Radar na Segunda Guerra Mundial - Radar in World War II

O radar na Segunda Guerra Mundial influenciou muito muitos aspectos importantes do conflito. Esta nova tecnologia revolucionária de detecção e rastreamento baseado rádio foi usado por ambos os Aliados e Eixo em II Guerra Mundial , que tinha evoluído de forma independente em um número de nações durante meados dos anos 1930. No início da guerra em setembro de 1939, tanto a Grã-Bretanha quanto a Alemanha tinham sistemas de radar em funcionamento . Na Grã-Bretanha, era chamado de RDF, Range and Direction Finding , enquanto na Alemanha o nome Funkmeß (rádio-medição) era usado, com aparelhos chamados Funkmessgerät (rádio-medidor). Na época da Batalha da Grã - Bretanha em meados de 1940, a Royal Air Force (RAF) havia integrado totalmente o RDF como parte da defesa aérea nacional.

Nos Estados Unidos, a tecnologia foi demonstrada em dezembro de 1934, embora tenha sido apenas quando a guerra se tornou provável que os EUA reconheceram o potencial da nova tecnologia e começaram o desenvolvimento de sistemas baseados em navios e em terra. O primeiro deles foi colocado em campo pela Marinha dos Estados Unidos no início de 1940 e um ano depois pelo Exército dos Estados Unidos . A sigla RADAR (para Radio Detection And Ranging) foi cunhada pela Marinha dos Estados Unidos em 1940, e o termo "radar" tornou-se amplamente utilizado.

Embora os benefícios de operar na porção de micro - ondas do espectro de rádio fossem conhecidos, os transmissores para gerar sinais de micro-ondas com potência suficiente não estavam disponíveis; assim, todos os primeiros sistemas de radar operavam em frequências mais baixas (por exemplo, HF ou VHF ). Em fevereiro de 1940, a Grã-Bretanha desenvolveu o magnetron de cavidade ressonante , capaz de produzir potência de microondas na faixa dos quilowatts, abrindo caminho para sistemas de radar de segunda geração.

Após a queda da França , percebeu-se na Grã-Bretanha que as capacidades de manufatura dos Estados Unidos eram vitais para o sucesso na guerra; assim, embora os Estados Unidos ainda não fossem beligerantes, o primeiro-ministro Winston Churchill ordenou que os segredos tecnológicos da Grã-Bretanha fossem compartilhados em troca das capacidades necessárias. No verão de 1940, a Missão Tizard visitou os Estados Unidos. O magnetron de cavidade foi demonstrado aos americanos na RCA, Bell Labs, etc. Era 100 vezes mais poderoso do que qualquer coisa que eles já tinham visto. O Bell Labs conseguiu duplicar o desempenho e o Laboratório de Radiação do MIT foi estabelecido para desenvolver radares de microondas. Posteriormente, foi descrito como "A carga mais valiosa já trazida às nossas costas".

Além da Grã-Bretanha, Alemanha e Estados Unidos, os radares de guerra também foram desenvolvidos e usados ​​pela Austrália , Canadá , França , Itália , Japão , Nova Zelândia , África do Sul , União Soviética e Suécia .

Reino Unido

Investigação conducente a tecnologia RDF no Reino Unido foi iniciada por Sir Henry Tizard do Comité de Investigação Aeronáutica no início de 1935, respondendo à necessidade urgente de combater os ataques de bombardeiros alemães. Robert A. Watson-Watt na Radio Research Station, Slough, foi convidado a investigar um "raio da morte" baseado no rádio. Em resposta, Watson-Watt e seu assistente científico, Arnold F. Wilkins , responderam que poderia ser mais prático usar o rádio para detectar e rastrear aeronaves inimigas. Em 26 de fevereiro de 1935, um teste preliminar, comumente chamado de Experimento Daventry , mostrou que os sinais de rádio refletidos de uma aeronave podiam ser detectados. Fundos de pesquisa foram rapidamente alocados e um projeto de desenvolvimento foi iniciado em grande sigilo na Península de Orford Ness em Suffolk . EG Bowen foi responsável pelo desenvolvimento do transmissor pulsado. Em 17 de junho de 1935, o aparelho de pesquisa detectou com sucesso uma aeronave a uma distância de 17 milhas. Em agosto, AP Rowe , representando o Comitê Tizard, sugeriu que a tecnologia recebesse o codinome RDF, que significa Localização de alcance e direção .

Ministério da Aeronáutica

Bawdsey Manor

Em março de 1936, o esforço de pesquisa e desenvolvimento RDF foi transferido para a Estação de Pesquisa Bawdsey localizada em Bawdsey Manor em Suffolk. Enquanto essa operação estava sob o Ministério da Aeronáutica, o Exército e a Marinha se envolveram e logo iniciaram seus próprios programas.

Em Bawdsey, engenheiros e cientistas desenvolveram a tecnologia RDF, mas Watson-Watt, o chefe da equipe, mudou do lado técnico para o desenvolvimento de uma interface de usuário máquina / humana prática. Depois de assistir a uma demonstração na qual os operadores tentavam localizar um bombardeiro "de ataque", ele percebeu que o problema principal não era tecnológico, mas sim de gerenciamento e interpretação da informação. Seguindo o conselho de Watson-Watt, no início de 1940, a RAF havia construído uma organização de controle em camadas que transmitia informações com eficiência ao longo da cadeia de comando e era capaz de rastrear um grande número de aeronaves e interceptores diretos para elas.

Imediatamente após o início da guerra em setembro de 1939, o desenvolvimento de RDF do Ministério da Aeronáutica em Bawdsey foi temporariamente realocado para o University College, Dundee, na Escócia. Um ano depois, a operação mudou-se para perto de Worth Matravers em Dorset, na costa sul da Inglaterra, e foi chamada de Telecommunications Research Establishment (TRE). Em um movimento final, o TRE mudou-se para o Malvern College em Great Malvern .

Alguns dos principais equipamentos RDF / radar usados ​​pelo Ministério da Aeronáutica são descritos resumidamente. Todos os sistemas receberam a designação oficial de Estação Experimental do Ministério do Ar (AMES) mais um número de tipo; a maioria deles está listada neste link.

Casa da Rede

Torre da Chain Home em Great Baddow

Pouco antes da eclosão da Segunda Guerra Mundial, várias estações RDF (radar) em um sistema conhecido como Chain Home (ou CH ) foram construídas ao longo das costas sul e leste da Grã-Bretanha, com base no modelo de sucesso de Bawdsey. CH era um sistema relativamente simples. O lado de transmissão compreendia duas torres de aço de 90 m (300 pés) amarradas com uma série de antenas entre elas. Um segundo conjunto de torres de madeira de 73 m (240 pés) foi usado para recepção, com uma série de antenas cruzadas em várias alturas de até 215 pés (65 m). A maioria das estações tinha mais de um conjunto de cada antena, sintonizado para operar em frequências diferentes .

Os parâmetros operacionais típicos de CH foram:

A saída CH foi lida com um osciloscópio . Quando um pulso era enviado das torres de transmissão, uma linha visível viajava horizontalmente pela tela muito rapidamente. A saída do receptor foi amplificada e alimentada no eixo vertical do osciloscópio, de modo que um retorno de uma aeronave desviaria o feixe para cima. Isso formou um pico na tela, e a distância do lado esquerdo - medida com uma pequena escala na parte inferior da tela - daria o alcance do alvo. Ao girar o goniômetro receptor conectado às antenas, o operador poderia estimar a direção para o alvo (esse era o motivo das antenas em forma de cruz), enquanto a altura do deslocamento vertical indicava o tamanho da formação. Comparando as forças retornadas das várias antenas na torre, a altitude pode ser medida com alguma precisão.

