Радар во Второй мировой войне оказал большое влияние 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 независимо развивалась в ряде стран в середине 1930-х годов. [2] К началу войны в сентябре 1939 года и в Соединенном Королевстве, и в Германии были функционирующие радиолокационные системы. В Великобритании она называлась RDF, Range and Direction Finding , в то время как в Германии использовалось название Funkmeß (радиоизмерение), а аппараты назывались Funkmessgerät (радиоизмерительное устройство). Ко времени битвы за Британию в середине 1940 года Королевские военно-воздушные силы (RAF) полностью интегрировали RDF как часть национальной противовоздушной обороны.
В Соединенных Штатах эта технология была продемонстрирована в декабре 1934 года. [3] Однако только когда война стала вероятной, США осознали потенциал новой технологии и начали разработку корабельных и наземных систем. ВМС США выставили первую из них в начале 1940 года, а годом позже — армия США . Аббревиатура RADAR (Radio Detection And Ranging) 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, HF или VHF ). В феврале 1940 года Великобритания разработала резонансно-полостной магнетрон , способный производить микроволновую мощность в киловаттном диапазоне, что открыло путь к радиолокационным системам второго поколения. [4]
После падения Франции Британия поняла, что производственные возможности Соединенных Штатов имеют жизненно важное значение для успеха в войне; таким образом, хотя Америка еще не была воюющей стороной, премьер-министр Уинстон Черчилль распорядился, чтобы технологические секреты Великобритании были переданы в обмен на необходимые возможности. Летом 1940 года миссия Тизарда посетила Соединенные Штаты. Резонансный магнетрон был продемонстрирован американцам в RCA, Bell Labs и т. д. Он был в 100 раз мощнее всего, что они видели. [5] Bell Labs смогла повторить производительность, и была создана Радиационная лаборатория в Массачусетском технологическом институте для разработки микроволновых радаров. Магнетрон был позже описан американскими военными учеными 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 технологии RDF в Соединенном Королевстве, были начаты Комитетом по аэронавтике сэра Генри Тизарда в начале 1935 года в ответ на острую необходимость предвидеть атаки немецких бомбардировщиков. Роберту А. Уотсону-Уотту на исследовательской радиостанции в Слау было поручено исследовать радио «луч смерти». В ответ Уотсон-Уотт и его научный помощник Арнольд Ф. Уилкинс ответили, что было бы более практично использовать радио для обнаружения и отслеживания вражеских самолетов. 26 февраля 1935 года предварительный тест, обычно называемый экспериментом Давентри , показал, что радиосигналы, отраженные от самолета, могут быть обнаружены. Средства на исследования были быстро выделены, и проект по разработке был начат в большой секретности на полуострове Орфорд-Несс в Саффолке . Э. Г. Боуэн был ответственным за разработку импульсного передатчика. 17 июня 1935 года исследовательский аппарат успешно обнаружил самолет на расстоянии 17 миль. В августе представитель Комитета Тизарда А. П. Роу предложил дать технологии кодовое название RDF, что означает определение дальности и направления .
В марте 1936 года научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы RDF были переведены на исследовательскую станцию Боудси, расположенную в поместье Боудси в графстве Саффолк. Пока эта операция находилась в ведении Министерства авиации, армия и флот подключились и вскоре инициировали собственные программы.
В Бодси инженеры и ученые развивали технологию RDF, но Уотсон-Уотт, глава группы, перешел от технической стороны к разработке практического интерфейса машина/человек. Посмотрев демонстрацию, в которой операторы пытались обнаружить «атакующий» бомбардировщик, он заметил, что основная проблема была не в технологиях, а в управлении и интерпретации информации. Следуя совету Уотсона-Уотта, к началу 1940 года Королевские ВВС 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 Бодси была временно переведена в Университетский колледж Данди в Шотландии. Год спустя операция была перемещена в район Уорт-Матраверс в Дорсете на южном побережье Англии и была названа Исследовательским институтом телекоммуникаций (TRE). В качестве последнего шага TRE был переведен в колледж Малверн в Грейт-Малверн .
Кратко описывается часть основного оборудования RDF/radar, используемого Министерством авиации. Всем системам было присвоено официальное обозначение Air Ministry Experimental Station (AMES) и номер типа; большинство из них перечислены по этой ссылке.
Незадолго до начала Второй мировой войны несколько станций RDF (радаров) в системе, известной как Chain Home (или CH ), были построены вдоль южного и восточного побережья Британии, на основе успешной модели в Бодси. CH была относительно простой системой. Передающая сторона состояла из двух стальных башен высотой 300 футов (90 м), соединенных рядом антенн между ними. Второй набор деревянных башен высотой 240 футов (73 м) использовался для приема с серией скрещенных антенн на разных высотах до 215 футов (65 м). Большинство станций имели более одного набора каждой антенны, настроенных для работы на разных частотах .
Типичные рабочие параметры ЦГ:
Выходной сигнал CH считывался с помощью осциллографа . Когда с башен вещания посылался импульс, видимая линия очень быстро перемещалась горизонтально по экрану. Выходной сигнал с приемника усиливался и подавался на вертикальную ось прицела, поэтому возврат от самолета отклонял луч вверх. Это формировало пик на дисплее, а расстояние от левой стороны — измеряемое с помощью небольшой шкалы в нижней части экрана — давало дальность цели. Вращая гониометр приемника , соединенный с антеннами, оператор мог оценить направление на цель (это было причиной крестообразной формы антенн), в то время как высота вертикального смещения указывала размер формации. Сравнивая силы, возвращенные с различных антенн на башне, можно было измерить высоту с некоторой точностью.
CH доказали свою высокую эффективность во время битвы за Британию и сыграли решающую роль в том, чтобы позволить RAF победить гораздо более крупные силы Люфтваффе . В то время как Люфтваффе полагались на часто устаревшие разведывательные данные и разведывательные вылеты истребителей, RAF с высокой степенью точности знали силы формирований Люфтваффе и предполагаемые цели. Секторные станции могли отправлять необходимое количество перехватчиков, часто только в небольших количествах. CH действовали как фактор увеличения силы , позволяя экономить ресурсы, как человеческие, так и материальные, и нуждаясь в том, чтобы подниматься в воздух только тогда, когда атака была неизбежна. Это значительно снижало усталость пилотов и самолетов.
В самом начале битвы Люфтваффе совершили ряд небольших, но эффективных налетов на несколько станций, включая Вентнор , но они были быстро восстановлены. Тем временем операторы транслировали сигналы, похожие на радиолокационные, с соседних станций, чтобы обмануть немцев, заставив их поверить, что покрытие продолжается. Атаки немцев были спорадическими и кратковременными. Немецкое верховное командование, по-видимому, никогда не понимало важности радаров для усилий Королевских ВВС, иначе они бы придали этим станциям гораздо более высокий приоритет. Больше разрушений было вызвано уничтожением телетайпных и наземных линий связи уязвимых надземных хижин управления и силовых кабелей к мачтам, чем атакой на сами открытые решетчатые башни.
Чтобы избежать системы CH, Люфтваффе применили другую тактику. Одна из них заключалась в приближении к береговой линии на очень малой высоте. Это было ожидаемо и в некоторой степени противостояло серии станций с более коротким радиусом действия, построенных прямо на побережье, известных как Chain Home Low ( CHL ). Эти системы были предназначены для морской артиллерийской установки и известны как Береговая оборона (CD), но их узкие лучи также означали, что они могли охватить область гораздо ближе к земле, не «видя» отражения земли или воды — известного как помехи . В отличие от более крупных систем CH, вещательную антенну и приемник CHL приходилось вращать; это делалось вручную на педально-кривошипной системе членами WAAF , пока система не была моторизована в 1941 году.
Системы, подобные CH, позднее были адаптированы с новым дисплеем для создания станций Ground-Controlled Intercept (GCI) в январе 1941 года. В этих системах антенна вращалась механически, а затем дисплей на пульте оператора. То есть, вместо одной линии по 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 в центре, при этом все самолеты отображались в виде точек в правильном месте в пространстве. Названные индикаторами положения плана (PPI), они упростили объем работы, необходимой для отслеживания цели со стороны оператора. Фило Тейлор Фарнсворт усовершенствовал версию своей кинескопной трубки ( электронно-лучевой трубки или ЭЛТ) и назвал ее «Иатрон». Она могла хранить изображение от миллисекунд до минут (даже часов). Одна версия, которая сохраняла изображение живым около секунды перед затуханием, оказалась полезным дополнением к эволюции радаров. Эта медленно затухающая дисплейная трубка использовалась авиадиспетчерами с самого начала радаров.
Люфтваффе стали избегать перехвата истребителей , летая ночью и в плохую погоду. Хотя станции управления Королевских ВВС знали о местоположении бомбардировщиков, они мало что могли с ними сделать, если только летчики-истребители не устанавливали визуальный контакт.
Эта проблема уже была предвидена, и успешная программа, начатая в 1936 году Эдвардом Джорджем Боуэном , разработала миниатюрную систему RDF, подходящую для самолетов, бортовой радиолокационный комплекс перехвата самолетов (AI) (Уотсон-Уотт назвал комплекты CH RDF-1, а AI RDF-2A). Первые комплекты AI были впервые предоставлены Королевским ВВС в 1939 году и установлены на самолетах Bristol Blenheim (быстро замененных на Bristol Beaufighters ). Эти меры значительно увеличили уровень потерь Люфтваффе.
Позже в ходе войны британские ночные самолеты-нарушители Mosquito были оснащены AI Mk VIII и более поздними модификациями, которые вместе с Serrate позволяли им отслеживать немецкие ночные истребители по их излучению сигналов Lichtenstein , а также устройством Perfectos , отслеживавшим немецкие IFF . В качестве контрмеры немецкие ночные истребители использовали детекторы радиолокационных сигналов Naxos ZR .
Во время тестирования радаров ИИ около поместья Боудси команда Боуэна заметила, что радар генерирует сильные отражения от кораблей и доков. Это было связано с вертикальными сторонами объектов, которые образовывали отличные частичные угловые отражатели , позволяя обнаруживать объекты на расстоянии в несколько миль. Команда сосредоточилась на этом приложении большую часть 1938 года.
Air-to-surface-vessel (ASV) Mark I, использующий электронику, похожую на ту, что была в наборах AI, был первым самолетным радаром, поступившим на вооружение в начале 1940 года. Его быстро заменил улучшенный Mark II, который включал антенны бокового сканирования, которые позволяли самолету дважды охватить область 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 резонаторного магнетрона Джоном Рэндаллом и Гарри Бутом из Бирмингемского университета в начале 1940 года ознаменовали собой значительный прогресс в возможностях радаров. Получившийся магнетрон был небольшим устройством, которое генерировало мощные микроволновые частоты и позволило 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 гораздо меньшие объекты и использовать гораздо меньшие антенны , чем более ранние, более низкочастотные радары. Радар с длиной волны 2 метра (диапазон ОВЧ, 150 МГц) не может обнаруживать объекты, которые 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 антенной разумного размера.
Кроме того, необходимы были настраиваемый локальный генератор и смеситель для приемника. Это были целевые разработки, первая из которых была разработана RW Sutton, который разработал рефлекторный клистрон NR89 , или «трубку Sutton». Последняя была разработана HWB Skinner, который разработал кристалл «кошачий ус».
В конце 1939 года, когда было принято решение о разработке 10-сантиметрового радара, не было подходящих активных устройств — ни мощного магнетрона, ни отражательного клистрона, ни проверенного микроволнового кристаллического смесителя, ни ячейки TR. К середине 1941 года Тип 271, первый военно-морской радар S-диапазона, уже находился в эксплуатации. [9]
Резонаторный магнетрон был, пожалуй, самым важным изобретением в истории радаров. В миссии Тизарда в сентябре 1940 года он был передан США бесплатно вместе с другими изобретениями, такими как реактивная технология, в обмен на американские НИОКР и производственные мощности; британцам срочно требовалось производить магнетрон в больших количествах. Эдвард Джордж Боуэн был прикреплен к миссии в качестве руководителя RDF. 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, были разработаны в Радиационной лаборатории, включая более 100 различных систем стоимостью 1,5 миллиарда долларов США . [10]
Когда впервые был разработан резонаторный магнетрон, его использование в микроволновых радиопеленгаторах было приостановлено, поскольку дуплексеры для VHF 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 , что позволило импульсному передатчику и приемнику использовать одну и ту же антенну, не влияя на приемник.
Сочетание магнетрона, TR-переключателя, небольшой антенны и высокого разрешения позволило устанавливать на самолетах небольшие мощные радары. Морские патрульные самолеты могли обнаруживать объекты размером с перископы подводных лодок , что позволяло самолетам отслеживать и атаковать подводные лодки, тогда как раньше можно было обнаружить только надводные лодки. Однако, согласно последним отчетам об истории обнаружения перископов ВМС США [11], первые минимальные возможности для обнаружения перископов появились только в 50-х и 60-х годах, и проблема не была полностью решена даже на рубеже тысячелетий. Кроме того, радар мог обнаруживать подводную лодку на гораздо большем расстоянии, чем визуальное наблюдение, не только днем, но и ночью, когда подводные лодки ранее могли безопасно всплывать и перезаряжать свои батареи. Сантиметровые радары контурного картирования, такие как H2S , и даже более высокочастотный созданный американцами H2X , позволили использовать новую тактику в стратегической бомбардировочной кампании . Сантиметровые радары наведения орудий были намного точнее, чем старые технологии; Радар улучшил военно-морскую артиллерию союзников и, вместе с неконтактным взрывателем , сделал зенитные орудия намного более эффективными. Две новые системы, используемые зенитными батареями, приписывают [ кем? ] уничтожение множества летающих бомб V-1 в конце лета 1944 года.
Во время разработки RDF Министерством авиации в Бодси было придано армейское подразделение для инициирования собственных проектов. Эти программы были направлены на систему Gun Laying (GL) для помощи в наведении зенитных орудий и прожекторов и систему Coastal Defense (CD) для управления береговой артиллерией. В состав армейского подразделения входили WAS Butement и PE Pollard, которые в 1930 году продемонстрировали радиолокационную аппаратуру, которая не получила дальнейшего развития в армии. [12]
Когда началась война и деятельность Министерства авиации была переведена в Данди , армейское подразделение стало частью нового центра разработок в Крайстчерче в Дорсете . Джон Д. Кокрофт , физик из Кембриджского университета , который был удостоен Нобелевской премии после войны за работу в области ядерной физики, стал директором. С расширением полномочий в середине 1941 года учреждение стало Научно-исследовательским и опытно-конструкторским центром противовоздушной обороны (ADRDE). Год спустя ADRDE переехал в Грейт-Малверн в Вустершире . В 1944 году он был переименован в Научно-исследовательский и опытно-конструкторский центр радаров (RRDE). [13]
В Бодси армейское подразделение разработало систему наведения артиллерийских орудий («GL»), названную транспортабельной радиостанцией ( TRU ). Поллард был руководителем проекта. Работая на частоте 60 МГц (6 м) с мощностью 50 кВт, TRU имела два фургона для электронного оборудования и фургон-генератор; она использовала 105-футовую переносную вышку для поддержки передающей антенны и двух приемных антенн. Опытный образец был испытан в октябре 1937 года, обнаруживая самолеты на расстоянии 60 миль; производство 400 комплектов, обозначенных GL Mk. I, началось в июне 1938 года. Министерство авиации приняло некоторые из этих комплектов для усиления сети CH в случае повреждения противником.
