 000 фунтов). Только две из этих систем были приняты на вооружение в мае 1945 года, в самом конце войны.
Имперский флот построил два радара на базе трофейного SCR-268. Тип 41 был электронно похож на оригинал, но с двумя большими дипольными антенными решетками и был сконфигурирован для управления корабельным огнем. Было построено около 50 таких самолетов, и они поступили на вооружение в августе 1943 года. Тип 42 претерпел дополнительные изменения, включая переход на использование четырех антенн Яги. Около 60 из них были построены и приняты на вооружение в октябре 1944 года. Обе системы имели дальность действия около 40 км.
NTRI внес минимальные изменения в 60-см (500 МГц) Würzburg , в основном преобразовав генератор с электронных ламп на магнетрон. Результатом стал противокорабельный радар управления огнем Тип 23, предназначенный для крейсеров и более крупных кораблей. С переходом на магнетрон мощность снизилась примерно вдвое до пиковой мощности около 5 кВт; это давало дальность обнаружения большинства надводных кораблей всего 13 км (8,1 мили). Хотя прототип был завершен в марте 1944 года, было построено всего несколько комплектов, и в серийное производство он так и не был запущен.
Японская радиокомпания (JRC) долгое время работала с NTRI над разработкой магнетронов. В начале 1941 года компания JRC получила от NTRI контракт на проектирование и создание микроволновой системы обнаружения поверхности для военных кораблей. Обозначенный как Тип 22, он использовал магнетрон 10 см (3,0 ГГц) с импульсной модуляцией и водяным охлаждением, вырабатывающий пиковую мощность 2 кВт. Приемник представлял собой супергетеродинный тип с маломощным магнетроном в качестве гетеродина. Для передачи и приема использовались отдельные рупорные антенны. Они устанавливались на общей платформе, которая могла вращаться в горизонтальной плоскости. Поскольку это был первый полный комплект с магнетроном в Японии, ответственность за это возложили на Ёдзи Ито, который уделил ему особое внимание. [38]
Прототип Тип 22 был построен в октябре 1941 года; испытания показали, что он обнаруживает одиночные самолеты на расстоянии 17 км (11 миль), группы самолетов на расстоянии 35 км (22 мили) и надводные корабли на расстоянии более 30 км (19 миль) (в зависимости от высоты антенны над морем). Первые японские военные корабли с микроволновым радаром получили их в марте 1942 года, а к концу 1944 года микроволновый радар широко использовался на надводных кораблях и подводных лодках; было построено около 300 комплектов Тип 22.
Из-за плохой дальности полета Type 23 ( копия Вюрцбурга ) была начата разработка трех микроволновых систем для управления огнем. Type 31 работал на частоте 10 см (3 ГГц) и, как и Würzburg , использовал общий параболический отражатель. Хотя прототип мог обнаруживать более крупные корабли на расстоянии до 35 км, он был завершен только в марте 1945 года и так и не был запущен в производство.
Тип 32 представлял собой еще одну 10-сантиметровую систему, имевшую отдельные прямоугольные рупорные антенны. Дальность обнаружения крупных кораблей составляла около 30 км. Он вступил в строй в сентябре 1944 года, было выпущено около 60 комплектов. Тип 33 представлял собой еще один 10-сантиметровый комплект; в этом использовались отдельные круглые рупорные антенны. Прототип был завершен в августе 1944 года, но, как и у Типа 23, дальность обнаружения составляла всего 13 км, и в производство он не был запущен.
Имперский флот располагал большим количеством самолетов. Однако прошел почти год после начала войны, прежде чем на Авиационно-техническом депо ВМС Оппамы (ONATD) был разработан первый бортовой комплект. Первоначально обозначенный как Тип H-6, с построенным рядом экспериментальных комплектов, он в конечном итоге был произведен как Тип 64 и поступил на вооружение в августе 1942 года. Самая большая проблема при разработке заключалась в снижении веса до допустимого для самолета; В конечном итоге был достигнут вес 110 кг (240 фунтов).