Cobertura da rede doméstica

CH provou ser altamente eficaz durante a Batalha da Grã-Bretanha e foi fundamental para permitir que a RAF derrotasse as forças muito maiores da Luftwaffe . Enquanto a Luftwaffe dependia de dados de reconhecimento e varreduras de caças, muitas vezes desatualizados, a RAF conhecia com alto grau de precisão as forças da formação da Luftwaffe e os alvos pretendidos. As estações do setor foram capazes de enviar o número necessário de interceptores, muitas vezes apenas em pequenos números. CH agia como um multiplicador de força , permitindo a economia de recursos, tanto humanos quanto materiais, e só precisando lutar quando o ataque era iminente. Isso reduziu bastante a fadiga do piloto e da aeronave.

Bem no início da batalha, a Luftwaffe fez uma série de ataques pequenos, mas eficazes em várias estações, incluindo Ventnor , mas eles foram reparados rapidamente. Nesse ínterim, os operadores transmitiram sinais semelhantes aos de radar de estações vizinhas para enganar os alemães para que a cobertura continuasse. Os ataques dos alemães foram esporádicos e de curta duração. O alto comando alemão aparentemente nunca entendeu a importância do radar para os esforços da RAF, ou eles teriam atribuído a essas estações uma prioridade muito mais alta. Uma interrupção maior foi causada pela destruição dos links de teletipo e linha fixa das cabanas de controle acima do solo vulneráveis ​​e os cabos de força para os mastros do que pelo ataque às próprias torres de treliça aberta.

Sala de operações da Batalha da Grã-Bretanha na RAF Uxbridge .

Para evitar o sistema CH, a Luftwaffe adotou outras táticas. Uma era aproximar-se da costa em altitudes muito baixas. Isso havia sido previsto e foi combatido até certo ponto com uma série de estações de menor alcance construídas bem na costa, conhecidas como Chain Home Low ( CHL ). Esses sistemas eram destinados ao lançamento de armas navais e eram conhecidos como Defesa Costeira (CD), mas seus feixes estreitos também significavam que eles podiam varrer uma área muito mais próxima do solo sem "ver" o reflexo do solo ou da água - conhecido como desordem . Ao contrário dos sistemas CH maiores, a antena de transmissão CHL e o receptor tiveram que ser girados; isso era feito manualmente em um sistema de pedaleira por membros da WAAF até que o sistema fosse motorizado em 1941.

Interceptação controlada por solo

Batalha da Grã-Bretanha defesas do Reino Unido

Sistemas semelhantes ao CH foram posteriormente adaptados com um novo display para produzir as estações Ground-Controlled Intercept (GCI) em janeiro de 1941. Nesses sistemas, a antena era girada mecanicamente, seguida pelo display no console do operador. Ou seja, em vez de uma única linha na parte inferior da tela da esquerda para a direita, a linha foi girada em torno da tela na mesma velocidade em que a antena estava girando.

O resultado foi uma exibição 2-D do espaço aéreo ao redor da estação com o operador no meio, com todas as aeronaves aparecendo como pontos no local apropriado no espaço. Chamados de indicadores de posição de plano (PPI), eles simplificam a quantidade de trabalho necessária para rastrear um alvo por parte do operador. Philo Taylor Farnsworth refinou uma versão de seu tubo de imagem ( tubo de raios catódicos , ou CRT) e o chamou de "Iatron". Ele pode armazenar uma imagem de milissegundos a minutos (até horas). Uma versão que manteve uma imagem viva cerca de um segundo antes de desaparecer, provou ser um complemento útil para a evolução do radar. Este tubo de exibição lento para desaparecer foi usado por controladores de tráfego aéreo desde o início do radar.

Interceptação aerotransportada

A Luftwaffe passou a evitar a interceptação de caças voando à noite e com mau tempo. Embora as estações de controle da RAF estivessem cientes da localização dos bombardeiros, pouco podiam fazer a respeito, a menos que os pilotos de caça fizessem contato visual.

Esse problema já havia sido previsto, e um programa de sucesso, iniciado em 1936 por Edward George Bowen , desenvolveu um sistema RDF miniaturizado adequado para aeronaves, o conjunto Airborne Interception Radar (AI) de bordo (Watson-Watt chamado de CH define o RDF -1 e o AI o RDF-2A). Os conjuntos iniciais de IA foram disponibilizados pela primeira vez para a RAF em 1939 e instalados na aeronave Bristol Blenheim (substituída rapidamente por Bristol Beaufighters ). Essas medidas aumentaram muito as taxas de perdas da Luftwaffe.

Mais tarde na guerra, as aeronaves de intrusão noturna Mosquito britânicos foram equipadas com AI Mk VIII e derivados posteriores, que com Serrate permitiu-lhes rastrear caças noturnos alemães de suas emissões de sinal de Lichtenstein , bem como um dispositivo chamado Perfectos que rastreou IFF alemão . Como contramedida, os caças noturnos alemães empregaram detectores de sinal de radar Naxos ZR .

Navio de superfície de ar

Enquanto testava os radares de IA perto da mansão Bawdsey, a equipe de Bowen notou que o radar gerava retornos fortes de navios e docas. Isso se deveu aos lados verticais dos objetos, que formaram excelentes refletores de canto parcial , permitindo a detecção em vários quilômetros de alcance. A equipe se concentrou neste aplicativo durante grande parte de 1938.

O Air-Surface Vessel Mark I, usando eletrônicos semelhantes aos dos conjuntos de IA, foi o primeiro radar transportado por aeronave a entrar em serviço, no início de 1940. Ele foi rapidamente substituído pelo Mark II aprimorado, que incluía antenas de varredura lateral que permitiu que a aeronave varresse duas vezes a área em uma única passagem. O posterior ASV Mk. Eu tinha a potência necessária para detectar submarinos na superfície, o que acabou tornando essas operações suicidas.

Centimétrico

As melhorias no magnetron de cavidade por John Randall e Harry Boot, da Universidade de Birmingham, no início de 1940, marcaram um grande avanço na capacidade do radar. O magnetron resultante era um pequeno dispositivo que gerava frequências de microondas de alta potência e permitia o desenvolvimento de um radar centimétrico prático que operava na banda de radiofrequência SHF de 3 a 30  GHz (comprimentos de onda de 10 a 1 cm). O radar centimétrico permite a detecção de objetos muito menores e o uso de antenas muito menores do que os radares anteriores de baixa frequência. Um radar com comprimento de onda de 2 metros (banda VHF, 150 MHz) não pode detectar objetos muito menores que 2 metros e requer uma antena de tamanho da ordem de 2 metros (um tamanho estranho para uso em aeronaves). Em contraste, um radar com comprimento de onda de 10 cm pode detectar objetos de 10 cm de tamanho com uma antena de tamanho razoável.

Além disso, um oscilador local ajustável e um mixer para o receptor eram essenciais. Estes foram desenvolvimentos direcionados, o primeiro por RW Sutton que desenvolveu o klystron reflexo NR89, ou "tubo de Sutton". Este último por HWB Skinner, que desenvolveu o cristal de 'bigode de gato'.

No final de 1939, quando foi tomada a decisão de desenvolver um radar de 10 cm, não havia dispositivos ativos adequados disponíveis - nenhum magnetron de alta potência, nenhum klystron reflexo, nenhum misturador de cristal de micro-ondas comprovado e nenhuma célula TR. Em meados de 1941, o Tipo 271, o primeiro radar Naval de banda S, estava em uso operacional.