Комплекты GL Mk. I использовались за границей британской армией на Мальте и в Египте в 1939–40 годах. Семнадцать комплектов были отправлены во Францию с британскими экспедиционными силами ; в то время как большинство из них было уничтожено при эвакуации из Дюнкерка в конце мая 1940 года, несколько были захвачены неповрежденными, что дало немцам возможность изучить британский комплект RDF. Улучшенная версия, GL Mk. II , использовалась на протяжении всей войны; около 1700 комплектов были введены в эксплуатацию, включая более 200, поставленных Советскому Союзу . Оперативные исследования показали, что зенитные орудия, использующие GL, в среднем выпускали 4100 снарядов за попадание, по сравнению с примерно 20 000 снарядов для прогнозируемого огня с использованием обычного директора .
В начале 1938 года Алан Бутемент начал разработку системы береговой обороны ( CD ), которая включала некоторые из самых передовых функций в развивающейся технологии. Были использованы передатчик и приемник на 200 МГц, уже разрабатывавшиеся для комплектов AI и ASV ПВО, но, поскольку CD не будет находиться в воздухе, были возможны большая мощность и гораздо большая антенна . 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. Эта «широкая» решетка вращалась со скоростью 1,5 оборота в минуту, охватывая поле, охватывающее 360 градусов. Переключение лепестков было включено в передающую решетку, что давало высокую точность направления. Для анализа возможностей системы Бутемент сформулировал первое математическое соотношение, которое позже стало известным «уравнением дальности радара».
Хотя изначально он предназначался для обнаружения и управления огнем надводных судов, ранние испытания показали, что набор CD имеет гораздо лучшие возможности для обнаружения самолетов на малых высотах, чем существующий Chain Home. Следовательно, CD также был принят Королевскими ВВС для дополнения станций CH; в этой роли он получил обозначение Chain Home Low ( CHL ).
Когда резонаторный магнетрон стал практически применимым, ADEE сотрудничал с TRE в использовании его в экспериментальном 20-см GL-наборе. Он был впервые испытан и признан слишком хрупким для использования в полевых условиях в армии. ADEE стал ADRDE в начале 1941 года и начал разработку GL3B . Все оборудование, включая генератор энергии, размещалось в защищенном трейлере, увенчанном двумя 6-футовыми передающими и приемными антеннами на вращающемся основании, поскольку переключатель передачи-приема (TR), позволяющий одной антенне выполнять обе функции, еще не был усовершенствован. Аналогичные микроволновые системы наведения пушек разрабатывались в Канаде (GL3C ) и в Америке (в конечном итоге получившие обозначение SCR-584 ). Хотя было изготовлено около 400 наборов GL3B , именно американская версия была наиболее многочисленной при обороне Лондона во время атак V-1 .
Экспериментальный отдел Сигнальной школы Его Величества (HMSS) присутствовал на ранних демонстрациях работы, проводимой в Орфорднессе и Бодси Мэнор. Расположенный в Портсмуте в Хэмпшире , Экспериментальный отдел имел независимые возможности для разработки беспроводных клапанов (вакуумных ламп) и предоставил лампы, используемые Боуденом в передатчике в Орфорд-Несс. Имея превосходные собственные исследовательские возможности, Адмиралтейство базировало свою разработку RDF на HMSS. Она оставалась в Портсмуте до 1942 года, когда ее переместили вглубь страны в более безопасные места в Уитли и Хаслмире в Суррее . Эти два предприятия стали Адмиралтейским сигнальным учреждением (ASE). [14]
Описано несколько типичных радаров. Обратите внимание, что номера типов не являются последовательными по дате.
Первым успешным RDF Королевского флота был Type 79Y Surface Warning , испытанный в море в начале 1938 года. Джон Д. С. Роулинсон был директором проекта. Этот 43-МГц (7-м), 70-киловаттный комплект использовал фиксированные передающие и приемные антенны и имел дальность действия от 30 до 50 миль, в зависимости от высоты антенны. К 1940 году он стал Type 281 , с увеличенной частотой до 85 МГц (3,5 м) и мощностью от 350 до 1000 кВт, в зависимости от ширины импульса. С управляемыми антеннами он также использовался для управления пушками. Впервые он был использован в бою в марте 1941 года со значительным успехом. Type 281B использовал общую передающую и приемную антенну. Type 281 , включая версию B, был самой испытанной в боях метрической системой Королевского флота на протяжении всей войны.
В 1938 году Джон Ф. Коулз начал разработку оборудования 600 МГц (50 см). Более высокая частота позволяла использовать более узкие лучи (необходимые для поиска в воздухе) и антенны, более подходящие для использования на борту корабля. Первый 50-см комплект был Type 282. С выходной мощностью 25 кВт и парой антенн Yagi , включающих переключение 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. Чтобы использовать Type 282 в качестве дальномера для основного вооружения, использовалась антенна с большим цилиндрическим параболическим отражателем и 12 диполями. Этот комплект был обозначен как Type 285 и имел дальность действия 15 миль. Типы 282 и Type 285 использовались с 40-мм пушками Bofors . Тип 283 и Тип 284 были другими 50-см системами управления артиллерийским орудием. Тип 289 был разработан на основе голландской довоенной радарной технологии и использовал антенну Yagi. С улучшенной конструкцией RDF он управлял 40-мм зенитными орудиями Bofors (см. Электрическое подслушивающее устройство).
Критическая проблема обнаружения подводных лодок требовала систем RDF, работающих на более высоких частотах, чем существующие наборы, из-за меньших физических размеров подводной лодки, чем большинство других судов. Когда первый резонаторный магнетрон был доставлен в TRE, был построен демонстрационный макет и продемонстрирован Адмиралтейству. В начале ноября 1940 года группа из Портсмута под руководством SEA Landale была создана для разработки 10-сантиметрового набора оповещения 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 (называемые «сырными» антеннами) для создания узкого луча, который поддерживал контакт при качке корабля. Обозначенный как радар Типа 271 , набор был испытан в марте 1941 года, обнаружив перископ подводной лодки на расстоянии почти мили. Набор 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 была обнаружена Типом 271.
Первоначальный Тип 271 в основном использовался на небольших судах . В ASE Witley этот набор был модифицирован, чтобы стать Типом 272 и Типом 273 для более крупных судов. Используя более крупные отражатели, Тип 273 также эффективно обнаруживал низколетящие самолеты с дальностью действия до 30 миль. Это был первый радар Королевского флота с индикатором положения в плане .
Дальнейшее развитие привело к радару Type 277 , с почти в 100 раз большей мощностью передатчика. В дополнение к микроволновым наборам обнаружения, Коулз разработал микроволновые наборы управления огнем Type 275 и Type 276. Усовершенствования магнетрона привели к 3,2-см (9,4-ГГц) устройствам, генерирующим пиковую мощность 25 кВт. Они использовались в радаре управления огнем Type 262 и радаре целеуказания и навигации Type 268.
В 1922 году А. Хойт Тейлор и Лео К. Янг , тогда работавшие в Радиолаборатории ВМС США, заметили, что корабль, пересекающий путь передачи радиолинии, производит медленное затухание и усиление сигнала. Они сообщили об этом как о помехах Доплера с возможностью обнаружения проходящего судна, но это не было продолжено. В 1930 году Лоуренс А. Хайленд , работавший на Тейлора в Научно-исследовательской лаборатории ВМС (NRL), заметил тот же эффект от пролетающего самолета. Об этом официально сообщил Тейлор. Хайленд, Тейлор и Янг получили патент (США № 1981884, 1934) на «Систему обнаружения объектов по радио». Было признано, что для обнаружения также необходимо измерение дальности, и было выделено финансирование для импульсного передатчика. Это было поручено группе под руководством Роберта М. Пейджа , и в декабре 1934 года макетный аппарат успешно обнаружил самолет на расстоянии одной мили.
Однако ВМС проигнорировали дальнейшее развитие, и только в январе 1939 года их первая опытная система, 200-МГц (1,5-м) XAF , была испытана в море. ВМС придумали аббревиатуру RAdio Detection And Ranging (RADAR) и в конце 1940 года приказали использовать ее исключительно.
Отчет Тейлора 1930 года был передан в Лаборатории Корпуса связи армии США (SCL). Здесь Уильям Р. Блэр вел проекты по обнаружению самолетов по тепловому излучению и звуковой локации и начал проект по обнаружению доплеровских биений. После успеха Пейджа с импульсной передачей SCL вскоре последовала за ним в этой области. В 1936 году Пол Э. Уотсон разработал импульсную систему, которая 14 декабря обнаружила самолеты, летящие в воздушном пространстве Нью-Йорка на расстоянии до семи миль. К 1938 году это превратилось в первый армейский комплект радиопоискового определения местоположения (RPF), обозначенный как SCR-268 , Радиостанция Корпуса связи , чтобы замаскировать 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 оказалась очень похожей по возможностям на их технологию Chain Home . Хотя США разработали импульсный радар независимо от британцев, в усилиях Америки были серьезные недостатки, особенно отсутствие интеграции радара в единую систему ПВО. Здесь британцы не имели себе равных. [5]
Результатом миссии Тизарда стал важный шаг вперед в развитии радаров в Соединенных Штатах. Хотя и NRL, и SCL экспериментировали с 10-сантиметровыми передатчиками, их останавливала недостаточная мощность передатчика. Резонансный магнетрон был тем ответом, который искали США, и это привело к созданию Радиационной лаборатории Массачусетского технологического института (Rad Lab). До конца 1940 года Радиационная лаборатория была основана в Массачусетском технологическом институте, и впоследствии почти все разработки радаров в США велись в системах с сантиметровой длиной волны. В период пика своей деятельности во время Второй мировой войны в Массачусетском технологическом институте работало почти 4000 человек.
Две другие организации были примечательны. Когда Rad Lab начала работу в MIT, в соседнем Гарвардском университете была создана сопутствующая группа, названная Radio Research Laboratory (RRL) . Возглавляемая Фредериком Терманом , она сосредоточилась на электронных мерах противодействия радарам. Другой организацией была Combined Research Group (CRG), размещенная в NRL. Она включала американские, британские и канадские команды, ответственные за разработку систем идентификации «свой-чужой» (IFF), используемых с радарами, что имеет важное значение для предотвращения несчастных случаев, связанных с дружественным огнем .
После испытаний оригинальный XAF был улучшен и обозначен как CXAM ; эти 200-МГц (1,5-м), 15-киловаттные комплекты пошли в ограниченное производство с первыми поставками в мае 1940 года. CXAM был усовершенствован в радар раннего предупреждения SK , поставки начались в конце 1941 года. Эта 200-МГц (1,5-м) система использовала антенну «летающая пружина» и имела PPI. С пиковой выходной мощностью 200 кВт она могла обнаруживать самолеты на расстоянии до 100 миль и корабли на расстоянии 30 миль. SK оставался стандартным радаром раннего предупреждения для крупных американских судов на протяжении всей войны. Производными для меньших судов были SA и SC . Было построено около 500 комплектов всех версий. Соответствующий SD был 114-МГц (2,63-м) комплектом, разработанным NRL для использования на подводных лодках; с перископическим антенным креплением он давал раннее предупреждение, но не давал никакой информации о направлении. BTL разработала 500-МГц (0,6-м) радар управления огнем, обозначенный FA (позже, Mark 1 ). Несколько поступило на вооружение в середине 1940 года, но с мощностью всего 2 кВт они были вскоре заменены. [15]
Еще до того, как SCR-268 поступил на вооружение, Гарольд Заль работал в SCL над разработкой лучшей системы. SCR-270 был мобильной версией, а SCR-271 — стационарной. 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 Оаху на Гавайях обнаружил японский атакующий строй на расстоянии 132 миль (212 км), но этот важный заговор был неверно истолкован из-за крайне неэффективной цепочки сообщений.
Еще один метрический радар был разработан SCL. После Перл-Харбора возникли опасения, что подобная атака может разрушить жизненно важные шлюзы на Панамском канале . Передающая трубка, которая выдавала 240 кВт импульсной мощности на частоте 600 МГц (0,5 М), была разработана Залем. Группа под руководством Джона В. Марчетти включила ее в SCR-268, подходящий для пикетных кораблей, работающих на расстоянии до 100 миль от берега. Оборудование было модифицировано, чтобы стать AN/TPS-3 , легким, переносным радаром раннего оповещения, используемым на плацдармах и захваченных аэродромах в южной части Тихого океана. Было произведено около 900 штук. [16]
Образец британского ASV Mk II был предоставлен миссией Tizard. Он стал основой для ASE , для использования на патрульных самолетах, таких как Consolidated PBY Catalina . Это был первый американский бортовой радар, который принял участие в боевых действиях; было построено около 7000 экземпляров. NRL работали над радаром класса «воздух-поверхность» с частотой 515 МГц (58,3 см) для нового торпедоносца-бомбардировщика Grumman TBF Avenger . Компоненты ASE были включены, и он пошел в производство как ASB , когда США вступили в войну. Этот набор был принят недавно сформированными армейскими ВВС как SCR-521. Последний из немагнетронных радаров, было построено более 26 000 экземпляров.
Последним «подарком» миссии Тизарда стал взрыватель с переменным временем (VT) . Алан Бутемент задумал идею бесконтактного взрывателя, когда он разрабатывал систему береговой обороны в Великобритании в 1939 году, и его концепция была частью миссии Тизарда. Национальный комитет оборонных исследований (NDRC) попросил Мерла Туве из Института Карнеги в Вашингтоне взять на себя руководство реализацией концепции, которая могла бы повысить вероятность поражения снарядов. Из этого и возник взрыватель с переменным временем как усовершенствование взрывателя с фиксированным временем. Устройство распознавало, когда снаряд приближался к цели, — поэтому и было применено название «с переменным временем».
Взрыватель VT, навинчиваемый на головку снаряда, излучал сигнал CW в диапазоне 180–220 МГц. Когда снаряд приближался к цели, он отражался на частоте, смещенной по Доплеру , целью и совпадал с исходным сигналом, амплитуда которого вызывала детонацию. Устройство требовало радикальной миниатюризации компонентов, и в конечном итоге в разработке участвовало 112 компаний и учреждений. В 1942 году проект был передан в Лабораторию прикладной физики , образованную Университетом Джонса Хопкинса . Во время войны было изготовлено около 22 миллионов взрывателей VT для нескольких калибров снарядов.