Предназначенный как для воздушного, так и для надводного поиска, Тип 64 работал на расстоянии 2 м (150 МГц) с пиковой мощностью от 3 до 5 кВт и длительностью импульса 10 мс. Он использовал одну антенну Яги в носовой части самолета и диполи на каждой стороне фюзеляжа и мог обнаруживать крупные надводные корабли или полеты самолетов на расстоянии до 100 км (62 мили). Первоначально этот комплект использовался на четырехмоторных летающих лодках класса H8K, а затем на различных штурмовиках среднего размера и торпедоносцах. На сегодняшний день это был наиболее часто используемый бортовой радар: было произведено около 2000 комплектов.
В ONATD продолжалась разработка более легких систем. Тип Н-6 весом 60 кг (130 фунтов) был доступен в октябре 1944 года, но было построено всего 20 комплектов. Это был экспериментальный комплект длиной 1,2 м (250 МГц) и мощностью 2 кВт, предназначенный для одномоторного трехместного (пилот, стрелок и оператор РЛС) истребителя. Другим был Тип FM-3; работая на расстоянии 2 м (150 МГц) с пиковой мощностью 2 кВт, он весил 60 кг и имел дальность обнаружения до 70 км (43 мили). Специально разработанный для Kyūshū Q1W Tokai , нового двухмоторного трёхместного противолодочного самолёта, было построено около 100 комплектов, поступивших на вооружение в январе 1945 года.
При содействии NTRI и Yoji Ito ONATD также разработало единственный в Японии бортовой микроволновый радар. Обозначенный FD-2 (иногда FD-3), это был магнетронный комплект диаметром 25 см (1,2 ГГц), мощностью 2 кВт и весом около 70 кг. Он мог обнаруживать самолеты на расстоянии от 0,6 до 3 км (от 0,37 до 1,86 мили), что удовлетворительно для ночных истребителей ближнего действия, таких как Nakajima J1N1-S «Gekko» . Он использовал четыре антенны Яги, установленные в носовой части; отдельные элементы на передачу и прием были перекошены для поиска. В отличие от воздушной войны в Европе, Япония использовала мало ночных истребителей; следовательно, только в середине 1944 года Тип ФД-2 был принят на вооружение. Изготовлено около 100 комплектов.
Когда в Японии разрабатывались магнетроны, их первоначальным основным применением была передача энергии, а не радар. По мере увеличения выходной энергии этих устройств их применение в качестве оружия стало очевидным. Для исследований специального оружия в Симаде был построен крупный комплекс. В 1943 году начался проект по разработке Ку-го («Луча смерти») с использованием магнетронов. К концу войны были построены магнетроны, развивающие непрерывную мощность 100 кВт на частоте 75 см (400 МГц), и, по-видимому, предполагалось соединить 10 из них для получения луча мощностью 1000 кВт. По сути, все оборудование и документы в Симаде были уничтожены до того, как американцы достигли объекта. [39]
Первые прототипы радаров в Италии были разработаны еще в 1935 году исследователем электроники Уго Тиберио , который после окончания в 1927 году Королевской инженерной школы в Неаполе опубликовал несколько статей по электромагнетизму и во время военной службы был направлен в Управление военной связи. Институт в Риме, где полковник Луиджи Сакко, после наблюдения за некоторыми экспериментами Гульельмо Маркони по отражению радиоволн, дал ему задание проверить, можно ли использовать эти свойства радиоволн для определения местоположения удаленных объектов.
После его увольнения из Королевской армии работа Тиберио привлекла внимание Нелло Каррары , профессора Итальянской военно-морской академии Ливорно , который добился для него звания лейтенанта, чтобы позволить ему продолжить свои исследования в Академии. Это привело к разработке в период 1936–1937 годов первого действующего прототипа военно-морского радара ЕС-1 по прозвищу « Гуфо » (сова). [40]
Несмотря на их достижения, реализованные под руководством капитана ВМС Альфео Брандимарте , проект был остановлен из-за нехватки финансирования и ресурсов, поскольку и Тибери, и Каррара должны были выполнять свои преподавательские обязанности и могли заниматься исследованиями только в свободное время. Более того, несмотря на усилия капитана Брандимарте донести важность устройства до высших эшелонов итальянского королевского флота, его речи были встречены высокомерием и недоверием. Один адмирал зашел так далеко, что сказал ему: «За всю историю морской войны сражения происходили и днем, поэтому тот факт, что ваш прибор мог обнаружить корабли противника в ночное время, совершенно бесполезен!» .