O magnetron de cavidade foi talvez a invenção mais importante na história do radar. Na missão Tizard durante setembro de 1940, foi dado gratuitamente aos Estados Unidos, junto com outras invenções, como tecnologia de jato, em troca de P&D americano e instalações de produção; os britânicos precisavam com urgência produzir o magnetron em grandes quantidades. Edward George Bowen foi designado para a missão como líder do RDF. Isso levou à criação do Laboratório de Radiação (Rad Lab) baseado no MIT para desenvolver ainda mais o dispositivo e o uso. Metade dos radares implantados durante a Segunda Guerra Mundial foram projetados no Rad Lab, incluindo mais de 100 sistemas diferentes que custam US $ 1,5 bilhão.

Quando o magnetron de cavidade foi desenvolvido pela primeira vez, seu uso em conjuntos RDF de micro-ondas foi suspenso porque os duplexadores para VHF foram destruídos pelo novo transmissor de alta potência. Esse problema foi resolvido no início de 1941 pela chave de transmissão / recepção (TR) desenvolvida no Laboratório Clarendon da Universidade de Oxford , permitindo que um transmissor e receptor de pulso compartilhassem a mesma antena sem afetar o receptor.

A combinação de magnetron, switch TR, pequena antena e alta resolução permitiu que radares pequenos e poderosos fossem instalados em aeronaves. Aeronaves de patrulha marítima podiam detectar objetos tão pequenos quanto periscópios de submarinos , permitindo às aeronaves rastrear e atacar submarinos submersos, onde antes apenas submarinos na superfície podiam ser detectados. No entanto, de acordo com os relatórios mais recentes sobre a detecção de periscópio da Marinha dos EUA, as primeiras possibilidades mínimas de detecção de periscópio apareceram apenas durante os anos 50 e 60 e o problema não foi completamente resolvido mesmo na virada do milênio. Além disso, o radar pode detectar o submarino em um alcance muito maior do que a observação visual, não apenas à luz do dia, mas à noite, quando os submarinos já haviam sido capazes de emergir e recarregar suas baterias com segurança. Centimétricos contorno mapeamento radares tais como H2S , eo mesmo com maior frequência American-criado H2X , permitiu novas táticas na campanha de bombardeio estratégico . Os radares centimétricos de lançamento de armas eram muito mais precisos do que a tecnologia mais antiga; o radar melhorou a artilharia naval aliada e, junto com o detonador de proximidade , tornou os canhões antiaéreos muito mais eficazes. Os dois novos sistemas usados ​​por baterias antiaéreas foram creditados com a destruição de muitas bombas voadoras V-1 no final do verão de 1944.

Exército britânico

Durante o desenvolvimento do RDF do Ministério da Aeronáutica em Bawdsey, um destacamento do Exército foi contratado para iniciar seus próprios projetos. Esses programas eram para um sistema de colocação de armas (GL) para auxiliar no direcionamento de canhões antiaéreos e holofotes e um sistema de Defesa Costeira (CD) para direcionar a artilharia costeira. O destacamento do Exército incluía WAS Butement e PE Pollard que, em 1930, demonstrou um aparelho de detecção baseado em rádio que não foi mais perseguido pelo Exército.

Quando a guerra começou e as atividades do Ministério da Aeronáutica foram realocadas para Dundee , o destacamento do Exército tornou-se parte de um novo centro de desenvolvimento em Christchurch, em Dorset . John D. Cockcroft , um físico da Universidade de Cambridge , que recebeu o Prêmio Nobel após a guerra por seu trabalho em física nuclear, tornou-se Diretor. Com sua missão maior, a instalação tornou-se o Estabelecimento de Pesquisa e Desenvolvimento de Defesa Aérea (ADRDE) em meados de 1941. Um ano depois, o ADRDE mudou-se para Great Malvern , em Worcestershire . Em 1944, foi redesignado como Radar Research and Development Establishment (RRDE).

Unidade de rádio transportável

Enquanto estava em Bawdsey, o destacamento do Exército desenvolveu um sistema de colocação de armas ("GL") denominado Unidade de Rádio Transportável ( TRU ). Pollard era o líder do projeto. Operando a 60 MHz (6-m) com potência de 50 kW, a TRU contava com duas vans para o equipamento eletrônico e uma van gerador; ele usava uma torre portátil de 105 pés para suportar uma antena transmissora e duas antenas receptoras. Um protótipo foi testado em outubro de 1937, detectando aeronaves a 60 milhas de alcance; produção de 400 conjuntos designados GL Mk. I começou em junho de 1938. O Ministério da Aeronáutica adotou alguns desses conjuntos para aumentar a rede de CH em caso de danos inimigo.

GL Mk. Os conjuntos I foram usados ​​no exterior pelo Exército Britânico em Malta e no Egito em 1939-1940. Dezessete conjuntos foram enviados à França com a Força Expedicionária Britânica ; enquanto a maioria foi destruída na evacuação de Dunquerque no final de maio de 1940, alguns foram capturados intactos, dando aos alemães a oportunidade de examinar o kit RDF britânico. Uma versão melhorada, GL Mk. II , foi usado durante a guerra; cerca de 1.700 aparelhos foram colocados em serviço, incluindo mais de 200 fornecidos para a União Soviética . A pesquisa operacional descobriu que os canhões antiaéreos usando GL tiveram uma média de 4.100 tiros disparados por tiro, em comparação com cerca de 20.000 tiros para fogo previsto usando um diretor convencional .

Defesa Costeira

No início de 1938, Alan Butement iniciou o desenvolvimento de um sistema de Defesa Costeira ( CD ) que envolvia alguns dos recursos mais avançados da tecnologia em evolução. Foram usados ​​o transmissor e receptor de 200 MHz já em desenvolvimento para os conjuntos AI e ASV do Air Defense, mas, como o CD não estaria no ar, mais potência e uma antena muito maior eram possíveis. A potência do transmissor foi aumentada para 150 kW. Um conjunto de dipolos com 10 pés (3,0 m) de altura e 24 pés (7,3 m) de largura foi desenvolvido, fornecendo feixes muito mais estreitos e maior ganho. Esta matriz "broadside" foi girada 1,5 rotações por minuto, varrendo um campo que cobre 360 ​​graus. A comutação de lóbulos foi incorporada à matriz de transmissão, proporcionando alta precisão direcional. Para analisar as capacidades do sistema, Butement formulou a primeira relação matemática que mais tarde se tornou a conhecida "equação de alcance do radar".

Embora inicialmente destinado a detectar e direcionar fogo em navios de superfície, os primeiros testes mostraram que o conjunto de CDs tinha capacidades muito melhores para detectar aeronaves em baixas altitudes do que o Chain Home existente. Consequentemente, o CD também foi adotado pela RAF para aumentar as estações de CH; nessa função, foi denominado Chain Home Low ( CHL ).

Posicionamento de armas centimétricas

Quando o magnetron de cavidade se tornou praticável, o ADEE cooperou com o TRE em sua utilização em um conjunto experimental de 20 cm GL. Este foi testado pela primeira vez e considerado muito frágil para uso em campo do exército. O ADEE tornou-se ADRDE no início de 1941 e deu início ao desenvolvimento do GL3B . Todo o equipamento, incluindo o gerador de energia, estava contido em um trailer protegido, coberto com duas antenas de transmissão e recepção de prato de 6 pés em uma base giratória, como a chave de transmissão-recepção (TR) que permite que uma única antena execute as duas funções ainda não havia sido aperfeiçoado. Sistemas de lançamento de armas de microondas semelhantes estavam sendo desenvolvidos no Canadá (o GL3C ) e na América (eventualmente designado SCR-584 ). Embora cerca de 400 conjuntos GL3B tenham sido fabricados, foi a versão americana que foi mais numerosa na defesa de Londres durante os ataques V-1 .