В 1941–1945 годах в Америке было разработано множество различных типов микроволновых радаров. Большинство из них возникло в Rad Lab, где было инициировано около 100 различных типов. Хотя многие компании производили устройства, только Bell Telephone Laboratories (NTL) принимала активное участие в разработке. Две основные военные исследовательские организации, NRL и SCL, отвечали за разработку компонентов, системное проектирование, тестирование и другую поддержку, но не брали на себя роль в разработке новых сантиметровых радарных систем.
Работая под эгидой Управления научных исследований и разработок , агентства, подчиняющегося непосредственно президенту Франклину Рузвельту , Радиационная лаборатория находилась под руководством Ли Элвина Дюбриджа , а его заместителем был выдающийся ученый Исидор Айзек Раби . Э. Г. «Тэффи» Боуэн , один из первоначальных разработчиков RDF и член миссии Тизарда, остался в США в качестве советника.
Rad Lab было поручено три первоначальных проекта: 10-сантиметровый радар перехвата самолетов , 10-сантиметровая система наведения пушек для использования в качестве зенитной артиллерии и дальняя навигационная система самолетов. Резонансный магнетрон был продублирован Bell Telephone Laboratories (BTL) и запущен в производство для использования Rad Lab в первых двух проектах. Третий проект, основанный на технологии направленного самонаведения, в конечном итоге стал LORAN . Он был задуман Альфредом Ли Лумисом , который помог сформировать Rad Lab. [17]
Первоначально Rad Lab построила экспериментальный макетный комплект с передатчиком и приемником 10 см, использующими отдельные антенны (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 производительность магнетрона, что позволило устройству и связанным с ним системам генерировать более высокие длины волн. По мере использования большего количества частот стало общепринятым называть операции сантиметрового радара в следующих диапазонах:
В диапазоне K был пробел, чтобы избежать частот, поглощаемых атмосферным водяным паром. Эти диапазоны даны стандартами IEEE ; немного другие значения указаны в других стандартах, таких как RSGB .
После того, как BTL разработала FA , первый радар управления огнем для ВМС США, она усовершенствовала его с помощью FC (для использования против надводных целей) и FD (для наведения зенитного оружия). Несколько из этих 60 см (750 МГц) наборов начали службу осенью 1941 года. Позднее они были обозначены как Mark 3 и Mark 4 , соответственно. Было произведено около 125 наборов Mark 3 и 375 наборов Mark 4.
Для радара перехвата самолетов макетный комплект Rad Lab 10 см был оснащен параболической антенной с возможностями сканирования по азимуту и углу места . Также были добавлены индикаторы на электронно-лучевой трубке и соответствующие элементы управления. Эдвин Макмиллан был в первую очередь ответственным за создание и тестирование инженерного комплекта. Он был впервые испытан в полете около конца марта 1941 года, давая возврат цели на расстоянии до пяти миль и без помех от земли , что является основным преимуществом микроволнового радара. Обозначенный как SCR-520 , это был первый микроволновый радар Америки. Он имел ограниченное применение на некоторых более крупных патрульных самолетах, но был слишком тяжелым для истребителей. Усовершенствованные как гораздо более легкий SCR-720 , тысячи этих комплектов были изготовлены и широко использовались как США, так и Великобританией (как AI Mk X) на протяжении всей войны.
Разработка системы наведения микроволнового орудия уже началась в Великобритании, и она была включена в качестве приоритетной в Rad Lab из-за ее срочной необходимости. Проект под руководством Ивана Геттинга начался с той же 10-сантиметровой макетной платы, которая использовалась в проекте ИИ. Разработка системы GL была сложной. Для управления большим параболическим отражателем требовался новый сложный сервомеханизм, а также требовалось автоматическое слежение. При обнаружении цели выходной сигнал приемника использовался для перевода сервоуправления в режим блокировки траектории. Крепление и отражатель были разработаны совместно с Центральным инженерным бюро Chrysler . BTL разработала электронный аналоговый компьютер, названный M-9 Predictor-Corrector , содержащий 160 вакуумных ламп. Компоненты были интегрированы и доставлены в мае 1942 года в Корпус связи армии для испытаний. Около 1500 таких установок, получивших обозначение SCR-584 Anti-Airground Gun-Laying System , использовались в Европе и на Тихом океане с начала 1944 года. [18]
После демонстрации экспериментального макета 10 см ВМС запросили поисковый радар S-диапазона для применения на кораблях и в воздухе. Под руководством Эрнеста Полларда в мае 1941 года судовой комплект SG мощностью 50 кВт прошел морские испытания, за ним последовала версия ASG для больших патрульных самолетов и дирижаблей ВМС . Благодаря гиростабилизированному креплению SG мог обнаруживать большие корабли на расстоянии 15 миль, а перископ подводной лодки — на расстоянии 5 миль. Было построено около 1000 таких комплектов. ASG получил обозначение AN/APS-2 и обычно назывался «George» ; было построено около 5000 таких комплектов, которые оказались очень эффективными в обнаружении подводных лодок.
Компактная версия SG для PT -катеров была обозначена как SO . Они были введены в эксплуатацию 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 меньших судов. Военно-морской флот также принял версии армейского SCR-584 (без блока M-9 , но с гиростабилизаторами) для корабельных поисковых радаров, SM для авианосцев и SP для эскортных авианосцев . Ни один из них не производился в больших количествах, но оказался весьма полезным в операциях.
BTL разработала SJ , дополнение S-Band для радара метрового диапазона SD на подводных лодках. Антенна для SJ могла охватывать горизонт примерно до 6 миль с хорошей точностью. В 1945 году разработка улучшенного SV увеличила дальность обнаружения до 30 миль.
Самым амбициозным и долгосрочным проектом Rad Lab был проект Cadillac , первая бортовая радиолокационная система раннего оповещения. Под руководством Джерома Визнера в конечном итоге было задействовано около 20 процентов сотрудников Rad Lab. Обозначенный как AN/APS-20 , этот 20-сантиметровый (1,5 ГГц), 1-мегаваттный радар весил 2300 фунтов, включая 8-футовый обтекатель, закрывающий вращающуюся параболическую антенну. Перемещаемый самолетом палубного базирования TBF Avenger , он мог обнаруживать крупные самолеты на расстоянии до 100 миль. Бортовая радиолокационная система включала телевизионную камеру для захвата дисплея PPI, а канал VHF передавал изображение обратно в боевой информационный центр на хост-носителе. Система впервые поднялась в воздух в августе 1944 года и поступила в эксплуатацию в марте следующего года. Это стало основой послевоенной концепции бортовой системы оповещения и управления (AWACS).
В 1941 году Луис Альварес изобрел фазированную антенную решетку с превосходными характеристиками излучения. Когда был разработан 3-сантиметровый магнетрон, антенна Альвареса использовалась в ряде радаров X-диапазона. Eagle , позже обозначенный как AN/APQ-7 , обеспечивал похожее на карту изображение земли примерно в 170 милях вдоль переднего пути бомбардировщика. Около 1600 комплектов Eagle были построены и использовались армейскими ВВС, в основном над Японией. Та же технология использовалась в ASD ( AN/APS-2, обычно известном как «Dog» ), поисково-наводящемся радаре, используемом ВМС на небольших бомбардировщиках; за ним последовало несколько более легких версий, включая AIA-1 , известную как «радар-прицел».
Антенна Альвареса также использовалась при разработке системы наземного управления (GCA), комбинированной системы слепой посадки в диапазонах S и X для баз бомбардировщиков; эта система, в частности, использовалась для оказания помощи самолетам, возвращавшимся с заданий в плохую погоду.
BTL также разработала радары X-диапазона. Радар управления огнем Mark 8 (FH) был основан на новом типе антенны, разработанной Джорджем Мюллером . Это был массив из 42 трубчатых волноводов , который позволял осуществлять электронное управление лучом; для этого BTL разработала компьютер управления огнем Mark 4. Mark 22 была «кивающей» системой, используемой для определения высоты цели с помощью радаров управления огнем. С антенной в форме дольки апельсина она давала очень узкий горизонтальный луч для поиска в небе. Армия также приняла его как AN/TPS-10 , наземную версию, которую обычно называли « Li'l Abner » в честь популярного персонажа комиксов.
Хотя моноимпульсная техника не была реализована в полной системе до окончания войны, она была впервые продемонстрирована в NRL в 1943 году на существующем наборе X-Band. Концепция приписывается Роберту Пейджу из NRL и была разработана для повышения точности отслеживания радаров. [19] После войны практически все новые радиолокационные системы использовали эту технологию, включая AN/FPS-16 , наиболее широко используемый следящий радар 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 расторгла пакт о ненападении и вторглась в Советский Союз . Хотя в СССР были выдающиеся ученые и инженеры, он начал исследования того, что позже стало радаром ( радиолокация ), как никто другой, и добился хорошего прогресса в разработке раннего магнетрона, он вступил в войну без развернутой, полностью работоспособной радиолокационной системы. [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 в глубь советской территории. Визуальное наблюдение использовалось для обнаружения приближающихся самолетов. Для ночного обнаружения Главное артиллерийское управление (ГАУ) Красной Армии разработало акустическое устройство, которое использовалось для наведения прожектора на цели. Эти методы были непрактичны для самолетов, которые находились выше облаков или на значительном расстоянии; чтобы преодолеть это, были начаты исследования по обнаружению электромагнитными средствами. Генерал-лейтенант М.М. Лобанов отвечал за эти усилия в ГАУ, и он подробно документировал эту деятельность позже. [21]
Наиболее ранние работы по радиообнаружению проводились в Ленинграде , первоначально в Ленинградском электрофизическом институте (Ленинградский электрофизический институт, ЛЭПИ). Здесь Абрам Ф. Иоффе , которого обычно считают ведущим физиком в Советском Союзе, был научным руководителем. ЛЭПИ сосредоточился на излучении непрерывных волновых сигналов (CW), обнаружении существования и направления их отражений для использования в системах раннего оповещения.
В то время как ГАУ интересовалось обнаружением, Войска Противовоздушной обороны (ПВО) интересовались определением дальности до цели. Павел К. Ощепков из технического состава ПВО в Москве был твердо убежден, что радиолокационное (радиолокационное) оборудование должно быть импульсным, что потенциально позволяло бы определять дальность напрямую. Он был переведен в Ленинград, чтобы возглавить Особое конструкторское бюро (СКБ) по радиолокационному оборудованию.
Для изучения текущих и предлагаемых методов обнаружения Российская академия наук созвала совещание ; оно состоялось в Ленинграде 16 января 1934 года под председательством Иоффе. Радиолокация оказалась наиболее перспективной техникой, но тип (непрерывный или импульсный) и длина волны ( высокочастотный или микроволновый ) остались нерешенными [22]
В SCB группа Ощепкова разработала экспериментальную импульсную радиолокационную систему, работающую на частоте 4 м (75 МГц). Она имела пиковую мощность около 1 кВт и длительность импульса 10 мкс; использовались отдельные передающие и приемные антенны. В апреле 1937 года испытания достигли дальности обнаружения почти 17 км на высоте 1,5 км. Хотя это было хорошим началом для импульсной радиолокации, система не была способна измерять дальность (метод использования импульсов для определения дальности был известен по зондам ионосферы, но не был продолжен). Хотя он так и не создал дальномерную возможность для своей системы, Ощепкова часто называют отцом радара в Советском Союзе. [23]
Пока Ощепков исследовал импульсные системы, в ЛЭПИ продолжались работы по исследованию CW. В 1935 году ЛЭПИ стал частью Научно-исследовательского института-9 (НИИ-9, Научно-исследовательский институт № 9), одного из нескольких технических отделов ГАУ. Под руководством М.А. Бонч-Бруевича в качестве научного руководителя продолжались исследования по разработке CW. Были разработаны две перспективные экспериментальные системы. УКВ-станция, получившая название «Бистро» (Rapid), и микроволновая «Буря» (Storm). Лучшие характеристики этих систем были объединены в мобильную систему, названную «Улавливатель самолетов» (Radiolover of Aircraft), вскоре получившую обозначение РУС-1 (RUS-1). Эта бистатическая CW- система использовала передатчик, установленный на грузовике и работающий на частоте 4,7 м (64 МГц), и два приемника, установленные на грузовике.
В июне 1937 года все работы в Ленинграде по радиолокации прекратились. Великая чистка Иосифа Сталина охватила военное и научное сообщество, в результате чего было казнено около двух миллионов человек. [24] СКБ было закрыто; Ощепков был обвинен в «тяжких преступлениях» и приговорен к 10 годам ГУЛАГа . НИИ-9 также подвергся нападкам, но был спасен благодаря влиянию Бонч-Бруевича, фаворита Владимира Ленина в предыдущее десятилетие. НИИ-9 как организация была спасена, и Бонч-Бруевич был назначен директором. Чистки привели к потере более года в разработке.
РУС-1 была испытана и запущена в производство в 1939 году, поступила на ограниченную службу в 1940 году, став первой развернутой радиолокационной системой в Красной Армии. Бонч-Бруевич умер в марте 1941 года, создав пробел в руководстве, что еще больше задержало разработки CW-радиолокации.
Научно -исследовательский институт связи РККА (НИИИС-КА, Научно-исследовательский институт связи Красной Армии), который изначально резко выступал против радиолокационной технологии, теперь был передан в общее управление ее развитием в Советском Союзе. Они кооптировали импульсную систему Ощепкова и к июлю 1938 года имели стационарную бистатическую экспериментальную антенную решетку, 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 был взят на вооружение ЛПТИ Иоффе, в результате чего появилась система, получившая название « 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 ЛЭПИ взял под контроль разработку «Редута» , усовершенствовав критические возможности измерения дальности. Для отображения информации о дальности использовался электронно-лучевой дисплей, сделанный из осциллографа. В июле 1940 года новая система получила обозначение РУС-2. Приемопередающее устройство (дуплексер), позволяющее работать с общей антенной, было разработано в феврале 1941 года. Эти прорывы были достигнуты на опытной станции в Токсово (под Ленинградом), и на заводе «Светлана» был размещен заказ на 15 систем.
Окончательная версия RUS-2 имела импульсную мощность около 40 кВт на расстоянии 4 м (75 МГц). Установка находилась в кабине на платформе с двигателем, с семиэлементной антенной Yagi-Uda, установленной примерно в пяти метрах над крышей. Кабина с антенной могла вращаться в большом секторе для наведения диаграммы направленности передачи-приема. Дальность обнаружения составляла от 10 до 30 км для целей высотой до 500 м и от 25 до 100 км для высотных целей. Дисперсия составляла около 1,5 км по дальности и 7 градусов по азимуту.