Такое отношение сохранялось до 1941 года, когда интерес к радарам внезапно возродился вскоре после того, как итальянский флот потерпел серию тяжелых поражений в ночных боях против оснащенных радарами частей Королевского флота , особенно в битве у мыса Матапан , где более 3000 матросы и офицеры погибли в море, не успев сделать ни одного выстрела.
Первые испытания были проведены на борту миноносца «Джиачинто Карини» в апреле 1941 года. [41] Радиолокационные установки были произведены итальянской компанией SAFAR. К 8 сентября 1943 года, дню, когда Италия подписала перемирие с союзниками, на борту итальянских военных кораблей было установлено всего 12 устройств . [42] Начиная с весны 1943 года, итальянское верховное командование рекомендовало включать радар только в непосредственной близости от сил противника после неверного сообщения Германии о том, что у британцев есть приемники радиолокационного предупреждения, аналогичные Metox . Однако союзники не разрабатывали такую технологию до 1944 года. Несмотря на это, сообщалось, что экипажи широко использовали «Гуфо» в качестве поискового радара, не упоминая его в бортовом журнале корабля , чтобы избежать санкций. [43]
Радар использовался в бою лёгким крейсером Scipione Africano в ночь на 17 июля 1943 года при переходе из Ла Специи в Таранто , [44] [45] когда он обнаружил флотилию из четырёх британских торпедных катеров Elco в пяти милях впереди. в Мессинском проливе . Одна из моторных лодок, МТБ 316, была уничтожена орудиями крейсера, еще одна получила серьезные повреждения. Двенадцать британских моряков погибли. [46]
После перемирия в Италии в сентябре 1943 года вся документация, относящаяся к исследованиям и разработкам «Гуфо» и его наземной версии, названной «Фолага» ( лысуха ), построенной компанией Radiomarelli , была уничтожена по приказу итальянского Королевского флота. Командование не допустить его попадания в руки оккупационных немецко-фашистских войск. Брандимарте, получивший звание лейтенанта-коммандера за свои достижения в разработке радара, присоединился к итальянскому антифашистскому движению сопротивления, был взят в плен и впоследствии казнен немцами в 1944 году.
Когда война с Германией считалась неизбежной, Великобритания поделилась своими секретами RDF (радаров) с доминионами Содружества — Австралией , Канадой, Новой Зеландией и Южной Африкой — и попросила их разработать свои собственные возможности для местных систем. После того как Германия вторглась в Польшу в сентябре 1939 года, Великобритания и страны Содружества объявили войну Германии. В течение короткого времени все четыре страны Содружества имели в эксплуатации радиолокационные системы местной разработки, и большинство из них продолжали разработки на протяжении всей войны.
После того, как Австралия объявила войну Германии в сентябре 1939 года, Совет по научным и промышленным исследованиям создал Лабораторию радиофизики (RPL) в Сиднейском университете для проведения радиолокационных исследований. Под руководством Джона Х. Пидингтона их первый проект создал систему береговой обороны, получившую обозначение ShD , для австралийской армии . За этим последовала AW Mark 1 , система воздушного предупреждения для ВВС Австралии . Оба они работали на частоте 200 МГц (1,5 м).
Война с Японией началась в декабре 1941 года, а в феврале следующего года японские самолеты атаковали Дарвин, Северная территория . RPL попросила Инженерную группу железных дорог Нового Южного Уэльса разработать легкую антенну для радара воздушного предупреждения, также известную как Worledge Aerial. LW/AW Марк I.
В результате появился LW/AW Mark II ; около 130 таких транспортируемых по воздуху комплектов были построены и использовались вооруженными силами США и Австралии при первых высадках на острова в южной части Тихого океана, а также британцами в Бирме .