Royal Navy

O Departamento Experimental da Escola de Sinais de Sua Majestade (HMSS) esteve presente nas primeiras demonstrações do trabalho realizado em Orfordness e Bawdsey Manor. Localizado em Portsmouth em Hampshire , o Departamento Experimental tinha uma capacidade independente para desenvolver válvulas sem fio (tubos a vácuo) e havia fornecido os tubos usados ​​por Bowden no transmissor em Orford Ness. Com excelentes instalações de pesquisa próprias, o Almirantado baseou seu desenvolvimento de RDF no HMSS. Ele permaneceu em Portsmouth até 1942, quando foi transferido para o interior para locais mais seguros em Witley e Haslemere, em Surrey . Essas duas operações tornaram-se o Admiralty Signal Establishment (ASE).

Alguns radares representativos são descritos. Observe que os números de tipo não são sequenciais por data.

Alerta de superfície / controle de arma

O primeiro RDF de sucesso da Royal Navy foi o Type 79Y Surface Warning , testado no mar no início de 1938. John DS Rawlinson foi o diretor do projeto. Este conjunto de 43 MHz (7 m) e 70 kW usava antenas fixas de transmissão e recepção e tinha um alcance de 30 a 50 milhas, dependendo da altura da antena. Em 1940, tornou-se o Tipo 281 , aumentado em frequência para 85 MHz (3,5 m) e potência entre 350 e 1.000 kW, dependendo da largura de pulso. Com antenas direcionáveis, também foi usado para controle de armas. Foi usado pela primeira vez em combate em março de 1941, com considerável sucesso. O tipo 281B usava uma antena comum de transmissão e recepção. O Type 281 , incluindo a versão B, foi o sistema métrico mais testado em batalha da Marinha Real durante a guerra.

Diretor de busca aérea / artilharia

Em 1938, John F. Coales iniciou o desenvolvimento de equipamentos de 600 MHz (50 cm). A frequência mais alta permitiu feixes mais estreitos (necessários para buscas aéreas) e antenas mais adequadas para uso a bordo. O primeiro conjunto de 50 cm foi o Tipo 282. Com saída de 25 kW e um par de antenas Yagi incorporando comutação de lóbulo, ele foi testado em junho de 1939. Este conjunto detectou aeronaves voando baixo a 2,5 milhas e navios a 5 milhas. No início de 1940, 200 conjuntos foram fabricados. Para usar o Tipo 282 como telêmetro para o armamento principal, foi usada uma antena com um grande refletor parabólico cilíndrico e 12 dipolos. Este conjunto foi designado Tipo 285 e tinha um alcance de 15 milhas. Os tipos 282 e 285 foram usados ​​com canhões Bofors de 40 mm . O tipo 283 e o tipo 284 eram outros sistemas de direção de artilharia de 50 cm. O tipo 289 foi desenvolvido com base na tecnologia de radar holandesa do pré-guerra e usava uma antena Yagi. Com um design RDF aprimorado, ele controlava canhões antiaéreos Bofors de 40 mm (consulte Dispositivo de escuta elétrica ).

Aviso de micro-ondas / controle de incêndio

O problema crítico de detecção de submarinos exigia sistemas RDF operando em frequências mais altas do que os conjuntos existentes por causa do tamanho físico menor de um submarino do que a maioria das outras embarcações. Quando o primeiro magnetron de cavidade foi entregue ao TRE, uma placa de ensaio de demonstração foi construída e demonstrada ao Almirantado. No início de novembro de 1940, uma equipe de Portsmouth sob a SEA Landale foi criada para desenvolver um conjunto de alerta de superfície de 10 cm para uso a bordo. Em dezembro, um aparato experimental rastreou um submarino na superfície a um alcance de 13 milhas.

Em Portsmouth, a equipe continuou o desenvolvimento, encaixando antenas atrás de parábolas cilíndricas (chamadas de antenas de "queijo") para gerar um feixe estreito que mantinha contato enquanto o navio rodava. Designado radar Tipo 271 , o conjunto foi testado em março de 1941, detectando o periscópio de um submarino submerso a quase uma milha. O conjunto foi implantado em agosto de 1941, apenas 12 meses após a demonstração do primeiro aparelho. Em 16 de novembro, o primeiro submarino alemão foi afundado após ser detectado por um Tipo 271.

O Tipo 271 inicial encontrava serviço principalmente em embarcações menores . Na ASE Witley, este conjunto foi modificado para se tornar o Tipo 272 e o Tipo 273 para embarcações maiores. Usando refletores maiores, o Type 273 também detectou com eficácia aeronaves voando baixo, com alcance de até 30 milhas. Este foi o primeiro radar da Marinha Real com um indicador de posição do plano .

O desenvolvimento posterior levou ao radar Tipo 277 , com quase 100 vezes a potência do transmissor. Além dos conjuntos de detecção de microondas, Coales desenvolveu os conjuntos de controle de fogo por microondas Tipo 275 e Tipo 276. Os refinamentos do magnetron resultaram em dispositivos de 3,2 cm (9,4 GHz) gerando potência de pico de 25 kW. Eles foram usados ​​no radar de controle de fogo Tipo 262 e no radar de navegação e indicação de alvo Tipo 268.

Estados Unidos

Em 1922, A. Hoyt Taylor e Leo C. Young , então no Laboratório de Rádio de Aeronaves da Marinha dos EUA, notaram que um navio que cruzava o caminho de transmissão de um link de rádio produzia uma lenta entrada e saída do sinal. Eles relataram isso como uma interferência de batimento Doppler com potencial para detectar a passagem de um navio, mas não foi perseguida. Em 1930, Lawrence A. Hyland . trabalhar para Taylor no Laboratório de Pesquisa Naval (NRL) notou o mesmo efeito de um avião que passava. Isso foi oficialmente relatado por Taylor. Hyland, Taylor e Young obtiveram uma patente (US No. 1981884, 1934) para um "Sistema para detecção de objetos por rádio". Foi reconhecido que a detecção também precisava de medição de alcance e foi fornecido financiamento para um transmissor pulsado. Este foi atribuído a uma equipe liderada por Robert M. Page e, em dezembro de 1934, um aparelho de breadboard detectou com sucesso uma aeronave a uma distância de uma milha.

A Marinha, no entanto, ignorou o desenvolvimento posterior, e foi somente em janeiro de 1939 que seu primeiro sistema de protótipo, o XAF de 200 MHz (1,5 m) , foi testado no mar. A Marinha cunhou a sigla RAdio Detection And Ranging (RADAR) e, no final de 1940, ordenou que fosse usado exclusivamente.

O relatório de Taylor de 1930 foi encaminhado para o Signal Corps Laboratories (SCL) do Exército dos EUA . Aqui, William R. Blair tinha projetos em andamento na detecção de aeronaves por radiação térmica e faixa de som, e iniciou um projeto de detecção de batimento Doppler. Após o sucesso de Page com transmissão de pulso, o SCL logo seguiu nessa área. Em 1936, Paul E. Watson desenvolveu um sistema pulsado que em 14 de dezembro detectou aeronaves voando no espaço aéreo da cidade de Nova York em alcances de até sete milhas. Em 1938, isso havia evoluído para o primeiro conjunto Radio Position Finding (RPF) do Exército, designado SCR-268 , Signal Corps Radio , para disfarçar a tecnologia. Ele operou a 200 MHz 1,5 m, com potência de pico de 7 kW. O sinal recebido foi usado para direcionar um holofote .