Второй центр радиолокационных исследований находился в Харькове, Украина . Здесь Украинский физико-технический институт (УФТИ) тесно сотрудничал с Харьковским университетом (ХУ). УФТИ стал известен за пределами СССР и привлекал всемирно известных физиков, таких как Нильс Бор и Поль Дирак . Будущий лауреат Нобелевской премии Лев Ландау возглавлял теоретический отдел. Независимую Лабораторию электромагнитных колебаний (ЛЭМК) возглавлял Абрам А. Слуцкин .
В LEMO магнетроны были основным предметом исследований. К 1934 году группа под руководством Александра Яковлевича Усикова разработала серию магнетронов с сегментированным анодом, охватывающих диапазон от 80 до 20 см (от 0,37 до 1,5 ГГц), с выходной мощностью от 30 до 100 Вт. Семён Яковлевич Брауде разработал магнетрон в стеклянном корпусе, производящий 17 кВт с эффективностью 55 процентов на длине волны 80 см (370 МГц), настраиваемый при изменении длины волны на 30 процентов, обеспечивающий частотный охват примерно от 260 МГц до 480 МГц (граница между VHF и UHF ). Они были подробно описаны в немецкоязычных журналах — практика, принятая UIPT для привлечения внимания к своим достижениям.
В 1937 году НИИИС-КА заключил контракт с LEMO на разработку импульсной радиолокационной системы для обнаружения самолетов. Проект имел кодовое название « Зенит» (популярная футбольная команда того времени) и возглавлялся Слуцкиным. Разработка передатчика велась под руководством Усикова. В устройстве использовался 60-сантиметровый (500 МГц) магнетрон, работающий импульсами длительностью 7–10 мкс и обеспечивающий импульсную мощность 3 кВт, позднее увеличенную почти до 10 кВт. [25]
Брауде руководил разработкой приемника. Это был супергетеродинный блок, изначально использовавший настраиваемый магнетрон в качестве локального генератора, но он был недостаточно стабилен и был заменен схемой, использующей триод RCA типа 955 acorn . Возвращенные импульсы отображались на электронно-лучевом осциллографе , давая измерение дальности.
Испытания «Зенита» прошли в октябре 1938 года. В ходе испытаний средний бомбардировщик был обнаружен на расстоянии 3 км, и были определены области для усовершенствований. После внесения изменений в сентябре 1940 года была проведена демонстрация. Было показано, что три координаты (дальность, высота и азимут) самолета, летящего на высоте от 4000 до 7000 метров, можно определить на расстоянии до 25 км, но с плохой точностью. Кроме того, при антеннах, направленных под малым углом, помехи от земли были проблемой.
Однако, будучи непригодным для применения в артиллерийской установке, он показал путь для будущих систем. Однако эксплуатационная особенность сделала «Зенит» непригодным для артиллерийской установки для атаки быстро летящих самолетов. Для анализа сигналов использовался метод нулевого считывания; координаты азимута и угла места приходилось получать отдельно, что требовало последовательности движений антенны, которая занимала 38 секунд для трех координат.
Работа в LEMO продолжилась над Зенитом , превратив его в одноантенную систему, названную Рубин . Однако эти усилия были прерваны вторжением Германии в СССР в июне 1941 года. Вскоре все критически важные отрасли промышленности и другие операции в Харькове были эвакуированы далеко на Восток .
Когда немецкий блицкриг обрушился на Советский Союз в июне 1941 года, три массивные, танковые армейские группы двинулись на 900-мильном (1400-километровом) фронте с Ленинградом, Москвой и Украиной в качестве целей. Затем последовало то, что стало известно Советам как Великая Отечественная война . Комитет Обороны (небольшая группа лидеров, окружавших Сталина) отдал приоритет обороне Москвы; лаборатории и заводы из Ленинграда должны были быть эвакуированы на Урал , а затем последовали и харьковские объекты.
Во время войны Советский Союз на передислоцированных предприятиях производил несколько различных радиолокационных систем, а также поставлял по программе ленд-лиза около 2600 радиолокационных установок различных типов. [26]
Завод «Свелтана» в Ленинграде построил около 45 систем РУС-1 . Они были развернуты вдоль западных границ и на Дальнем Востоке. Однако военные сочли РУС -1 бесполезной, поскольку у нее не было возможности измерения дальности.
Когда начались воздушные атаки на Ленинград, испытательный блок РУС-2 , собранный на экспериментальном полигоне Токсово, был задействован в тактической операции, обеспечивая раннее предупреждение о формированиях Люфтваффе (ВВС Германии). Имея дальность действия до 100 км, этот блок давал своевременную информацию сетям гражданской обороны и истребителей. Это привлекло внимание властей, которые ранее не проявляли особого интереса к радиолокационному оборудованию.
В середине июля радиолокационные работы ЛЭПИ и НИИ-9 были направлены в Москву, где они были объединены с существующими подразделениями НИИИС-КА. Система РУС-2 была установлена недалеко от Москвы и укомплектована недавно переведенным персоналом ЛПТИ; она была впервые использована 22 июля, когда она обнаружила ночью приближающийся полет около 200 немецких бомбардировщиков, когда они находились в 100 км. Это была первая воздушная атака на Москву, и она немедленно привела к созданию трех колец зенитных батарей вокруг города, все из которых были связаны с центральным командным пунктом.
Несколько передатчиков и приемников, созданных для систем РУС-2, были быстро адаптированы НИИ-КА для стационарных радиолокационных станций вокруг Москвы. Обозначенные как РУС-2С , а также P2 Pegmatit , они имели антенну Yagi, установленную на 20-метровых стальных башнях, и могли сканировать сектор в 270 градусов. Для создания дополнительного оборудования в январе 1942 года завод 339 в Москве стал первым производственным предприятием в Советском Союзе, посвященным радиолокационным установкам (вскоре официально названным радарами). В течение 1942 года это предприятие построило и установило 53 установки РУС-2С вокруг Москвы и других важных мест в СССР.
Завод 339 имел выдающийся научно-технический состав; ранее он был административно выделен и именовался Научным институтом радиопромышленности № 20 (НИИ-20). Техническим директором был Виктор Васильевич Тихомиров , пионер отечественной авиационной радиотехники. (Позже в его честь был назван Научно-исследовательский институт приборостроения им. 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 версий РУС -2 . Обеспечивая раннее предупреждение, эти комплекты страдали недостатком, заключающимся в том, что они не обеспечивали высоту цели (угол места). Таким образом, они в основном использовались совместно с постами визуального наблюдения, где люди использовали оптические приборы для оценки высоты и идентификации типа самолета.
Со времени первых попыток радиолокации встал вопрос о том, как можно идентифицировать самолет — дружественный он или вражеский? С появлением РУС-2 эта проблема потребовала немедленного решения. НИИ-20 разработал блок для установки на самолете, который автоматически реагировал бы как «дружественный» на радиоподсветку советского радара. Транспондер , обозначенный как Щ-3 и позже названный блоком опознавания «свой-чужой» (IFF), был запущен в производство на заводе 339 в 1943 году. Этот блок изначально реагировал только на сигнал РУС-2 , и только относительно небольшое количество этих и последующих блоков было построено в СССР.
RUS -2 спонсировался ПВО и предназначался для раннего оповещения. ГАУ по-прежнему хотело иметь систему наводки орудий, способную поддерживать зенитные батареи. По прибытии в Москву радиолокационная группа НИИ-9 продолжила работу для ПВО над этой проблемой, вернувшись к « Буре» , экспериментальной микроволновой установке, построенной ранее. В течение нескольких недель группа под руководством Михаила Л. Слиозберга и в сотрудничестве с НИИ-20 разработала бистатическую установку CW, обозначенную как СОН ( сокращение от Stancyja Orudijnoi Navodki Russian : Станция орудийной наводки — Gun Laying Station), использующую 15-см (2,0 ГГц) магнетрон.
В начале октября экспериментальный комплект «Сон» был испытан в бою зенитным дивизионом под Москвой. Характеристики радиоприбора « Сон » были плохими по сравнению с существующим оптически настроенным «Пуазо-3» , стереоскопическим дальномером, который Ощепков ранее усовершенствовал. Проект был прекращен, и дальнейших попыток использования магнетронов в радиолокационных комплектах не предпринималось. После этой неудачи НИИ-9 был отправлен в другое место и больше не участвовал в радиолокационных работах. Часть радиолокационной группы, включая Слиозберга, осталась в Москве, работая в НИИ-20.
Вскоре после вторжения Германии в СССР делегация советских военных посетила Великобританию в поисках помощи в оборонном оборудовании. Из своих разведывательных источников Советы знали о британской системе RDF ( дальномер и пеленгация ) GL Mk II и попросили провести испытания этого оборудования 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 защищена британскими офицерами и будет эксплуатироваться британскими техниками.
Когда судно с оборудованием прибыло в Мурманск , морской порт у Берингова моря за Полярным кругом , случился зимний шторм, и разгрузку пришлось отложить на ночь. На следующее утро было обнаружено, что вся система GL Mk II, установленная на трех грузовиках, исчезла. Британское посольство немедленно выразило протест, и через несколько дней офицерам сообщили, что оборудование было вывезено в Москву в целях безопасности.
Он действительно отправился в Москву – прямо в НИИ-20 и на завод 339, где специалисты по разведке провели его полное обследование, а Слиозберг возглавил группу по быстрому обратному проектированию оборудования. В середине февраля НИИ-20 объявил, что разработал новую радиолокационную систему, обозначенную как Son-2a . 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 перевозил электрогенератор. При использовании передающая антенна с дипольной решеткой, дающая широкую диаграмму направленности, была закреплена на вершине заземленного столба. Отделенная от передатчика примерно на 100 метров, приемная станция находилась на вращающейся кабине с антеннами в виде крыльев, установленными по бокам. Мачта над кабиной удерживала пару антенн, которые использовались с гониометром для определения высоты.
Как и оригинальный британский GL Mk II, Son-2a не оказал большой помощи в наведении прожекторов и зенитных орудий. Тем не менее, он был запущен в производство и передан Красной Армии в декабре 1942 года. В течение следующих трех лет было построено около 125 таких комплектов. Кроме того, по программе ленд-лиза было поставлено более 200 систем GL Mk IIIC (улучшенные по сравнению с Mk II и построенные в Канаде) [27] , что сделало эту комбинацию наиболее используемым радиолокационным оборудованием в Советском Союзе во время войны.
Украина была третьей целью вторжения немецкой армии. К концу июля 1941 года их механизированные силы приближались к этому региону, и, следуя приказу Комитета Обороны, UIPT в Харькове проводил подготовку к эвакуации. Для этого LEMO был отделен от UIPT, и две организации были отправлены в разные города: Алма-Ата для основной операции и, разделенная 1500 км, Бухара для LEMO.
Пока шла подготовка к переезду, LEMO было поручено доставить экспериментальное оборудование Zeni в Москву для испытаний в НИИИС-КА. В середине августа Усиков, Брауде и несколько других сотрудников LEMO отправились в Москву, где были прикреплены к НИИИС-КА. Система Zenit была установлена на окраине Москвы, что дало возможность для ее испытания в боевых условиях. Было установлено, что хотя точность системы недостаточна для точного прицеливания, она удовлетворительна для заградительной стрельбы. Она также могла использоваться в качестве дополнения к системе наблюдения RUS-2 при наведении истребителей.
В сентябре команда провела полевые модификации « Зенита» и провела дополнительные испытания. Было обнаружено, что дальность обнаружения удвоилась, но мертвая зона увеличилась на такую же величину. НИИИС-КА считал, что перспективы для разработки подходящей системы были хорошими, но необходимы были лабораторные условия. Таким образом, «Зенит » и весь персонал НИИИС-КА были отправлены за 3200 км в Бухару, присоединившись к остальной части LEMO, когда она также переместилась.
Из-за метода анализа сигналов с нулевым считыванием система «Зенит» страдала от медленности измерений (38 секунд для определения трех координат), а также точности. Она также имела большую мертвую зону, вызванную возвратами от земли. Еще в Харькове началась работа над «Рубином» , системой, предназначенной для исправления недостатков «Зенита» . С Слуцкиным в качестве директора LEMO этот проект продолжился в Бухаре под руководством Усикова.
Был разработан новый магнетрон, работающий на длине волны 54 см (470 МГц) с мощностью импульса, увеличенной до 15 кВт. Разработано газоразрядное приемопередающее устройство (диплексер), позволяющее изолировать приемник от прямого импульса передатчика, что позволило использовать общую приемопередающую структуру. (Подобная разработка была сделана для общей антенны РУС-2 , но для микроволновки «Рубин» она не подошла бы .)
Было рассмотрено несколько методов замены методов нулевого считывания, и окончательный выбор состоял в использовании приспособления для обеспечения стационарного диполя, относительно которого можно было бы непрерывно определять направленное положение антенны. Дальность, азимут и высота отображались на дисплее с электронно-лучевой трубкой. Однако не было предусмотрено введение этой информации в автоматическое устройство для наведения прожекторов и орудий.
Отдельные передающие и принимающие диполи находились в фокусе 3-метрового параболоидного рефлектора. Антенный узел с дистанционным управлением мог вращаться 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, а генератор энергии в другом. И магнетрон передатчика, и передняя часть приемника находились в герметичных контейнерах, прикрепленных к задней части рефлектора. Антенный узел находился на рельсах и мог выкатываться к грузовику.
К августу 1943 года прототип системы «Рубин» был завершен, и вся работа была выполнена небольшими сотрудниками LEMO и НИИИС-КА. Система была перевезена в Москву, где Усиков, Трутень и другие провели дальнейшие испытания и дали небоевые демонстрации. К этому времени британский GL Mk II и его советская копия, SON-2 , также были доступны и, возможно, использовались в прямом сравнении с « Рубином» ; если это так, то «Рубин» не показал бы хороших результатов.
Вместо того, чтобы выпустить прототип в производство, армия организовала испытание «Рубина» командованием Красного флота. В начале 1944 года система была перевезена в Мурманск, единственный незамерзающий порт в советской Арктике. 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 надежное измерение, начиная с 40 км. Средние погрешности не превышали 120 м по дальности и 0,8 градуса по азимуту и углу места. Время определения угловых координат не превышало 7 секунд, а мертвая зона сократилась до 500 м. Аналогичная точность была обнаружена для обнаружения всех типов надводных судов, но при антенне « Рубин» на уровне палубы дальность обнаружения была, как и следовало ожидать, намного меньше, чем для 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 запущен в производство. Хотя эта система никогда не была введена в эксплуатацию, она стала хорошей основой для будущих радаров на основе магнетрона в Советском Союзе.