Американские войска, прибывшие в Австралию в 1942–43 годах, привезли с собой множество радиолокационных систем SCR-268 . Большинство из них было передано австралийцам, которые переоборудовали их в модифицированные устройства воздушного оповещения ( MAWD ). Эти 200-МГц системы были развернуты на 60 объектах по всей Австралии. В 1943–44 годах в RPL работало 300 человек над 48 радиолокационными проектами, многие из которых были связаны с усовершенствованием LW /AW . Был добавлен метод определения высоты ( LW/AWH ), а комплексные дисплеи превратили его в систему перехвата с земли ( LW/GCI ). Также существовало подразделение низколетящих самолетов ( LW/LFC ). Ближе к концу войны в 1945 году РПЛ работала над микроволновой системой определения высоты ( LW/AWH Mark II ). [47]
Из четырех стран Содружества Канада, безусловно, наиболее активно участвовала в разработке радаров во время войны. Основная ответственность лежала на Национальном исследовательском совете Канады (NRCC), в частности на его радиоотделе, возглавляемом Джоном Таскером Хендерсоном . Их первой попыткой была разработка системы наземного предупреждения для Королевского военно-морского флота Канады (RCN) для защиты входа в гавань Галифакса . Этот комплект, получивший название «Ночной сторож» ( NW ), мощностью 1 кВт, работающий на частоте 200 МГц (1,5 м), был завершен в июле 1940 года.
В сентябре 1940 года во время поездки в Соединенные Штаты для обмена опытом миссия Тизард посетила Канаду и рекомендовала Великобритании использовать канадский персонал и оборудование в дополнение к британским программам. Затем была основана компания Research Enterprises Limited (REL) для производства радиолокационного и оптического оборудования.
Следующей системой был корабельный комплекс, получивший обозначение SW1C , для корветов и торговых судов. Базовая электроника была аналогична NW, но изначально использовалась антенна Яги, которую поворачивали с помощью автомобильного руля. Впервые он был испытан в море в середине мая 1941 года. Инженером проекта от NRCC был Х. Росс Смит, который на протяжении всей войны отвечал за проекты RCN.
В начале 1942 года частоту SW1C изменили на 215 МГц (1,4 м) и добавили электропривод для вращения антенны. Он был известен как SW2C и производился REL для корветов и тральщиков. Более легкая версия, получившая обозначение SW3C , предназначалась для небольших судов, таких как моторные торпедные катера. В 1943 году был добавлен индикатор план-положения (PPI). В конечном итоге REL произвело несколько сотен комплектов ПО.
Для береговой обороны канадской армии была разработана установка на 200 МГц с передатчиком, аналогичным NW. Обозначенный CD , он использовал большую вращающуюся антенну на вершине 70-футовой деревянной башни. Поскольку огневой батальон находился на некотором расстоянии, «корректор смещения» автоматически компенсировал это разделение. КР вступила в строй в январе 1942 года .
После встреч миссии Тизард в Вашингтоне было решено, что Канада построит систему микроволновой наводки для канадской армии. Эта 10-см (3 ГГц) система получила обозначение GL IIIC , буква «C», чтобы отличать ее от аналогичных систем, разрабатываемых в Америке («A») и Великобритании («B»). (В конечном итоге американской системой стала SCR-584 .) Местный источник магнетронов был жизненно важен, и Национальная электрическая компания (NEC) в Монреале начала производство этих устройств.
GL IIIC размещался в двух прицепах: один с вращающейся кабиной, другой с фиксированной. Вращающийся назывался «Точный искатель местоположения» и содержал основное оборудование и отдельные антенны с параболическими отражателями для передачи и приема. В другом трейлере был установлен индикатор положения зоны — радар с частотой 150 МГц (2 м), который определял положение всех самолетов в зоне действия системы.