Na Europa, a guerra com a Alemanha esgotou os recursos do Reino Unido. Decidiu-se dar os avanços técnicos do Reino Unido aos Estados Unidos em troca de acesso a segredos americanos relacionados e capacidades de fabricação. Em setembro de 1940, a missão Tizard começou.

Quando a troca começou, os britânicos ficaram surpresos ao saber do desenvolvimento do sistema de radar de pulso da Marinha dos EUA, o CXAM , que foi considerado muito semelhante em capacidade à tecnologia Chain Home . Embora os Estados Unidos tenham desenvolvido um radar pulsado independentemente dos britânicos, houve sérias fraquezas em seus esforços, especialmente a falta de integração do radar em um sistema unificado de defesa aérea. Aqui, os britânicos eram incomparáveis.

O resultado da missão Tizard foi um grande passo à frente na evolução do radar nos Estados Unidos. Embora o NRL e o SCL tenham feito experiências com transmissores de 10 cm, eles foram bloqueados pela potência insuficiente do transmissor. O magnetron de cavidade era a resposta que os EUA procuravam e isso levou à criação do Laboratório de Radiação do MIT (Rad Lab). Antes do final de 1940, o Rad Lab foi iniciado no MIT e, subsequentemente, quase todo o desenvolvimento de radar nos Estados Unidos foi em sistemas de comprimento de onda centimétrico. O MIT empregava quase 4.000 pessoas em seu auge durante a Segunda Guerra Mundial.

Duas outras organizações foram notáveis. Quando o Rad Lab começou a operar no MIT, um grupo companheiro, chamado Radio Research Laboratory (RRL), foi estabelecido na vizinha Universidade de Harvard . Chefiado por Frederick Terman , ele se concentrava em contramedidas eletrônicas para o radar. Outra organização foi o Grupo Combinado de Pesquisa (CRG), sediado no NRL. Isso envolveu equipes americanas, britânicas e canadenses encarregadas de desenvolver sistemas de identificação de amigos ou inimigos (IFF) usados ​​com radares, vitais na prevenção de acidentes com fogo amigo .

Comprimento de onda métrico

Após os testes, o XAF original foi aprimorado e designado CXAM ; esses conjuntos de 200 MHz (1,5 m) e 15 kW entraram em produção limitada com primeiras entregas em maio de 1940. O CXAM foi refinado no radar de alerta precoce do SK , com entregas começando no final de 1941. Este 200 MHz (1,5 -m) o sistema usava uma antena de "colchão voador" e tinha um PPI. Com potência de pico de 200 kW, ele pode detectar aeronaves em alcances de até 100 milhas e navios a 30 milhas. O SK permaneceu o radar de alerta precoce padrão para grandes embarcações dos EUA durante a guerra. Os derivados para embarcações menores foram SA e SC . Cerca de 500 conjuntos de todas as versões foram construídos. O SD relacionado era um conjunto de 114 MHz (2,63 m) projetado pelo NRL para uso em submarinos; com uma montagem de antena parecida com um periscópio, dava um aviso antecipado, mas nenhuma informação direcional. O BTL desenvolveu um radar de controle de fogo de 500 MHz (0,6 m) designado FA (mais tarde, Mark 1 ). Alguns entraram em serviço em meados de 1940, mas com apenas 2 kW de potência, logo foram substituídos.

Mesmo antes de o SCR-268 entrar em serviço, Harold Zahl estava trabalhando no SCL no desenvolvimento de um sistema melhor. O SCR-270 era a versão móvel e o SCR-271 uma versão fixa. Operando a 106 MHz (2,83 m) com potência pulsada de 100 kW, eles tinham um alcance de até 240 milhas e começaram a entrar em serviço no final de 1940. Em 7 de dezembro de 1941, um SCR-270 em Oahu, no Havaí, detectou a formação de ataque japonês em um alcance de 132 milhas (212 km), mas este enredo crucial foi mal interpretado devido a uma cadeia de relatórios grosseiramente ineficiente.

Um outro radar métrico foi desenvolvido pelo SCL. Depois de Pearl Harbor, havia a preocupação de que um ataque semelhante pudesse destruir eclusas vitais no Canal do Panamá . Um tubo transmissor que fornecia potência pulsada de 240 kW a 600 MHz (0,5 M) foi desenvolvido pela Zahl. Uma equipe comandada por John W. Marchetti incorporou isso em um SCR-268 adequado para navios de piquete operando até 100 milhas da costa. O equipamento foi modificado para se tornar o AN / TPS-3 , um radar de alerta precoce portátil e leve usado em cabeças de praia e campos de aviação capturados no Pacífico sul. Cerca de 900 foram produzidos.

Uma amostra do ASV Mk II britânico foi fornecida pela Tizard Mission. Isso se tornou a base para o ASE , para uso em aeronaves de patrulha como o PBY Catalina Consolidated . Este foi o primeiro radar aerotransportado da América a ver a ação; cerca de 7.000 foram construídos. O NRL estava trabalhando em um radar ar-superfície de 515 MHz (58,3 cm) para o Grumman TBF Avenger , um novo torpedeiro . Componentes do ASE foram incorporados e ele entrou em produção como ASB quando os Estados Unidos entraram na guerra. Este conjunto foi adotado pelas recém-formadas Forças Aéreas do Exército como SCR-521. O último dos radares não magnetron, mais de 26.000 foram construídos.

Um "presente" final da missão Tizard foi o Fuze de tempo variável (VT) . Alan Butement concebeu a ideia de um fusível de proximidade enquanto estava desenvolvendo o sistema de Defesa Costeira na Grã-Bretanha em 1939, e seu conceito fazia parte da Missão Tizard. O National Defense Research Committee (NDRC) pediu a Merle Tuve, do Carnegie Institution de Washington, que assumisse a liderança na realização do conceito, que poderia aumentar a probabilidade de morte por projéteis. A partir disso, o fusível de tempo variável surgiu como uma melhoria para o fusível de tempo fixo. O dispositivo detectou quando o projétil se aproximou do alvo - assim, o nome variável-tempo foi aplicado.

Um fusível VT, aparafusado na cabeça de uma cápsula, irradiava um sinal CW na faixa de 180–220 MHz. À medida que o projétil se aproximava de seu alvo, isso era refletido em um desvio de frequência Doppler pelo alvo e batia com o sinal original, cuja amplitude desencadeava a detonação. O dispositivo exigia uma miniaturização radical dos componentes, e 112 empresas e instituições acabaram se envolvendo. Em 1942, o projeto foi transferido para o Laboratório de Física Aplicada , formado pela Universidade Johns Hopkins . Durante a guerra, cerca de 22 milhões de fusíveis VT para vários calibres de projéteis foram fabricados.

Centímetro

Arranjo do radar no porta-aviões Lexington , 1944

De 1941 a 1945, muitos tipos diferentes de radar de microondas foram desenvolvidos na América. A maioria se originou no Rad Lab, onde cerca de 100 tipos diferentes foram iniciados. Embora muitas empresas fabricassem aparelhos, apenas a Bell Telephone Laboratories (NTL) teve um grande envolvimento no desenvolvimento. As duas operações principais de pesquisa militar, NRL e SCL, tinham responsabilidades no desenvolvimento de componentes, engenharia de sistema, testes e outros tipos de suporte, mas não assumiam funções no desenvolvimento de novos sistemas de radar centimétricos.

Operando no âmbito do Office of Scientific Research and Development , uma agência subordinada diretamente ao presidente Franklin Roosevelt , o Rad Lab foi dirigido por Lee Alvin DuBridge com o eminente cientista Isidor Isaac Rabi servindo como seu vice. EG "Taffy" Bowen , um dos desenvolvedores originais do RDF e membro da Missão Tizard, permaneceu nos Estados Unidos como consultor.