Холодная война принесла угрозу межконтинентальных сверхзвуковых бомбардировщиков. Это привело к разработке интегрированных систем ПВО, таких как «Ураган-1» , где поисково-приемные радары на большом расстоянии от стратегических районов обнаруживают приближающиеся угрозы, интегрируют эти данные в решение по атаке или перехвату, а затем поражают цель самолетами-перехватчиками или зенитной артиллерией, пока нарушитель продвигается в несколько уровней систем вооружения.
В предвоенные годы проектировалось множество новых истребителей и бомбардировщиков. Владимир Петляков возглавлял конструкторское бюро советских ВВС, ответственное за разработку двухмоторного штурмовика-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 большую часть своей разработки он выполнил, находясь в заключении.
В конце 1940 года ВВС разработали требования к бортовой системе обнаружения вражеских самолетов. Радиолокационной группе НИИ-9 в Ленинграде было поручено разработать такой комплект для Пе -2 . Большая часть радиолокационного оборудования в то время была большой и тяжелой, и для этого самолета требовался небольшой, легкий комплект. Кроме того, ограничения по размеру антенны привели к тому, что проектирование проводилось на максимально высоких частотах. Отражательный клистрон (как его позже назвали) был только что разработан Николаем Девятковым . Используя его, было начато проектирование комплекта, обозначенного как «Гнейс» (Origin) и работающего на частоте 16 см (1,8 ГГц).
Когда НИИ-9 был эвакуирован в Москву в июле 1941 года, это сильно повлияло на график. Кроме того, рефлекторный клистрон не был запущен в производство, и его наличие в будущем было сомнительным; поэтому проект был прекращен. Однако потребность в бортовой радиолокационной станции теперь была еще более важной; Пе-3 , тяжелый истребитель, вариант Пе-2 , находился в производстве. Некоторые из этих самолетов были сконфигурированы как ночные истребители, и радар (как он теперь назывался) был срочно необходим. НИИ-20 и завод 339 взялись за проектирование под руководством технического директора Виктора Тихомирова.
Новый комплекс, получивший обозначение «Гнейс - 2», работал на частоте 1,5 м (200 МГц). Истребитель Пе-3 был двухместным самолетом, в котором летчик и задний стрелок-радист сидели спина к спине. Радар был разработан как еще один элемент оборудования для радиста.
Антенны были установлены над верхней поверхностью крыльев, широкоугольная передающая антенна на одном крыле и две приемные антенны Yagi на другом. Одна Yagi была направлена вперед, а другая, на расстоянии нескольких футов, была направлена наружу на 45 градусов. Фюзеляж самолета обеспечивал экран между передающей и приемной антеннами. Система имела дальность действия около 4 км и могла выдавать азимут цели относительно траектории полета истребителя.
«Гнейс -2» , первый авиационный радар в Советском Союзе, был проверен в бою под Сталинградом в декабре 1942 года. Около 230 таких комплектов было построено во время войны. Несколько были установлены на самолетах Як-9 и (вне последовательности номеров) 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, для истребителей Лавочкина Ла-5 и штурмовиков Ил-2 , но ни один из этих комплектов не был запущен в производство.
В 1930-е годы РККФ (Красный флот) проводил крупные программы по развитию радиосвязи. Начиная с 1932 года эту деятельность возглавил Аксель Иванович Берг (директор НИИИС-КФ, НИИ связи Красного флота), позднее получивший звание инженер-адмирала. Он также был профессором в ленинградских университетах и внимательно следил за ранним прогрессом радиолокации в ЛФТИ и НИИ-9. Он начал исследовательскую программу по этой технологии в НИИИС-КФ, но была прервана арестом в 1937 году во время Большого террора и провел три года в тюрьме.
Берг был освобожден в начале 1940 года и восстановлен в должности. После ознакомления с испытаниями « Редута», проведенными в Севастополе, он получил кабину РУС-2 и адаптировал ее для испытаний на корабле. Обозначенная как «Редут-К» , она была установлена на легком крейсере «Молотов» в апреле 1941 года, что сделало его первым военным кораблем в РККФ с возможностью радиолокации. После начала войны было построено всего несколько таких комплектов.
В середине 1943 года радиолокация ( radiolocatsiya ) была наконец признана жизненно важной советской деятельностью. Был создан Совет по радиолокации при Государственном Комитете Обороны; Берг был назначен заместителем министра, ответственным за все радиолокационные системы в СССР. Занимаясь всеми будущими разработками в этой области, он проявлял особый интерес к военно-морским системам. Позднее Берг был главным образом ответственным за внедрение кибернетики в Советском Союзе .
Другие отечественные радары советского флота, разработанные (но не запущенные в производство) во время войны, включали «Гюис-1» , работавший на 1,4 м с импульсной мощностью 80 кВт. Это был преемник «Редута-К» для раннего оповещения; прототип был установлен на эсминце « Громкий» в 1944 году. Одновременно разрабатывались два радара управления огнем: «Марс-1» для крейсеров и «Марс-2» для эсминцев. Оба были испытаны как раз в конце войны, а затем запущены в производство как «Редан-1» и «Редан-2» соответственно.
К моменту начала войны Германия имела давнюю традицию использования электромагнитных волн для обнаружения объектов. В 1888 году Генрих Герц , который первым продемонстрировал существование этих волн, также заметил, что они, как и свет, отражаются металлическими поверхностями. В 1904 году Кристиан Хюльсмейер получил немецкие и иностранные патенты на аппарат Telemobilskop , использующий передатчик с искровым разрядником , который мог обнаруживать корабли и предотвращать столкновения; его часто называют первым радаром, но, не предоставляя напрямую дальности, он не подпадает под эту классификацию. 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 началась серьезная разработка Funkmessgerät für Untersuchung (радиоизмерительного прибора для разведки). Ганс Холлман и Теодор Шультес, оба работавшие в престижном Институте Генриха Герца в Берлине , были привлечены в качестве консультантов. Первой разработкой был аппарат непрерывной волны, использующий интерференцию доплеровских биений для обнаружения. Затем Кюнхольд перевел работу GEMA на систему с импульсной модуляцией.
Используя 50-сантиметровый (600 МГц) магнетрон от Philips , их первый передатчик модулировался импульсами длительностью 2 мкс с частотой повторения импульсов (PRF) 2000 Гц. Передающая антенна представляла собой массив из 10 пар диполей с отражающей сеткой, а приемная антенна имела три пары диполей и встроенное переключение лепестков . Широкополосный регенеративный приемник использовал триод RCA 955 acorn . Блокирующее устройство ( дуплексер ) закрывало вход приемника, когда передатчик импульсировал. Для отображения диапазона использовалась трубка Брауна . Впервые он был испытан в мае 1935 года на объекте NVA (с 1939 года: Nachrichten-Versuchskommando (NVK) (команда по исследованию сигналов)) Pelzerhaken в заливе Любек недалеко от Нойштадта в Гольштейне , обнаруживая отраженные сигналы от 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 продвинутые технологии, чем ранние наборы в Великобритании и Соединенных Штатах, но, похоже, радар получил гораздо меньший приоритет до конца Второй мировой войны; к началу войны было принято на вооружение лишь несколько из них. Во многом это было связано с недооценкой этой технологии военной иерархией, особенно наверху, где диктатор Адольф Гитлер рассматривал радар как оборонительное оружие, и его интерес был направлен на наступательное оборудование. Эта проблема усугублялась вялым подходом к командному составу. Прошло некоторое время, прежде чем у Люфтваффе появилась система командования и управления, почти такая же эффективная, как та, что была создана Королевскими ВВС в Великобритании перед войной. [29]
Вольфганг Мартини , кадровый офицер Люфтваффе , был главным пропагандистом радаров в немецком Верховном командовании. Хотя он не имел университетского образования, его понимание этой технологии было инстинктивным, и его участие, возможно, стало самым большим стимулом к окончательному развитию радаров военного времени в Германии. В 1941 году он был повышен до генерала der Luftnachrichtentruppe (генерала Корпуса воздушной связи) и оставался на этой должности до конца войны в мае 1945 года.
Все три ветви объединенных вооружённых сил Вермахта нацистской Германии: Люфтваффе (Военно-воздушные силы), Кригсмарине (Военно-морской флот) и Хеер (армия) использовали немецкие радарные технологии и оборудование. Хотя ряд исследовательских лабораторий управлялся этими пользователями, подавляющее большинство радаров поставлялось четырьмя коммерческими фирмами: GEMA, Telefunken , Lorenz и Siemens & Halske . Ближе к концу войны в 1945 году GEMA возглавила немецкие радарные работы, увеличив штат до более чем 6000 сотрудников.
Официальным обозначением радиолокационных систем было FuMG ( Funkmessgerät , буквально «Радиоизмерительное устройство»), большинство из которых также имели букву (например, G, T, L или S), указывающую на производителя, а также число, указывающее год выпуска и, возможно, букву или число, указывающие на модель. Однако единообразия в обозначениях не было.
В начале 1938 года Кригсмарине финансировало GEMA для разработки двух систем: одна — артиллерийская установка, а другая — установка воздушного оповещения. В производстве первый тип стал 80-см (380 МГц) Flakleit , способный направлять огонь по надводным и воздушным целям в радиусе 80 км. Он имел конфигурацию антенны, очень похожую на американскую SCR-268. Стационарная версия, Flakleit-G , включала в себя высотомер.
Вторым типом, разработанным GEMA, был 2,5-метровый (120 МГц) Seetakt . На протяжении всей войны GEMA поставляла широкий спектр наборов Seetakt , в основном для кораблей, но также и для нескольких типов подводных лодок. Большинство из них имели превосходный модуль измерения дальности под названием Messkette (измерительная цепь), который обеспечивал точность измерения дальности в пределах нескольких метров независимо от общей дальности. Корабельный Seetakt использовал «матрацную» антенну, похожую на «пружинную» на американском CXAM. [30]
Хотя Кригсмарине пытались помешать GEMA работать с другими службами, Люфтваффе узнали о Seetakt и заказали свою собственную версию в конце 1938 года. Названный Freya , это был наземный радар, работающий около 2,4 м (125 МГц) с пиковой мощностью 15 кВт, дающий дальность около 130 км. Базовый радар Freya постоянно совершенствовался, и в конечном итоге было построено более 1000 систем.
В 1940 году Йозеф Каммхубер использовал Freyas в новой сети ПВО, простирающейся через Нидерланды , Бельгию и Францию . Названная союзниками линией Каммхубера , она состояла из ряда ячеек под кодовым названием Himmelbett (кровать с балдахином), каждая из которых охватывала область шириной около 45 км и глубиной 30 км и содержала радар, несколько прожекторов и основной и резервный ночной истребитель. Это было относительно эффективно, за исключением случаев, когда небо было затянуто облаками. Для покрытия этого недостатка требовался новый радар наведения орудий, и тогда Люфтваффе заключило контракт с Telefunken на такую систему.
Под руководством Вильгельма Рунге новый радар был построен Telefunken на основе нового триода, способного выдавать импульсную мощность 10 кВт на 60 см (500 МГц). Под кодовым названием Würzburg (ведущий инженер Рунге предпочитает кодовые названия немецких городов, таких как Würzburg ), он имел 3-метровый (10-футовый) параболический отражатель, поставляемый компанией Zeppelin, и был эффективен на расстоянии около 40 км для самолетов. Два таких радара обычно добавлялись к каждому Himmelbett , один для захвата цели с Freya и второй для отслеживания истребителя. Требуя только одного оператора, Würzburg стал основной мобильной системой наведения орудий, используемой Люфтваффе и Heer во время войны. В конечном итоге было произведено около 4000 различных версий базовой системы.
Система ПВО постоянно совершенствовалась. Чтобы улучшить дальность и точность, Telefunken разработала Würzburg-Riese , а GEMA увеличила диполи Freya , чтобы создать Mammut и Wassermann . Würzburg-Riese (Giant Würzburg ) имел 7,5-метровую (25-футовую) тарелку (еще один продукт от Zeppelin), которая была установлена на железнодорожном вагоне. Система также имела увеличенную мощность передатчика; в сочетании с увеличенным отражателем это привело к увеличению дальности до 70 км, а также значительному повышению точности. Было построено около 1500 таких радарных систем.
Mammut (мамонт) использовал 16 Freyas , соединенных в гигантскую антенну размером 30 на 10 метров (100 на 33 фута) с фазированной антенной решеткой, которая в конечном итоге стала стандартной для радаров. Она имела дальность действия до 300 км и охватывала около 100 градусов в ширину с точностью около 0,5 градуса. Было построено около 30 комплектов, некоторые с гранями, расположенными спина к спине, для двунаправленного покрытия. Wassermann (водяной человек) имел восемь Freyas также с фазированными антенными решетками, установленными на управляемой 56-метровой (190-футовой) башне и дававшими дальность действия до 240 км. Вариант Wassermann-S имел радары, установленные на высоком цилиндре. Начиная с 1942 года было построено около 150 всех типов. [31]
Для отслеживания британских и американских бомбардировщиков, пересекающих Германию, требовалась система с большим радиусом действия. Для этой функции консультанты Теодор Шультес и Ганс Холлманн спроектировали экспериментальный 2,4-метровый (125 МГц) 30-киловаттный радар под названием Panorama . Построенный 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 создавала узкий вертикальный луч; он вращался со скоростью 6 об/мин, охватывая 360 градусов до примерно 110 км.
Основываясь на работе Panorama , Siemens & Halske усовершенствовали эту систему и переименовали ее в Jagdschloss (охотничий домик). Они добавили вторую переключаемую операцию до 150 кВт на 1,2 м (250 МГц), увеличив дальность до почти 200 км. Информация с приемников передавалась по коаксиальному кабелю или по 50-сантиметровой линии связи с башни в центральный командный пункт, где она использовалась для управления истребителями. В дисплее использовалась полярно-координатная (PPI) ЭЛТ Холлмана, первая немецкая система с этим устройством; она также была добавлена в Panorama. Jagdschloss поступил на вооружение в конце 1943 года, и в конечном итоге было построено около 80 систем. Jagdwagen (охотничий автомобиль) был мобильной, одночастотной версией; работая на 54 см (560 МГц), он имел соответственно меньшую антенную систему.
В рамках проекта, финансируемого изнутри, фирма Lorenz AG разработала импульсно-модулированный комплект. Heer заключила контракт на несколько комплектов для поддержки Flak (зенитной артиллерии), но затем эта миссия была передана Люфтваффе . В течение нескольких лет Lorenz не удавалось продать новые версии под названием Kurfürst и Kurmark (оба термина — Священная Римская Империя ). По мере продолжения войны Люфтваффе увидело необходимость в дополнительных радарах. Lorenz снова модифицировала свои комплекты, чтобы они стали Tiefentwiel , транспортируемой системой, созданной для дополнения Freya против низколетящих самолетов, и Jagdwagen , мобильным устройством, используемым для воздушного наблюдения. Эти 54-см (560 МГц) устройства с индикаторами положения в плане имели две антенны, поддерживаемые параболическими сетчатыми отражателями на вращающихся вилкообразных рамах, которые поднимались над кабиной оборудования. Начиная с 1944 года обе эти системы производились фирмой Lorenz для Люфтваффе в сравнительно 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 британский бомбардировщик с радаром H2S был сбит над Нидерландами, и 10-сантиметровый магнетрон был найден неповрежденным. Вскоре был раскрыт секрет создания успешных магнетронов, и началась разработка микроволнового радара.