В середине 1941 года REL получила заказы на 660 систем GL IIIC . В июле прошла весьма удовлетворительная демонстрация прототипа системы, а к декабрю были построены первые шесть систем. В 1942 году и в следующем году возникло множество технических и административных проблем. В сентябре 1943 г. было принято решение использовать британскую и американскую системы для освобождения Европы; таким образом, крупный заказ REL так и не был исполнен.
Успех радиоотделения с экспериментальной установкой 10 см для армии побудил RCN запросить корабельную микроволновую установку раннего предупреждения. Была сформирована отдельная секция микроволнового оборудования, и в сентябре 1941 года началась разработка комплекта 10 см (3 ГГц), получившего обозначение RX/C . Из-за многочисленных изменений в требованиях RCN первые комплекты не были доступны до июля 1943 года. RX/C вобрал в себя многие характеристики наборов SW , но имел PPI-дисплей и антенну с параболическим рефлектором. Дальнейшие комплекты производились REL и использовались на протяжении всей войны.
Адмиралтейство Великобритании спросило об интересе и возможностях Канады в производстве 3-сантиметровых магнетронов. Это привело к разработке NEC 3-см устройства и полноценного 3-см (10 ГГц) радара для малых судов. В мае 1942 года Британское Адмиралтейство выдало официальный заказ на эти разработки. Набор получил обозначение Тип 268 (не путать с SCR-268 Корпуса связи США) и был специально разработан для обнаружения подводной трубки . После обширных испытаний и последующих изменений полномасштабное производство началось только в декабре 1944 года. До конца войны было изготовлено около 1600 комплектов Type 268 .
Хотя канадская армия была в основном удовлетворена системами CD с частотой 200 МГц , она все же попросила усовершенствовать работу до 10-см. Поскольку Секция микроволнового оборудования имела тогда большой опыт работы с этими системами, они легко разработали проект. Еще до того, как был построен прототип, армия заказала REL несколько комплектов, получивших обозначение CDX . Производство началось в феврале 1943 года, но фактически было поставлено всего 19 комплектов, из них 5 — в СССР.
Весной 1943 года немецкие подводные лодки начали действовать недалеко от морского пути Святого Лаврентия – основного маршрута кораблей из Канады в Великобританию. Чтобы противостоять этому, Королевские ВВС Канады (RCAF) попросили построить 12 комплектов микроволновой системы дальнего действия. Магнетрон мощностью 300 кВт на длине волны 10,7 см (2,8 ГГц) был разработан фирмой NEC. Для излучения узкого горизонтального луча для охвата морской поверхности Уильямом Х. Уотсоном из Университета Макгилла была разработана щелевая антенна размером 32 на 8 футов . Система получила обозначение MEW/AS ( противолодочная система раннего предупреждения микроволнового излучения ).
Передающая и приемная аппаратура располагалась за антенной, а узел мог вращаться со скоростью до 6 об/мин. Органы управления и дисплей PPI находились в соседнем стационарном здании. Он мог обнаруживать цели на расстоянии до 120 миль (196 км). Вторая версия, предназначенная для обнаружения высоколетящих самолетов, получила обозначение MEW/HF ( Height Finding ). При этом питание можно было переключить на вращающуюся антенну меньшего размера, которая давала узкий вертикальный луч. RCAF ввел в эксплуатацию обе версии MEW на нескольких объектах в Ньюфаундленде, Квебеке и Онтарио.
Помимо описанных ранее радиолокационных установок, в годы войны в Радиоотделе НРКЦ было спроектировано множество других — всего 30 всех типов. Из них 12 типов были переданы РЭЛ, где они были построены в количествах от нескольких до сотен; Всего до закрытия REL в сентябре 1946 года было произведено около 3000 штук .
В конце 1939 года Департамент научных и промышленных исследований Новой Зеландии (DSIR) создал два центра для разработки RDF: один, возглавляемый Чарльзом Уотсоном и Джорджем Манро (Уотсон-Манро), находился в радиоотделе Центрального почтового отделения Новой Зеландии в Веллингтоне . а другой, под руководством Фредерика Уайта, находился в Кентерберийском университетском колледже в Крайстчерче .