O Rad Lab recebeu três projetos iniciais: um radar de interceptação aerotransportado de 10 cm, um sistema de lançamento de armas de 10 cm para uso antiaéreo e um sistema de navegação de aeronaves de longo alcance. O magnetron de cavidade foi duplicado pelo Bell Telephone Laboratories (BTL) e colocado em produção para uso pelo Rad Lab nos primeiros dois projetos. O terceiro projeto, baseado na tecnologia de homing direcional, acabou se tornando o LORAN . Foi concebido por Alfred Lee Loomis , que ajudou a formar o Rad Lab.

Inicialmente, o Rad Lab construiu um conjunto experimental de breadboard com um transmissor e receptor de 10 cm usando antenas separadas (o switch TR ainda não estava disponível). Isso foi testado com sucesso em fevereiro de 1941, detectando uma aeronave em um alcance de 4 milhas.

O Rad Lab e o BTL também melhoraram o desempenho do magnetron, permitindo que o dispositivo e os sistemas associados gerassem comprimentos de onda maiores. À medida que mais frequências foram utilizadas, tornou-se comum referir-se a operações de radar centimétrico nas seguintes bandas:

Banda P - 30-100 cm (1-0,3 GHz)
Banda L - 15-30 cm (2-1 GHz)
Banda S - 8-15 cm (4-2 GHz)
Banda C - 4-8 cm (8-4 GHz)
Banda X - 2,5-4 cm (12-8 GHz)
Banda K - Ku: 1,7-2,5 cm (18-12 GHz); Ka: 0,75-1,2 cm (40-27 GHz).

Havia uma lacuna na banda K para evitar frequências absorvidas pelo vapor de água atmosférico. Essas faixas são aquelas fornecidas pelos padrões IEEE ; valores ligeiramente diferentes são especificados em outros padrões, como os do RSGB .

P-Band de controle de fogo

Depois que o BTL desenvolveu o FA , o primeiro radar de controle de fogo da Marinha dos Estados Unidos, ele melhorou isso com o FC (para uso contra alvos de superfície) e o FD (para direcionar armas antiaéreas). Alguns desses aparelhos de 60 cm (750 MHz) começaram a funcionar no outono de 1941. Mais tarde, foram designados como Marcos 3 e Marcos 4 , respectivamente. Cerca de 125 conjuntos Mark 3 e 375 Mark 4 foram produzidos.

S-Band no ar

Para o radar Airborne Intercept, o conjunto de placa de ensaio de 10 cm do Rad Lab foi equipado com uma antena parabólica com capacidade de varredura de azimute e elevação . Indicadores de tubo de raios catódicos e controles apropriados também foram adicionados. Edwin McMillan foi o principal responsável por construir e testar o conjunto de engenharia. Este foi testado pela primeira vez perto do final de março de 1941, dando retornos ao alvo a até cinco milhas de distância e sem confusão de solo , uma vantagem primária do radar de microondas. Designado SCR-520 , este foi o primeiro radar de microondas da América. Ele viu um serviço limitado em algumas aeronaves de patrulha maiores, mas era muito pesado para aeronaves de caça. Aprimorados como o SCR-720 , muito mais leve , milhares desses conjuntos foram fabricados e usados ​​extensivamente tanto pelos EUA quanto pela Grã-Bretanha (como o AI Mk X) durante a guerra.

Colocação de armas do Exército S-Band

O desenvolvimento do sistema de lançamento de armas de microondas já havia começado na Grã-Bretanha e foi incluído com alta prioridade no Rad Lab devido à sua necessidade urgente. O projeto, liderado por Ivan Getting , começou com a mesma placa de ensaio de 10 cm usada no projeto de IA. O desenvolvimento do sistema GL foi desafiador. Um novo e complexo servomecanismo era necessário para direcionar um grande refletor parabólico e o rastreamento automático era necessário. Na detecção de um alvo, a saída do receptor seria usada para colocar o servo controle em um modo de bloqueio de trilha. O suporte e o refletor foram desenvolvidos com o Escritório Central de Engenharia da Chrysler . A BTL desenvolveu o computador eletrônico analógico, denominado M-9 Predictor-Corrector , contendo 160 tubos de vácuo. Os componentes foram integrados e entregues em maio de 1942 ao Corpo de Sinais do Exército para testes. Designado o Sistema de Artilharia Antiaérea SCR-584 , cerca de 1.500 deles foram usados ​​na Europa e no Pacífico a partir do início de 1944.

S-Band Navy Search

Após a demonstração experimental de protoboard de 10 cm, a Marinha solicitou um radar de busca em banda S para aplicações a bordo de navios e aerotransportados. Sob a liderança de Ernest Pollard , o conjunto a bordo de 50 kW SG foi submetido a testes de mar em maio de 1941, seguido pela versão ASG para grandes aeronaves de patrulha e dirigíveis da Marinha . Com uma montagem giro-estabilizada, o SG pode detectar grandes navios a 15 milhas e um periscópio submarino a 5 milhas. Cerca de 1.000 desses conjuntos foram construídos. ASG foi designado AN / APS-2 e comumente chamado de "George" ; cerca de 5.000 deles foram construídos e considerados muito eficazes na detecção de submarinos.

Uma versão compacta do SG para barcos PT foi designada SO . Eles foram introduzidos em 1942. Outras variantes foram o SF , um conjunto para navios de guerra mais leves, o SH para grandes navios mercantes e o SE e SL , para outros navios menores. A Marinha também adotou versões do SCR-584 do Exército (sem a unidade M-9 , mas com giroestabilizadores) para radares de busca a bordo, o SM para porta-frotas e o SP para porta-aviões de escolta . Nenhum deles foi produzido em grandes quantidades, mas eram muito úteis nas operações.

O BTL desenvolveu o SJ , um suplemento da banda S para o radar de ondas métricas SD em submarinos. A antena do SJ pode varrer o horizonte até cerca de 6 milhas com boa precisão. No final da guerra, o SV aprimorado aumentou os intervalos de detecção para 30 milhas.

Alerta antecipado aerotransportado de banda L

O esforço mais ambicioso e de longo prazo do Rad Lab foi o Projeto Cadillac , o primeiro sistema de radar de alerta antecipado aerotransportado. Liderado por Jerome Wiesner , cerca de 20% da equipe do Rad Lab estaria envolvida. Designado AN / APS-20 , este radar de 20 cm (1,5 GHz) e 1 MW pesava 2.300 libras, incluindo um radome de 8 pés envolvendo uma antena parabólica giratória. Transportado por uma aeronave baseada no porta-aviões TBF Avenger , ele pode detectar aeronaves grandes em alcances de até 100 milhas. O sistema de radar aerotransportado incluía uma câmera de televisão para captar o display PPI e um link VHF transmitia a imagem de volta para o Centro de Informações de Combate da transportadora. O sistema foi operado pela primeira vez em agosto de 1944 e entrou em serviço em março seguinte. Essa foi a base do conceito do Sistema de Alerta e Controle Aerotransportado (AWACS) do pós-guerra .

X-Band

Em 1941, Luis Alvarez inventou uma antena phased array com excelentes características de radiação. Quando o magnetron de 3 cm foi desenvolvido, a antena Alvarez foi usada em vários radares X-Band. O Eagle , mais tarde designado AN / APQ-7 , forneceu uma imagem semelhante a um mapa do solo a cerca de 170 milhas ao longo do caminho de avanço de um bombardeiro. Cerca de 1.600 conjuntos Eagle foram construídos e usados ​​pelas Forças Aéreas do Exército principalmente no Japão. A mesma tecnologia foi usada no ASD ( AN / APS-2 comumente conhecido como "Dog" ), um radar de busca e orientação usado pela Marinha em bombardeiros menores; isso foi seguido por várias versões mais leves, incluindo o AIA-1 conhecido como "mira de radar".