Telefunken получил заказ на создание установки для наведения орудий Flak , и в начале 1944 года появилась 10-см установка под кодовым названием Marbach . Используя 3-метровый отражатель Mannheim , эта установка имела дальность обнаружения около 30 км. Ее важнейшей характеристикой была относительная невосприимчивость к Window — дипольным отражателям , которые британцы использовали в качестве контрмеры против 50-см Würzburg . Marbach производился в ограниченных количествах для батарей Flak вокруг ряда крупных промышленных городов.
Было разработано несколько других 10-см установок, но ни одна из них не пошла в массовое производство. Одна из них — Jagdschloss Z , экспериментальная установка типа Panorama с импульсной мощностью 100 кВт, созданная Siemens & Halske. Klumbach — похожая установка, но с импульсной мощностью всего 15 кВт и использующая цилиндрический параболический отражатель для создания очень узкого луча; при использовании с Marbach комбинированная система управления огнем называлась Egerland .
Ближе к концу 1943 года немцы также спасли радары, содержащие 3-сантиметровые магнетроны, но наборы, работающие на этой длине волны, так и не были произведены. Однако они сыграли важную роль в немецкой разработке контрмер, в частности, приемников радиолокационного оповещения .
В июне 1941 года бомбардировщик Королевских ВВС, оснащенный радаром ASV (Air-to-Surface Vessel) Mk II, совершил вынужденную посадку во Франции. Хотя экипаж пытался уничтожить установку, остатков было достаточно, чтобы Немецкая лаборатория авиации могла распознать операцию и ее функцию. Испытания показали достоинства такого радара, и Вольфганг Мартини также увидел его ценность и поручил Лоренцу разработать аналогичную систему.
Имея опыт работы с навигационным оборудованием для самолетов и опыт разработки собственных финансируемых наземных радиолокационных систем, Lorenz обладали превосходными возможностями для этого проекта. До конца года они построили установку на основе своей конструкции Kurfürst/Kurmark , но значительно уменьшенную по размеру и весу, а также с улучшенной электроникой. Обозначенная как FuG 200 Hohentwiel , она производила импульсную мощность 50 кВт на низких частотах УВЧ- диапазона (545 МГц) и имела очень низкую частоту повторения импульсов 50 Гц. Установка использовала два отдельных антенных устройства, обеспечивая поиск как в прямом, так и в боковом направлении. [32]
Демонстрация Hohentwiel обнаружила большой корабль на расстоянии 80 км, всплывшую подводную лодку на расстоянии 40 км, перископ подводной лодки на расстоянии 6 км, самолет на расстоянии 10–20 км и объекты на суше на расстоянии 120–150 км. Точность пеленга около 1 градуса была получена путем быстрого переключения между двумя приемными антеннами, направленными на 30 градусов в каждую сторону от направления антенны передатчика. Запущенный в производство в 1942 году, Hohentwiel оказался весьма успешным. Впервые он был использован на больших разведывательных самолетах, таких как Fw 200 Condor . В 1943 году Hohentwiel-U , адаптация для использования на подводных лодках, обеспечивала дальность 7 км для надводных кораблей и 20 км для самолетов. Всего было поставлено около 150 комплектов в месяц.
Использование точных радаров Freya и Würzburg в их системах ПВО позволило немцам иметь несколько менее энергичный подход к разработке бортовых радаров. В отличие от британцев, чьи неточные системы CH требовали какой-то системы в самолете, Würzburg был достаточно точным, чтобы позволить им оставить радар на земле. Это аукнулось им, когда британцы обнаружили режим работы тактики Himmelbett , и разработка бортовой системы стала гораздо важнее.
В начале 1941 года ПВО осознала необходимость радара на своих ночных истребителях. Требования были переданы Рунге из Telefunken, и к лету был испытан прототип системы. Под кодовым названием Lichtenstein , это была изначально система с низким диапазоном УВЧ (485 МГц), мощностью 1,5 кВт в самой ранней модели B/C , в целом основанная на технологии, которая теперь хорошо зарекомендовала себя Telefunken для Würzburg. Проблемы проектирования заключались в снижении веса, обеспечении хорошей минимальной дальности (очень важной для воздушного боя) и соответствующей конструкции антенны. Отличная минимальная дальность в 200 м была достигнута путем тщательного формирования импульса. Антенная решетка Matratze (матрас) в своей полной форме имела шестнадцать диполей с отражателями (всего 32 элемента), что давало широкое поле поиска и типичную максимальную дальность 4 км (ограниченную помехами от земли и зависящую от высоты), но производящую большое аэродинамическое сопротивление. Вращающийся фазовращатель был вставлен в линии передачи для создания вращающегося луча. Высота и азимут цели относительно истребителя показывались соответствующими позициями на дисплее с тройной трубкой ЭЛТ. [33]
Первые серийные комплекты ( Lichtenstein B/C ) стали доступны в феврале 1942 года, но не были приняты в бой до сентября. Пилоты Nachtjäger (ночных истребителей) с ужасом обнаружили, что 32-элементная решетка Matratze замедляла их самолеты на целых 50 км/ч. В мае 1943 года ночной истребитель Ju 88R-1, оснащенный B/C, приземлился в Шотландии, который до сих пор сохранился как отреставрированный музейный экспонат; его привезли в Шотландию трио дезертировавших пилотов Люфтваффе . Британцы сразу поняли, что у них уже есть отличная контрмера в виде Window (отражательные снаряды, использовавшиеся против Würzburg ); за короткое время полезность B/C значительно снизилась.
Когда Германия осознала проблему дипольных отражателей, было решено сделать длину волны переменной, что позволило бы оператору отстраиваться от отраженных дипольных отражателей. В середине 1943 года был выпущен значительно улучшенный Lichtenstein SN-2 , работающий с длиной волны диапазона VHF, изменяемой между 3,7 и 4,1 м (от 81 до 73 МГц). Британцам потребовалось больше времени, чтобы найти помехи для SN-2 , но в конечном итоге это было сделано после июля 1944 года. Гораздо более длинный набор из восьми дипольных элементов для полной антенной решетки Hirschgeweih (рога оленя) заменил набор из тридцати двух элементов решетки Matratze из наборов B/C и C-1 диапазона UHF, но поскольку ранние наборы SN-2 имели недостаточную минимальную дальность около полукилометра, самолетам часто приходилось сохранять более раннее оборудование, чтобы компенсировать это, пока недостаток не был устранен. Иногда это приводило к тому, что полные комплекты антенн Matratze и Hirschgeweih украшали носы немецких ночных истребителей, вызывая катастрофическую проблему с сопротивлением, пока не была создана «четверть» подгруппы решетки Matratze для центральной установки на носу, заменив полную решетку UHF из четырех комплектов. Затем, когда проблема минимальной дальности была решена с комплектами SN-2 позднее в 1943 году, более ранние комплекты B/C и C-1 UHF-диапазона и их антенны можно было полностью снять. В качестве запланированной замены серии комплектов Lichtenstein , разработанный правительством радар Neptun , работающий на еще третьем комплекте различных частот среднего диапазона VHF (от 125 МГц до 187 МГц) для избежания помех Window , был запущен в производство к началу 1944 года и мог использовать те же антенны Hirschgweih — с установленными более короткими диполями — как и комплекты SN-2. К 1943-44 годам радары SN-2 и Neptun могли также использовать экспериментальную немецкую антенну радиолокатора AI VHF-диапазона Morgenstern , использующую две пары трехдипольных антенн Yagi, расположенных под углом 90° и установленных на одной выступающей вперед мачте, что позволяло размещать решетку для снижения сопротивления в коническом, покрытом резиной фанерном обтекателе на носу самолета, при этом крайние концы элементов антенны Morgenstern выступали из поверхности обтекателя. По крайней мере, один ночной истребитель Ju 88G-6 из штабного звена ночного истребительного крыла NJG 4 использовал ее в конце войны для своей радиолокационной установки Lichtenstein SN-2 AI. [34]
Хотя Telefunken ранее не занимались радарами любого типа для истребителей, в 1944 году они начали переоборудование 10-см установки Marbach для этого применения. Сбитые американские и британские самолеты разбирались на компоненты радаров; особый интерес представляли поворотные механизмы, используемые для сканирования луча по области поиска. Воздушная установка с полуэллиптической антенной- обтекателем , закрытой тарелкой, под кодовым названием FuG 240 Berlin была завершена в январе 1945 года, и около 40 установок были построены и установлены на ночных истребителях. Несколько установок под кодовым названием Berlin-S были также построены для наблюдения с борта корабля.
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 привели к тому, что развитие Японии было медленным. Только в ноябре 1941 года, всего за несколько дней до нападения на Перл-Харбор , Япония ввела в эксплуатацию свою первую полноценную радарную систему. В августе 1942 года американские морские пехотинцы захватили одну из этих первых систем, и, хотя она была грубой даже по меркам ранних радаров США, тот факт, что у японцев были какие-либо радиолокационные возможности, стал неожиданностью. Японская радарная технология отставала на 3–5 лет от американской, британской и немецкой на протяжении всей войны. [35]
Главным лидером в развитии ранних технологий был Хидэцугу Яги , профессор и исследователь международного уровня. Его работы конца 1920-х годов по антеннам и конструкции магнетронов внимательно изучались учеными и инженерами по всему миру. Однако ему не разрешили участвовать в разработке военных радаров Японии. Его ранние работы были настолько мало изучены японскими военными, что, когда они получили захваченный британский радар, они сначала не знали, что « Яги », упомянутый в сопроводительных записках, относится к японскому изобретению.
Хотя Япония присоединилась к нацистской Германии и фашистской Италии в Тройственном пакте в 1936 году, по сути, не было никакого обмена технической информацией. Это изменилось в декабре 1940 года, когда группе японских офицеров, представлявших армейские технологии, было разрешено посетить Германию, а в январе за ней последовала аналогичная группа из ВМФ. Во время визита японцам показали несколько немецких радаров и британский MRU (их самый ранний прожекторный радар управления), оставленный во время эвакуации из Дюнкерка . Кроме того, получивший образование в Германии Ёдзи Ито , руководитель делегации ВМФ, смог получить от хозяина информацию об импульсной работе MRU. Ито немедленно отправил эту информацию домой дипломатическим курьером, и ВМФ начал работу над первым настоящим радаром Японии.
После начала войны с Соединенными Штатами в декабре 1941 года немцы отправили радар Вюрцбурга в Японию. Подводная лодка, перевозившая это оборудование, затонула по пути, и вторая партия постигла та же участь; однако часть ключевого оборудования и документации, отправленных на отдельном судне, благополучно дошли до берега.
Когда в феврале 1942 года Сингапур был захвачен Японией, были найдены остатки того, что оказалось британским радаром GL Mk-2 и радаром Searchlight Control (SLC). Вместе с оборудованием был набор рукописных заметок, описывающих подробности теории и работы SLC. В мае следующего года в Коррехидоре захватчики обнаружили два радара армии США, SCR-268 в рабочем состоянии и сильно поврежденный SCR-270 . В редких совместных усилиях армия и флот совместно провели обратную разработку этих наборов.
Для армии и флота было разработано около 7250 радиолокационных станций 30 различных типов.
Научно-исследовательский институт технологий Тама (TTRI) был сформирован армией для руководства разработкой так называемого радиодальномера (RRF). TTRI был укомплектован компетентным персоналом, но большая часть их опытно-конструкторских работ была выполнена подрядчиками в исследовательских лабораториях Toshiba Shibaura Denki ( Toshiba ) и Nippon Electric Company ( NEC ). [36]
TTRI установила систему обозначения армейского радиолокационного оборудования, основанную на его использовании. Префиксы были Ta-Chi (здесь пишется как Tachi) для наземных систем, Ta-Se для корабельных систем и Ta-Ki для воздушных систем. «Ta» обозначало Tama, «Chi» было от tsuchi (земля), «Se» означает пороги mizu (вода), а «Ki» было от kuki (воздух).
В июне 1942 года и NEC, и Toshiba начали проекты на основе SCR-268. Американская система работала на частоте 1,5 м (200 МГц). Она имела очень сложный набор из трех антенн на горизонтальной вращающейся стреле и использовала переключение лепестков. Проект NEC был для системы слежения за целью, обозначенной Tachi-1, по сути, копии SCR-268. Дублирование этой системы оказалось слишком сложным, и Tachi-1 вскоре была заброшена. В Toshiba также проект был для системы слежения за целью, обозначенной Tachi-2. Она должна была включать множество упрощений SCR-268. Предварительные испытания показали, что она будет слишком хрупкой для полевой эксплуатации; этот проект также был заброшен.
Британский GL Mk 2 был намного менее сложным, чем SCR-268, и его было легко реверсировать; кроме того, были доступны заметки по SLC. Из этого получился Tachi-3, наземный радар слежения. Он включал в себя множество существенных изменений в исходной британской системе; прежде всего, это были изменения в конфигурации с фиксированным местоположением и совершенно иная антенная система.
Передатчик Tachi-3 работал на частоте 3,75 м (80 МГц) и выдавал пиковую мощность около 50 кВт с длительностью импульса от 1 до 2 мс и частотой повторения импульсов 1 или 2 кГц. Передатчик был разработан для размещения в подземном убежище. Он использовал антенну Yagi, которая была жестко закреплена над убежищем, и весь блок мог вращаться по азимуту. Фазируя элементы антенны, можно было добиться некоторого изменения угла возвышения.
Приемник для Tachi-3 располагался в другом подземном убежище на расстоянии около 30 м от передатчика. Четыре дипольные антенны были установлены на ортогональных плечах, а убежище и антенны вращались для сканирования по азимуту. Максимальная дальность составляла около 40 км. NEC построила около 150 таких комплектов, и они, наконец, поступили в эксплуатацию в начале 1944 года.
Последующий проект Toshiba получил обозначение Tachi-4. Это был наземный радар слежения, снова использующий SCR-268 в качестве образца. Все еще с оригинальной работой 1,5 м (200 МГц), этот набор работал достаточно хорошо, и было произведено около 70 наборов. Они начали обслуживаться в середине 1944 года; однако к тому времени Tachi-3 был доступен и превосходил по производительности.