Задача группы Веллингтона заключалась в разработке наземных и воздушных комплексов РДФ для обнаружения приближающихся судов, а также комплекса для помощи в наведении артиллерийских орудий на береговые батареи. В течение нескольких месяцев они переоборудовали передатчик 180 МГц (1,6 м) и мощностью 1 кВт из почтового отделения на импульсную модуляцию и использовали его в системе под названием CW ( береговое наблюдение ). За CW последовала аналогичная, улучшенная система под названием CD ( Coast Defense ); он использовал ЭЛТ для отображения и имел лепестковое переключение приемной антенны. Он был принят на вооружение на военно-морской базе Девонпорт в Окленде . В тот же период частично завершенный комплект ASV 200 МГц из Великобритании был превращен в бортовой комплект для Королевских ВВС Новой Зеландии (RNZAF). Построено и принято на вооружение около 20 комплектов. Все три эти РЛС были приняты на вооружение до конца 1940 года.
Группа в Крайстчерче должна была разработать комплект для обнаружения самолетов и других судов на борту корабля, а также сопутствующий комплект для управления корабельным артиллерийским огнем. Это был меньший штат, и работа шла гораздо медленнее, но к июлю 1940 года они разработали экспериментальную установку управления огнем УКВ и испытали ее на вооруженном торговом крейсере « Моноваи» . Затем он был усовершенствован и стал SWG 430 МГц (70 см) ( корабельное предупреждение, артиллерийское дело ), а в августе 1941 года поступил на вооружение крейсеров Archilles и Leander , переданных недавно сформированному Королевскому военно-морскому флоту Новой Зеландии (RNZN).
Это же базовое оборудование использовалось группой из Крайстчерча при разработке корабельной системы воздушного и надводного предупреждения. Основное отличие заключалось в том, что антенны SW можно было направлять по углу места для обнаружения самолетов. Обозначенный SW ( Ship Warning ), он обычно устанавливался вместе с SWG . По восемь экземпляров каждого типа в конечном итоге были приняты РНЗН. Несколько SWG были также построены для британского флота, дислоцированного в Сингапуре ; некоторые из них вместе с руководствами были захвачены японцами в начале 1942 года.
После отправки инженеров в Радационную лабораторию в США для изучения их продукции, был реализован проект по разработке мобильных 10-сантиметровых (3 ГГц) систем наблюдения за берегом и управления надводным огнем, которые можно было бы использовать по всему Тихому океану. Учитывая большой спрос на такие системы, до конца 1942 года была разработана и испытана экспериментальная установка.
Обозначенный ME , электроника была установлена в кабине 10-колесного грузовика, а второй грузовик перевозил электрогенератор и мастерскую. Оборудование было построено как в Крайстчерче, так и в Веллингтоне. Радар имел единственную параболическую антенну, расположенную на крыше, и использовался ЭЛТ-указатель положения в плане, первый подобный в Новой Зеландии. Первый из них поступил на вооружение в начале 1943 года для поддержки американской базы торпедных катеров на Соломоновых островах . Некоторые из радаров МД использовались для замены установок CW с частотой 200 МГц , а несколько систем были построены для работы на тральщиках РНЗН.
По мере продвижения союзников в Тихом океане возникла необходимость в системе предупреждения дальнего действия, которую можно было бы быстро установить после вторжения. RDL восприняла этот проект в конце 1942 года, и через несколько месяцев были доступны шесть систем дальнего воздушного предупреждения ( LWAW ). Они работали на частоте 100 МГц (3 м) и, как и микроволновые установки, устанавливались на грузовиках. Обычно использовалась одна антенна Яги, но существовала также широкополосная антенна, которую можно было использовать, когда была установлена более постоянная работа. Дальность действия «Яги» составляла около 150 км; с бортовым залпом эта дальность увеличилась до более чем 200 км.