A antena Alvarez também foi usada no desenvolvimento do Ground Control Approach (GCA), um sistema combinado de pouso cego Banda S e Banda X para bases de bombardeiros; este sistema foi particularmente usado para auxiliar os aviões que retornavam de missões em condições meteorológicas desfavoráveis.

O BTL também desenvolveu radares X-Band. O radar de controle de fogo Mark 8 (FH) foi baseado em um novo tipo de antena desenvolvido por George Mueller . Este era um conjunto final disparado de 42 guias de ondas semelhantes a tubos que permitiam o direcionamento eletrônico do feixe; para isso a BTL desenvolveu o computador de controle de incêndio Mark 4 . O Mark 22 era um sistema de "inclinação" usado para localizar a altura do alvo com radares de controle de fogo. Com uma antena em forma de fatia laranja, ele emitia um feixe horizontal muito estreito para pesquisar o céu. O Exército também o adotou como AN / TPS-10 , uma versão terrestre comumente chamada de " Li'l Abner " em homenagem a um popular personagem de história em quadrinhos.

Embora não seja implementado em um sistema completo até depois da guerra, a técnica monopulse foi demonstrada pela primeira vez no NRL em 1943 em um conjunto X-Band existente. O conceito é atribuído a Robert Page no NRL e foi desenvolvido para melhorar a precisão do rastreamento de radares. Após a guerra, essencialmente todos os novos sistemas de radar usaram essa tecnologia, incluindo o AN / FPS-16 , o radar de rastreamento mais usado da história.

União Soviética

A União Soviética invadiu a Polônia em setembro de 1939 sob o Pacto Molotov – Ribbentrop com a Alemanha; a União Soviética invadiu a Finlândia em novembro de 1939; em junho de 1941, a Alemanha revogou o pacto de não agressão e invadiu a União Soviética . Embora a URSS tivesse cientistas e engenheiros notáveis, começou a pesquisa sobre o que mais tarde se tornaria o radar ( radiolokatsiya , lit. radiolocalização) assim que qualquer outra pessoa, e fez um bom progresso com o desenvolvimento inicial de magnetrons, entrou na guerra sem um radar totalmente capaz em campo sistema.

Pesquisa de localização de rádio antes da guerra

As forças militares da URSS foram o Raboche-Krest'yanskaya Krasnaya Armiya (RKKA, o Exército Vermelho de Trabalhadores e Camponeses), o Raboche-Krest'yansky Krasny Flot (RKKF, a Frota Vermelha de Trabalhadores e Camponeses) e o Voyenno -Vozdushnye Sily (VVS, Forças Aéreas Soviéticas).

Em meados da década de 1930, a Luftwaffe alemã tinha aeronaves capazes de penetrar profundamente no território soviético. A observação visual foi usada para detectar aeronaves se aproximando. Para detecção noturna, o Glavnoye artilleriyskoye upravleniye (GAU, Administração Principal de Artilharia), do Exército Vermelho, desenvolveu uma unidade acústica que era usada para apontar um holofote aos alvos. Essas técnicas eram impraticáveis ​​com aeronaves que estavam acima das nuvens ou a uma distância considerável; para contornar isso, foram iniciadas pesquisas sobre detecção por meios eletromagnéticos. O Tenente-General MM Lobanov foi responsável por esses esforços na GAU, e ele documentou exaustivamente essa atividade mais tarde.

Leningrado

A maioria dos primeiros trabalhos em radioobnaruzhenie (detecção de rádio) ocorreu em Leningrado , inicialmente no Leningradskii Elektrofizicheskii Institut , ( Instituto de Eletrofísica de Leningrado, LEPI). Aqui, Abram F. Ioffe , geralmente considerado o principal físico da União Soviética, era o Diretor Científico. O LEPI concentrou-se na irradiação de sinais de onda contínua (CW), detectando a existência e a direção de seus reflexos para uso em sistemas de alerta precoce.

Enquanto o GAU estava interessado na detecção, o oborônio Voiska Protivo-vozdushnoi (PVO, Forças de Defesa Aérea) estava interessado em determinar o alcance do alvo. Pavel K. Oshchepkov, da equipe técnica da PVO em Moscou, acreditava fortemente que o equipamento radiolocatório (rádio-localização) deveria ser pulsado, potencialmente permitindo que o alcance fosse determinado diretamente. Ele foi transferido para Leningrado para chefiar um Escritório Especial de Construção (SCB) para equipamentos de rádio-localização.

Para examinar os métodos de detecção atuais e propostos, uma reunião foi convocada pela Academia Russa de Ciências ; esta foi realizada em Leningrado em 16 de janeiro de 1934 e presidida por Ioffe. A localização por rádio surgiu como a técnica mais promissora, mas o tipo (CW ou pulsado) e o comprimento de onda ( alta frequência ou micro - ondas ) ficaram para ser resolvidos

No SCB, a equipe de Oshchepkov desenvolveu um sistema experimental de localização por rádio pulsado operando a 4 m (75 MHz). Este tinha uma potência de pico de cerca de 1 kW e uma duração de pulso de 10 μs; foram utilizadas antenas de transmissão e recepção separadas. Em abril de 1937, os testes alcançaram um alcance de detecção de quase 17 km a uma altura de 1,5 km. Embora este tenha sido um bom começo para a rádio-localização pulsada, o sistema não era capaz de medir o alcance (a técnica de usar pulsos para determinar o alcance era conhecida por sondas da ionosfera, mas não foi seguida). Embora nunca tenha criado uma capacidade de localização de alcance para seu sistema, Oshchepkov costuma ser chamado de pai do radar na União Soviética.

RUS – 1. Receptor

Enquanto Oshchepkov estava explorando sistemas pulsados, o trabalho continuou na pesquisa CW no LEPI. Em 1935, o LEPI tornou-se parte do Nauchno-issledovatel institut-9 (NII-9, Scientific Research Institute # 9), uma das várias seções técnicas do GAU. Com MA Bonch-Bruevich como Diretor Científico, a pesquisa continuou no desenvolvimento CW. Dois sistemas experimentais promissores foram desenvolvidos. Um conjunto VHF designado Bistro (Rapid) e o microondas Burya (Storm). As melhores características deles foram combinadas em um sistema móvel denominado Ulavlivatel Samoletov (Radio Catcher of Aircraft), logo denominado RUS-1 ( РУС-1 ). Este sistema CW, bi-estático , usou um transmissor montado em caminhão operando a 4,7 m (64 MHz) e dois receptores montados em caminhão.

Em junho de 1937, todo o trabalho em Leningrado na locação de rádio foi interrompido. O Grande Expurgo de Joseph Stalin varreu os militares e a comunidade científica, resultando em quase dois milhões de execuções. O SCB foi encerrado; Oshchepkov foi acusado de "crimes graves" e sentenciado a 10 anos em um Gulag . O NII-9 também foi alvo, mas foi salvo pela influência de Bonch-Bruyevich, um dos favoritos de Vladimir Lenin na década anterior. O NII-9 como organização foi salvo e Bonch-Bruyevich foi nomeado diretor. Os expurgos resultaram em uma perda de mais de um ano no desenvolvimento.