Инженеры Toshiba уже начали работу над системой с импульсной модуляцией. С прибытием поврежденного SCR-270 части были включены в текущую разработку стационарной системы раннего оповещения, обозначенной как Tachi-6. Передатчик работал в диапазоне 3–4 м (100–75 МГц) с пиковой мощностью 50 кВт. Он использовал антенну с дипольной решеткой на вершине высокого столба. Несколько приемных станций были расположены на расстоянии около 100 м вокруг передатчика. Каждая из них имела вращаемый вручную столб с антеннами Yagi на двух уровнях, что позволяло измерять азимут и высоту. Одна приемная станция могла отслеживать самолет, пока другие занимались поиском. Были достигнуты дальности до 300 км, которые отображались на дисплее с ЭЛТ. Она была введена в эксплуатацию в начале 1943 года; в конечном итоге было построено около 350 систем Tachi-6.
Была добавлена переносная версия этой системы раннего оповещения. Обозначенная как Tachi-7, основным отличием было то, что передатчик со складной антенной находился на поддоне. Было построено около 60 таких устройств. За ней в 1944 году последовала Tachi-18, гораздо более легкая, еще более упрощенная версия, которую можно было переносить с войсками. Было построено несколько сотен таких «переносных» комплектов, и некоторое количество было найдено, когда японцы покидали отдаленную оккупированную территорию. Все они продолжали работать в диапазоне от 3 до 4 м.
Другие наземные радары, разработанные Императорской армией, включали два набора высотомеров, Tachi-20 и Tachi-35, но они были слишком поздно введены в эксплуатацию. Был также Tachi-28, набор наведения самолетов на основе радара. TTRI также разработал Tachi-24, их слегка модифицированную версию немецкого радара Würzburg , но он так и не был запущен в производство.
У Имперской армии были свои корабли, размером от ударных катеров до больших десантных судов. Для них они разработали Tase-1 и Tase-2, оба противоповерхностные радары. У Имперской армии также были свои собственные воздушные дивизии с истребителями, бомбардировщиками, транспортными самолетами и разведывательными самолетами. Для этих самолетов были разработаны только две системы: Taki-1, бортовой радар наблюдения в трех моделях, и Taki-11, бортовой комплект радиоэлектронного противодействия (ECM).
Военно-морской технический исследовательский институт (NTRI) начал работу над системой с импульсной модуляцией в августе 1941 года, еще до того, как Ёдзи Ито вернулся из Германии. При содействии NEC (Nippon Electric Company) и исследовательской лаборатории NHK (Japan Broadcasting Corporation) был разработан опытный образец на основе краха. Кэндзиро Такаянаги , главный инженер NHK, разработал схемы формирования импульсов и синхронизации, а также дисплей приемника. Опытный образец был испытан в начале сентября. [37]
Система, первый полноценный радар Японии, была обозначена как Mark 1 Model 1. (Этот тип обозначения здесь сокращен только до цифр; например, Type 11.) Система работала на частоте 3,0 м (100 МГц) с пиковой мощностью 40 кВт. Дипольные решетки с отражателями матового типа использовались в отдельных антеннах для передачи и приема. В ноябре 1941 года первый изготовленный Type 11 был введен в эксплуатацию в качестве наземного радара раннего предупреждения на побережье Тихого океана. Это была большая система, она весила около 8700 кг (19 200 фунтов). Было построено около 30 комплектов, которые использовались на протяжении всей войны. Дальность обнаружения составляла около 130 км (81 миля) для одиночных самолетов и 250 км (160 миль) для групп.
Тип 12, еще одна наземная система раннего оповещения, последовала 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 либо на 2,0 м (150 МГц), либо на 1,5 м (200 МГц), каждая с пиковой мощностью всего 5 кВт. Более низкая мощность значительно уменьшала дальность. Было построено около 50 комплектов всех версий этих систем.
Другой похожей системой был Type 21. По сути, это была 200-МГц версия Type 12, переработанная для использования на корабле и весившая всего около 840 кг (1850 фунтов). Первые комплекты были установлены на линкорах Ise и Hyūga в апреле 1942 года. В конечном итоге было построено около 40 комплектов.
В этот же период времени также разрабатывался более гибкий в использовании Тип 13. Работая на 2,0 м (150 МГц) и с пиковой мощностью 10 кВт, этот набор включал в себя значительное усовершенствование. Был разработан дуплексер блока , позволяющий использовать общую антенну. При весе 1000 кг (2200 фунтов) (небольшая часть веса Типа 11) эта система могла легко использоваться как на борту корабля, так и на наземных станциях. Ее дальность обнаружения была примерно такой же, как у Типа 12. Он был введен в эксплуатацию в конце 1942 года, а к 1944 году он также был адаптирован для использования на надводных подводных лодках. В конечном итоге было построено около 1000 наборов, Тип 13 был, безусловно, наиболее используемым радаром воздушного и надводного поиска Имперского флота.
Тип 14 представлял собой корабельную систему, разработанную для дальнего воздушного поиска. С пиковой мощностью 100 кВт и работой на частоте 6 м (50 МГц) она весила 30 000 кг (66 000 фунтов). Только две из этих систем были введены в эксплуатацию в мае 1945 года, как раз в конце войны.
Имперский флот построил два радара на основе захваченного SCR-268. Тип 41 был похож на оригинал с точки зрения электроники, но с двумя большими дипольными антенными решетками и сконфигурирован для применения на борту корабля, управления огнем. Было построено около 50 таких радаров, и он вступил в строй в августе 1943 года. Тип 42 претерпел больше изменений, включая изменение на использование четырех антенн Yagi. Около 60 были построены и введены в эксплуатацию в октябре 1944 года. Обе системы имели дальность действия около 40 км.
NTRI внесла минимальные изменения в 60 см (500 МГц) Würzburg , в основном переделав генератор с вакуумных ламп на магнетрон. Результатом стал противокорабельный радар управления огнем Type 23, предназначенный для крейсеров и более крупных кораблей. С заменой на магнетрон выходная мощность была примерно вдвое снижена до пиковой мощности около 5 кВт; это дало дальность всего 13 км (8,1 мили) для обнаружения большинства надводных кораблей. Хотя прототип был завершен в марте 1944 года, было построено всего несколько комплектов, и он так и не был запущен в серийное производство.
Japan Radio Company (JRC) долгое время сотрудничала с NTRI в разработке магнетронов. В начале 1941 года JRC получила контракт от NTRI на проектирование и создание микроволновой системы обнаружения поверхности для военных кораблей. Обозначенная как Тип 22, она использовала импульсно-модулированный магнетрон 10 см (3,0 ГГц) с водяным охлаждением и производила пиковую мощность 2 кВт. Приемник был супергетеродинного типа с маломощным магнетроном, служившим в качестве гетеродина. Для передачи и приема использовались отдельные рупорные антенны. Они были установлены на общей платформе, которая могла вращаться в горизонтальной плоскости. Поскольку это был первый в Японии полный комплект с использованием магнетрона, Ёдзи Ито был назначен ответственным и уделил ему особое внимание. [38]
Прототип Type 22 был завершен в октябре 1941 года; испытания показали, что он обнаруживал 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 микроволновыми радарами получили их в марте 1942 года, а к концу 1944 года микроволновые радары широко использовались на надводных судах и подводных лодках; было построено около 300 комплектов Type 22.
Из-за плохой дальности действия Type 23 ( копии Würzburg ) началась разработка трех микроволновых систем для управления огнем. Type 31 работал на частоте 10 см (3 ГГц) и, как и Würzburg , использовал обычный 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 был еще одной 10-см системой, на этот раз с отдельными квадратными рупорными антеннами. Дальность обнаружения для крупных кораблей составляла около 30 км. Он вступил в строй в сентябре 1944 года, и было произведено около 60 комплектов. Тип 33 был еще одной 10-см системой; на этот раз 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 он не был запущен в производство.
У Имперского флота было большое количество самолетов. Однако прошел почти год после начала войны, прежде чем на военно-морском авиационном техническом складе Оппама (ONATD) был разработан первый бортовой комплект. Первоначально обозначенный как Тип H-6, с несколькими построенными экспериментальными комплектами, он в конечном итоге был произведен как Тип 64 и начал эксплуатироваться в августе 1942 года. Самая большая проблема разработки 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, Type 64 работал на 2 м (150 МГц) с пиковой мощностью от 3 до 5 кВт и шириной импульса 10 мс. Он использовал одну антенну Yagi в носовой части самолета и диполи по обеим сторонам фюзеляжа и мог обнаруживать крупные надводные суда или полеты самолетов на расстоянии до 100 км (62 мили). Этот комплект изначально использовался на четырехмоторных летающих лодках класса H8K, а затем на различных средних штурмовиках и торпедоносцах. Это был, безусловно, наиболее используемый бортовой радар, было произведено около 2000 комплектов.
Разработка более легких систем продолжилась в ONATD. Тип N-6 весом 60 кг (130 фунтов) был доступен в октябре 1944 года, но было построено всего 20 комплектов. Это был экспериментальный комплект 1,2 м (250 МГц), 2 кВт, предназначенный для одномоторного трехместного (пилот, стрелок и оператор радара) истребителя. Другим был Тип FM-3; работающий на 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 трехместного противолодочного самолета, было построено около 100 комплектов, поступивших в эксплуатацию в январе 1945 года.
При содействии NTRI и Ёдзи Ито ONATD также разработало единственный в Японии бортовой микроволновый радар. Обозначенный как FD-2 (иногда FD-3), это был магнетронный, 25 см (1,2 ГГц), 2 кВт набор весом около 70 кг. Он мог обнаруживать самолеты на расстоянии от 0,6 до 3 км (от 0,37 до 1,86 мили), что было удовлетворительно для ночных истребителей ближнего действия, таких как Nakajima J1N1-S "Gekko" . Он использовал четыре антенны Yagi, установленные в носовой части; отдельные элементы для передачи и приема были скошены для поиска. В отличие от воздушной войны в Европе, было мало ночных истребителей, используемых Японией; следовательно, это было в середине 1944 года, прежде чем тип FD-2 был введен в эксплуатацию. Было изготовлено около 100 наборов.
Когда магнетроны разрабатывались в Японии, изначально их основным применением была передача энергии, а не радиолокация. По мере того, как эти устройства увеличивали выходную энергию, их применение в качестве оружия стало очевидным. Для исследований в области специального оружия в Симаде был построен большой объект. В 1943 году начался проект по разработке Ku-go (луча смерти) с использованием магнетронов. К концу войны были построены магнетроны, развивающие непрерывную мощность 100 кВт на 75 см (400 МГц), и, по-видимому, предполагалось объединить 10 из них для получения луча мощностью 1000 кВт. По сути, все оборудование и документы в Симаде были уничтожены до того, как американцы добрались до объекта. [39]
Первые прототипы радаров в Италии были разработаны еще в 1935 году исследователем в области электроники Уго Тиберио , который после окончания в 1927 году Королевской школы инженеров в Неаполе опубликовал несколько работ по электромагнетизму и во время своей военной службы был направлен в Военный институт связи в Риме, где полковник Луиджи Сакко, наблюдавший за некоторыми экспериментами Гульельмо Маркони по отражению радиоволн, дал ему задание проверить, можно ли использовать эти свойства радиоволн для определения местоположения удаленных объектов.
После увольнения из Королевской армии работа Тиберио привлекла внимание Нелло Каррары , профессора Итальянской военно-морской академии в 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 EC-1, получившего прозвище « Gufo » (сова). [40]
Несмотря на их достижения, проведенные под руководством капитана ВМС Альфео Брандимарте , проект был остановлен из-за нехватки финансирования и ресурсов, поскольку и Тибери, и Каррара должны были посещать свои преподавательские обязанности и могли заниматься исследованиями только в свободное время. Более того, несмотря на усилия капитана Брандимарте по доведению важности устройства до высших эшелонов итальянского Королевского флота, его тирады были встречены высокомерием и недоверием. Один адмирал зашел так далеко, что сказал ему: «За всю историю морских войн сражения происходили днем, поэтому тот факт, что ваше устройство может обнаруживать вражеские корабли ночью, совершенно бесполезен!» .
Такое отношение сохранялось до 1941 года, когда интерес к радарам резко возродился вскоре после того, как итальянский флот потерпел ряд серьезных неудач в ночных боях против оснащенных радарами подразделений Королевского флота , особенно в битве у мыса Матапан , где более 3000 матросов и офицеров погибли в море, не успев сделать ни одного выстрела.
Первые испытания были проведены на борту торпедного катера Giacinto Carini в апреле 1941 года. [41] Радарные установки были произведены итальянской компанией SAFAR. Только 12 устройств были установлены на борту итальянских военных кораблей к 8 сентября 1943 года, дню, когда Италия подписала перемирие с союзниками . [42] Начиная с весны 1943 года, рекомендация итальянского верховного командования состояла в том, чтобы включать радар только в непосредственной близости от вражеских сил, после неверного немецкого сообщения о том, что у британцев есть приемники предупреждения о радарах, похожие на Metox . Однако союзники не разрабатывали такую технологию до 1944 года. Несмотря на это, сообщалось, что экипажи широко использовали Gufo в качестве поискового радара, не упоминая об этом в судовом журнале, чтобы избежать санкций. [43]
Радар был использован в бою легким крейсером Scipione Africano в ночь на 17 июля 1943 года во время перехода из Специи в Таранто , [44] [45] , когда он обнаружил флотилию из четырех британских торпедных катеров Elco в пяти милях впереди в Мессинском проливе . Один из катеров, MTB 316, был уничтожен орудиями крейсера, а другой получил серьезные повреждения. Двенадцать британских моряков погибли. [46]
После перемирия Италии в сентябре 1943 года вся документация, относящаяся к исследованиям и разработкам «Gufo» и его наземной версии, названной «Folaga» ( coot ) и построенной Radiomarelli , была уничтожена по приказу командования итальянского Королевского флота, чтобы предотвратить ее попадание в руки оккупационных нацистских войск. Брандимарте, получивший звание лейтенанта-коммандера за свои достижения в разработке радара, присоединился к итальянскому антифашистскому движению сопротивления и был взят в плен, а затем 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 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 разрабатывать их в течение всей войны.
После того, как Австралия объявила войну Германии в сентябре 1939 года, Совет по научным и промышленным исследованиям основал Радиофизическую лабораторию (RPL) в Сиднейском университете для проведения радиолокационных исследований. Под руководством Джона Х. Пиддингтона их первый проект создал систему береговой обороны, обозначенную как ShD , для австралийской армии . За ней последовала AW Mark 1 , система воздушного оповещения для австралийских ВВС . Обе 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 поручила инженерной группе New South Wales Railways спроектировать легкую антенну для радара предупреждения об опасности с воздуха, также известного как Worledge Aerial. LW/AW Mark I.
В результате появился LW/AW Mark II ; около 130 таких транспортируемых по воздуху комплектов были построены и использовались вооруженными силами США и Австралии во время первых высадок на островах в южной части Тихого океана, а также британцами в Бирме .