С начала в конце 1939 года в Новой Зеландии было построено 117 радиолокационных установок всех типов, все небольшими группами; ни один тип так и не был запущен в серийное производство. После 1943 года в стране производилось мало такого оборудования, и боевые корабли РНЗН затем были снабжены британским снаряжением взамен более ранних новозеландских комплектов. [49]
Радиолокационные системы разрабатывались с 1939 года; Первоначально производилась в Новой Зеландии, но затем (из-за трудностей с поиском компонентов) производилась в Великобритании. Переносные радиолокационные установки GCI были развернуты в Тихом океане, в том числе одна с персоналом RNZAF на американском аэродроме Хендерсон-Филд, Гуадалканал, в сентябре 1942 года, где американские установки SCR 270-B не могли определять высоту и были недостаточными для частых японских ночных налетов. В первой половине 1943 года дополнительные новозеландские радиолокационные подразделения и персонал были отправлены в Тихий океан по запросу COMSOPAC адмирала Хэлси. [50]
Как и в Великобритании, разработка RDF (радаров) в Южной Африке возникла из исследовательской организации, занимающейся грозовыми приборами: Института геофизических исследований Бернарда Прайса (BPI), подразделения Университета Витватерсранда в Йоханнесбурге . Когда премьер-министру Яну Смэтсу рассказали об этой новой технологии, он попросил, чтобы ресурсы BPI были направлены на эти усилия на время войны. Возглавить эту работу был назначен Бэзил Шонланд , всемирно признанный специалист в области обнаружения и анализа молний.
Имея не что иное, как копии некоторых «расплывчатых документов» и заметки, предоставленные представителем Новой Зеландии на брифингах в Англии, Шонланд и небольшая группа начали разработку в конце сентября 1939 года. До конца ноября различные элементы системы были завершено, и все это с использованием локально доступных компонентов. Они были собраны в отдельных транспортных средствах для передатчика и приемника.
Передатчик работал на частоте 90 МГц (3,3 м) и имел мощность около 500 Вт. Ширина импульса составляла 20 мкс, частота повторения импульсов - 50 Гц, синхронизировалась с линией электропередачи. Приемник был сверхрегенеративным, в нем использовались лампы типа 955 и 956 Acorn во входной части и усилитель ПЧ 9 МГц. Для передачи и приема использовались отдельные вращающиеся антенны со сложенными парами полноволновых диполей. Лучи имели ширину около 30 градусов, но азимут отраженного сигнала определялся точнее с помощью гониометра . Импульсы отображались на ЭЛТ коммерческого осциллографа.
До конца года полная система была собрана и обнаружила резервуар с водой на расстоянии около 8 км. Приемник был усовершенствован, импульсная мощность передатчика увеличена до 5 кВт. Прототип системы, получивший обозначение JB-1 (от Йоханнесбурга), был доставлен недалеко от Дурбана на побережье для эксплуатационных испытаний. Там он обнаружил корабли в Индийском океане , а также самолеты на дальностях до 80 км.
В начале марта 1940 года первая система JB-1 была развернута в Мамбруи на побережье Кении , помогая зенитной бригаде перехватывать атакующие итальянские бомбардировщики, отслеживая их на расстоянии до 120 километров (75 миль). В начале 1941 года шесть систем были развернуты в Восточной Африке и Египте ; Системы JB также были размещены в четырех основных портах Южной Африки.
Усовершенствованная система, получившая обозначение JB-3 , была построена в БПИ; наиболее важными изменениями стали использование приемопередающего устройства (дуплексера ) , позволяющего использовать общую антенну, и увеличение частоты до 120 МГц (2,5 м). Дальность увеличилась до 150 км для самолетов и 30 км для малых кораблей при точности пеленга 1–2 градуса. Двенадцать комплектов радаров JB-3 начали развертывать у побережья Южной Африки в июне 1941 года.
К середине 1942 года британские радары были готовы удовлетворить все новые потребности Южной Африки. Таким образом, никаких дальнейших разработок в BPI не произошло. Большая часть персонала пошла в армию. Бэзил Шонланд, будучи подполковником южноафриканской армии , отправился в Великобританию, чтобы служить суперинтендантом армейской группы оперативных исследований, а затем научным советником фельдмаршала Бернарда Монтгомери . [51]
Магнетрон ошеломил американцев . Их исследования отставали на годы.