Американские войска, прибывшие в Австралию в 1942–43 годах, привезли с собой много радиолокационных систем SCR-268 . Большинство из них были переданы австралийцам, которые переделали их в модифицированные устройства предупреждения об опасности воздушного нападения ( MAWD ). Эти 200-МГц системы были развернуты на 60 объектах по всей Австралии. В 1943–44 годах RPL привлекла персонал из 300 человек, работающих над 48 проектами радаров, многие из которых были связаны с усовершенствованиями LW /AW . Было добавлено определение высоты ( LW/AWH ), а сложные дисплеи превратили его в систему перехвата с земли ( LW/GCI ). Также было подразделение для низколетящих самолетов ( LW/LFC ). Ближе к концу войны в 1945 году RPL работала над микроволновой системой определения высоты ( LW/AWH Mark II ). [47]
Из четырех стран Содружества Канада имела, безусловно, самое обширное участие в разработке радаров во время войны. Основная ответственность лежала на Национальном исследовательском совете Канады (NRCC), в частности, на его радиоотделе во главе с Джоном Таскером Хендерсоном . Их первым усилием была разработка системы оповещения о поверхности для Королевского канадского флота (RCN) для защиты входа в гавань Галифакса . Названный Night Watchman ( NW ), этот 200-МГц (1,5-м), 1-кВт комплект был завершен в июле 1940 года.
В сентябре 1940 года во время поездки в США для кооперативных обменов миссия Тизарда посетила Канаду и рекомендовала Великобритании использовать канадский персонал и оборудование для дополнения британских программ. Затем была создана компания Research Enterprises Limited (REL) для производства радиолокационного и оптического оборудования.
Следующая система была корабельным комплектом, обозначенным SW1C , для Surface Warning 1st Canadian , для корветов и торговых судов. Основная электроника была похожа на NW, но изначально она использовала антенну Yagi, которая поворачивалась с помощью автомобильного рулевого колеса. Впервые она была испытана в море в середине мая 1941 года. Инженером проекта из NRCC был Х. Росс Смит, который оставался ответственным за проекты для RCN на протяжении всей войны.
В начале 1942 года частота SW1C была изменена на 215 МГц (1,4 м) и был добавлен электропривод для вращения антенны. Он был известен как SW2C и производился REL для корветов и минных тральщиков. Более легкая версия, обозначенная SW3C , последовала за ней для небольших судов, таких как моторные торпедные катера. Дисплей индикатора положения в плане (PPI) был добавлен в 1943 году. В конечном итоге REL произвела несколько сотен комплектов SW.
Для береговой обороны канадской армией был разработан комплект 200 МГц с передатчиком, похожим на NW. Названный CD , он использовал большую вращающуюся антенну на вершине 70-футовой деревянной башни. Поскольку огневой батальон должен был находиться на некотором расстоянии, «корректор смещения» автоматически компенсировал это расстояние. CD был введен в эксплуатацию в январе 1942 года
После встреч миссии Тизарда в Вашингтоне было решено, что Канада построит микроволновую систему наведения пушки для канадской армии. Эта 10-сантиметровая (3-ГГц) система была обозначена как GL IIIC , «C» для отличия от аналогичных систем, разрабатываемых в Америке («A») и Великобритании («B»). (В конечном итоге американская система получила название SCR-584 .) Местный источник магнетронов был жизненно необходим, и Национальная электрическая компания (NEC) в Монреале начала производство этих устройств.
GL IIIC размещался в двух трейлерах, один с вращающейся кабиной и один фиксированный. Вращающийся назывался Accurate Position Finder и вмещал основное оборудование и отдельные антенны с параболическими отражателями для передачи и приема. Другой трейлер перевозил Zone Position Indicator, радар 150 МГц (2 м), который находил местоположение всех самолетов в зоне действия системы.
В середине 1941 года REL получила заказы на 660 систем GL IIIC . В июле была проведена весьма удовлетворительная демонстрация прототипа системы, а к декабрю были построены первые шесть систем. В течение 1942 года и в следующем году возникло множество технических и административных проблем. В сентябре 1943 года было принято решение использовать британские и американские системы для освобождения Европы; таким образом, большой заказ REL так и не был выполнен.
Успех в отделении радиосвязи с экспериментальным 10-см комплектом для армии привел к тому, что RCN запросил корабельный микроволновый комплект раннего оповещения. Была сформирована отдельная секция микроволнового излучения, и в сентябре 1941 года началась разработка 10-см (3 ГГц) комплекта, обозначенного как RX/C. Из-за многочисленных изменений в требованиях RCN первые комплекты были доступны только в июле 1943 года. RX/C включал в себя многие характеристики комплектов SW , но имел дисплей PPI и антенну с параболическим отражателем. Дальнейшие комплекты были произведены REL и использовались на протяжении всей войны.
Адмиралтейство Великобритании запросило информацию об интересе и возможностях Канады в производстве 3-см магнетронов. Это привело к разработке 3-см устройства компанией NEC и полноценного 3-см (10 ГГц) радара для малых судов. В мае 1942 года Британское Адмиралтейство выдало официальный заказ на закупку этих разработок. Набор был обозначен как Тип 268 (не путать с SCR-268 из Корпуса связи США) и был специально разработан для обнаружения подводной лодки с трубкой . После обширных испытаний и последующих изменений полномасштабное производство началось только в декабре 1944 года . До конца войны было изготовлено около 1600 наборов Тип 268 .
В то время как канадская армия была в основном удовлетворена системами CD 200 МГц , она запросила улучшение работы до 10 см. Поскольку Микроволновая секция тогда имела большой опыт в этих системах, они легко предоставили проект. Еще до того, как был построен прототип, армия дала заказ REL на ряд наборов, обозначенных CDX . Производство началось в феврале 1943 года, но фактически было поставлено только 19 наборов, 5 из которых отправились в СССР.
Весной 1943 года немецкие подводные лодки начали действовать недалеко от морского пути Святого Лаврентия — основного судоходного маршрута из Канады в Великобританию. Чтобы противостоять этому, Королевские канадские военно-воздушные силы (RCAF) запросили построить 12 комплектов микроволновой системы дальнего действия. Фирма NEC разработала магнетрон мощностью 300 кВт на частоте 10,7 см (2,8 ГГц). Для излучения узкого горизонтального луча для сканирования поверхности моря Уильям Х. Уотсон из Университета Макгилла разработал щелевую антенну размером 32 на 8 футов . Система получила обозначение MEW/AS ( Microwave Early Warning Anti Submarine ).
Передающее и приемное оборудование располагалось за антенной, а сборка могла вращаться со скоростью до 6 об/мин. Элементы управления и дисплей PPI находились в соседнем стационарном здании. Это позволяло обнаруживать цели на расстоянии до 120 миль (196 км). Вторая версия, предназначенная для обнаружения высоколетящих самолетов, была обозначена как MEW/HF ( Height Finding ). В ней мощность можно было переключить на меньшую вращающуюся антенну, которая давала узкий вертикальный луч. Королевские канадские военно-воздушные силы ввели в эксплуатацию обе версии MEW на нескольких объектах в Ньюфаундленде, Квебеке и Онтарио.
В дополнение к ранее описанным радарным установкам, многие другие были разработаны в Радиоотделении NRCC в военные годы – в общей сложности 30 всех типов. Из них 12 типов были переданы в REL, где они были построены в количествах от нескольких до сотен; в общей сложности было произведено около 3000 до закрытия REL в сентябре 1946 года. [48]
В конце 1939 года Департамент научных и промышленных исследований Новой Зеландии (DSIR) создал два центра для разработки RDF: один, под руководством Чарльза Уотсона и Джорджа 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 .
Целью группы из Веллингтона была разработка наземных и воздушных радиолокационных установок для обнаружения приближающихся судов и установки для помощи в наведении орудий на береговые батареи. В течение нескольких месяцев они переделали 180-МГц (1,6-м) передатчик мощностью 1 кВт из почтового отделения в импульсно-модулированный и использовали его в системе под названием CW ( береговое наблюдение ). За CW последовала похожая, улучшенная система под названием CD ( береговая оборона ); она использовала ЭЛТ для отображения и имела переключение лепестков на приемной антенне. Она была введена в эксплуатацию на военно-морской базе Девонпорт в Окленде . В этот же период частично завершенная установка ASV 200-МГц из Великобритании была переделана в бортовую установку для Королевских военно-воздушных сил Новой Зеландии (RNZAF). Было построено и введено в эксплуатацию около 20 установок. Все три из этих радаров были введены в эксплуатацию до конца 1940 года.
Группа в Крайстчерче должна была разработать комплект для обнаружения на борту самолета и других судов, 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 экспериментальный комплект управления огнем VHF и испытали его на вооруженном торговом крейсере Monowai . Затем он был усовершенствован и стал 430 МГц (70 см) SWG ( Предупреждение о корабле, артиллерийский огонь ), и в августе 1941 года поступил на вооружение на крейсерах Archilles и Leander , переданных недавно сформированному Королевскому флоту Новой Зеландии (RNZN).
Такое же базовое оборудование использовалось группой Крайстчерча при разработке корабельной системы предупреждения о воздушном и надводном нападении. Основное отличие заключалось в том, что антенны SW можно было направлять по углу места для обнаружения самолетов. Обозначенная как SW ( предупреждение о кораблях ), она обычно устанавливалась вместе с SWG . Восемь единиц каждого типа в конечном итоге были приняты RNZN. Несколько SWG были также построены для британского флота, дислоцированного в Сингапуре ; некоторые из них вместе с их руководствами были захвачены японцами в начале 1942 года.
После отправки инженеров в Rad Lab в США для изучения их продукции, проект по разработке мобильных 10-см (3 ГГц) систем для наблюдения за побережьем и управления огнем на поверхности, которые могли бы использоваться по всему Тихому океану. Учитывая большой спрос на такие системы, экспериментальная установка была разработана и испытана до конца 1942 года.
Обозначенная как ME , электроника была установлена в кабине 10-колесного грузовика, а второй грузовик перевозил электрогенератор и мастерскую. Оборудование было изготовлено как в Крайстчерче, так и в Веллингтоне. Радар имел одну параболическую антенну на крыше, а также использовался индикатор положения в плане CRT, первый подобный в Новой Зеландии. Первый из них был введен в эксплуатацию в начале 1943 года для поддержки базы торпедных катеров США на Соломоновых островах . Некоторые из радаров MD использовались для замены 200-МГц CW- комплектов, и несколько систем были построены для работы на тральщиках RNZN.
По мере продвижения союзников в Тихом океане возникла необходимость в системе оповещения дальнего действия, которую можно было бы быстро установить после вторжения. RDL взяла это в качестве проекта в конце 1942 года, и через несколько месяцев было доступно шесть систем оповещения дальнего действия ( LWAW ). Они работали на частоте 100 МГц (3 м) и, как и микроволновые установки, устанавливались на грузовиках. Обычно использовалась одна антенна Yagi, но также была антенна бокового действия, которую можно было использовать, когда была установлена более постоянная операция. Дальность действия с использованием Yagi составляла около 150 км; она увеличивалась до более чем 200 км с бортовым.
С самого начала в конце 1939 года в Новой Зеландии было построено 117 радиолокационных установок всех типов, все небольшими группами; ни одна из них не была запущена в серийное производство. После 1943 года в стране производилось мало такого оборудования, и военные корабли RNZN затем были снабжены британским оборудованием для замены более ранних новозеландских установок. [49]
Радиолокационные системы разрабатывались с 1939 года; изначально новозеландские, но затем (из-за трудностей с поставками компонентов) британские. Передвижные радиолокационные установки GCI были развернуты в Тихом океане, в том числе одна с персоналом RNZAF на американском аэродроме в Хендерсон-Филд, Гуадалканал в сентябре 1942 года, где американские установки SCR 270-B не могли определять высоты, поэтому были неадекватны против частых ночных налетов японцев. В первой половине 1943 года дополнительные новозеландские радиолокационные подразделения и персонал были отправлены в Тихий океан по просьбе COMSOPAC, адмирала Хэлси. [50]
Как и в Великобритании, разработка RDF (радаров) в Южной Африке началась с исследовательской организации, занимающейся приборостроением молний: 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 протяжении всей войны. Базиль Шонланд , всемирно признанный авторитет в области обнаружения и анализа молний, был назначен руководителем этих усилий.
Имея в своем распоряжении лишь копии некоторых «неясных документов» и заметок, предоставленных представителем Новой Зеландии на брифингах в Англии, Шонланд и небольшая группа приступили к разработке в конце сентября 1939 года. До конца ноября были завершены различные элементы системы, все с использованием доступных на месте 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. Импульс имел ширину 20 мкс, а PRF составляла 50 Гц, синхронизированную с линией электропередачи. Приемник был сверхрегенеративным, с использованием трубок типа 955 и 956 Acorn во входном каскаде и усилителя ПЧ на 9 МГц. Для передачи и приема использовались отдельные вращающиеся антенны с уложенными друг на друга парами полноволновых диполей. Ширина лучей составляла около 30 градусов, но азимут отраженного сигнала определялся более точно с помощью гониометра . Импульсы отображались на ЭЛТ коммерческого осциллографа.
До конца года была собрана полная система, которая обнаружила резервуар с водой на расстоянии около 8 км. Были внесены усовершенствования в приемник, а импульсная мощность передатчика была увеличена до 5 кВт. Прототип системы, получивший обозначение JB-1 (Йоханнесбург), был доставлен на побережье недалеко от Дурбана для эксплуатационных испытаний. Там он обнаруживал корабли в Индийском океане , а также самолеты на расстоянии 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 главных южноафриканских портах.
Усовершенствованная система, обозначенная как JB-3 , была построена в BPI; наиболее важными изменениями были использование приемопередающего устройства ( дуплексера ), позволяющего использовать общую антенну, и увеличение частоты до 120 МГц (2,5 м). Дальность действия увеличилась до 150 км для самолетов и до 30 км для малых кораблей с точностью пеленга 1–2 градуса. Двенадцать комплектов радаров JB-3 начали развертываться вокруг побережья Южной Африки в июне 1941 года.
К середине 1942 года британские радары были доступны для удовлетворения всех новых потребностей Южной Африки. Таким образом, в BPI не было никаких дальнейших разработок. Большая часть персонала присоединилась к военным. Базиль Шонланд, как подполковник в южноафриканской армии , отправился в Великобританию, чтобы служить суперинтендантом армейской оперативной исследовательской группы, а затем научным советником фельдмаршала Бернарда Монтгомери . [51]
(9 октября 2017 г.). «Как поиски „луча смерти“ привели к радару». BBC World Service . Получено 9 октября 2017 г. Магнетрон
ошеломил американцев. Их исследования отставали от темпа на годы.