O RUS-1 foi testado e colocado em produção em 1939, entrando em serviço limitado em 1940, tornando-se o primeiro sistema de localização de rádio implantado no Exército Vermelho. Bonch-Bruyevich morreu em março de 1941, criando uma lacuna de liderança, atrasando ainda mais os desenvolvimentos de localização de rádio da CW.

O Nauchnoissledovatelskii ispytatelnyi institut svyazi RKKA (NIIIS-KA, Instituto de Pesquisa Científica de Sinais do Exército Vermelho), que originalmente se opôs duramente à tecnologia de rádio-localização, foi agora colocado no controle geral de seu desenvolvimento na União Soviética. Eles cooptaram o sistema pulsado de Oshchepkov e, em julho de 1938, tinham um arranjo experimental bistático de posição fixa que detectou uma aeronave com alcance de 30 km em alturas de 500 me alcance de 95 km para alvos a 7,5 km de altitude.

O projeto foi então assumido pela LPTI da Ioffe, resultando em um sistema denominado Redut (Redoubt) com potência de pico de 50 kW e duração de pulso de 10 μs. O Redut foi testado em campo pela primeira vez em outubro de 1939, em um local perto de Sevastopol , um porto naval estratégico do Mar Negro .

RUS – 2. Destinatário (impressão do artista)

Durante 1940, a LEPI assumiu o controle da Redut desenvolvimento, aperfeiçoando a capacidade crítica da medição da distância. Um display de raios catódicos, feito de um osciloscópio, foi usado para mostrar as informações de alcance. Em julho de 1940, o novo sistema foi denominado RUS-2 ( РУС-2 ). Um dispositivo de transmissão e recepção (um duplexer) para permitir a operação com uma antena comum foi desenvolvido em fevereiro de 1941. Essas descobertas foram obtidas em uma estação experimental em Toksovo (perto de Leningrado), e um pedido foi feito à Fábrica Svetlana para 15 sistemas.

O RUS-2 final tinha potência de pulso de quase 40 kW a 4 m (75 MHz). O set estava em uma cabine em uma plataforma motorizada, com uma antena Yagi-Uda de sete elementos montada cerca de cinco metros acima do teto. A cabine, com a antena, pode ser girada sobre um grande setor para direcionar o padrão de transmissão-recepção. O alcance de detecção foi de 10 a 30 km para alvos tão baixos quanto 500 me 25 a 100 km para alvos de alta altitude. A variação foi de cerca de 1,5 km para o alcance e 7 graus para o azimute.

Kharkov

Um segundo centro de pesquisa de localização de rádio foi em Kharkov, Ucrânia . Aqui, o Instituto Ucraniano de Física e Tecnologia (UIPT) cooperou estreitamente com a Universidade de Kharkov (KU). A UIPT tornou-se conhecida fora da URSS e atraiu a visita de físicos reconhecidos mundialmente, como Niels Bohr e Paul Dirac . O futuro ganhador do Prêmio Nobel, Lev Landau, chefiou o Departamento Teórico. O Laboratório independente de Oscilações Eletromagnéticas (LEMO) foi liderado por Abram A. Slutskin .

No LEMO, os magnetrons eram um item importante de pesquisa. Em 1934, uma equipe liderada por Aleksandr Y. Usikov desenvolveu uma série de magnetrons de ânodo segmentado cobrindo 80 a 20 cm (0,37 a 1,5 GHz), com potência de saída entre 30 e 100 W. Semion Y. Braude desenvolveu um invólucro de vidro magnetron produzindo 17 kW com 55 por cento de eficiência a 80 cm (370 MHz), sintonizável em uma mudança de comprimento de onda de 30 por cento, fornecendo cobertura de frequência de aproximadamente 260 MHz a 480 MHz (o limite entre VHF e UHF ). Elas foram descritas em detalhes em periódicos em língua alemã - prática adotada pela UIPT para ganhar publicidade de seus avanços.

Em 1937, o NIIIS-KA fez um contrato com a LEMO para desenvolver um sistema de localização por rádio pulsado para detecção de aeronaves. O projeto foi batizado de Zenit (um time de futebol popular na época) e era liderado por Slutskin. O desenvolvimento do transmissor foi liderado por Usikov. A unidade usava um magnetron de 60 cm (500 MHz) pulsado com 7–10 μs de duração e fornecendo energia pulsada de 3 kW, posteriormente aumentada para cerca de 10 kW.

Braude liderou o desenvolvimento do receptor. Esta era uma unidade super - heteródina inicialmente usando um magnetron sintonizável como oscilador local, mas faltou estabilidade e foi substituído por um circuito usando um triodo de bolota RCA tipo 955 . Os pulsos retornados foram exibidos em um osciloscópio de raios catódicos , fornecendo medição de alcance.

O Zenit foi testado em outubro de 1938. Neste, um bombardeiro médio foi detectado a uma distância de 3 km, e áreas para melhorias foram determinadas. Após as mudanças terem sido feitas, uma demonstração foi feita em setembro de 1940. Foi mostrado que as três coordenadas (alcance, altitude e azimute) de uma aeronave voando em alturas entre 4.000 e 7.000 metros podiam ser determinadas a até 25 km de distância , mas com pouca precisão. Além disso, com as antenas apontadas para um ângulo baixo, a desordem do solo era um problema.

Por mais inadequado que seja para aplicações de assentamento de armas, ele mostrou o caminho para sistemas futuros. Um recurso operacional, no entanto, tornou o Zenit inadequado para a colocação de armas no ataque a aeronaves em movimento rápido. Um método de leitura nula foi usado para analisar os sinais; As coordenadas de azimute e elevação tiveram que ser adquiridas separadamente, exigindo uma sequência de movimentos da antena que levou 38 segundos para as três coordenadas.

O trabalho no LEMO continuou no Zenit , convertendo-o em um sistema de antena única denominado Rubin . Esse esforço, no entanto, foi interrompido pela invasão da URSS pela Alemanha em junho de 1941. Em pouco tempo, todas as indústrias críticas e outras operações em Kharkov foram evacuadas para o leste .

Tempo de guerra

Quando a blitzkrieg alemã atingiu a União Soviética em junho de 1941, três enormes grupos do Exército liderados por tanques avançaram em uma frente de 900 milhas com Leningrado, Moscou e a região da Ucrânia como objetivos. Seguiu-se o que ficou conhecido pelos soviéticos como a Grande Guerra Patriótica. O Komitet Oborony (Comitê de Defesa - o pequeno grupo de líderes em torno de Stalin) deu prioridade à defesa de Moscou; os laboratórios e fábricas em Leningrado deveriam ser evacuados para os Urais , seguidos pelas instalações de Kharkov.

Vários sistemas de radar diferentes foram produzidos pela União Soviética nas instalações realocadas durante a guerra. complementado por cerca de 2.600 conjuntos de radares de vários tipos no Programa Lend-Lease.

Baseado em solo

A Fábrica Sveltana em Leningrado construiu cerca de 45 sistemas RUS-1 . Estes foram implantados ao longo das fronteiras ocidentais e no Extremo Oriente. Sem capacidade de alcance, no entanto, os militares consideraram o RUS-1 de pouco valor.

Quando os ataques aéreos a Leningrado começaram, a unidade de teste RUS-2 montada no local experimental de Toksovo foi pressionada para operação tática, fornecendo alerta antecipado de formações da Luftwaffe (Força Aérea Alemã). Com alcance de até 100 km, essa unidade forneceu informações oportunas às redes de defesa civil e caças. Isso chamou a atenção das autoridades, que anteriormente demonstravam pouco interesse em equipamentos de localização por rádio.

Em meados de julho, as atividades de localização de rádio do LEPI e do NII-9 foram enviadas a Moscou, onde foram combinadas com as unidades existentes do NIIIS-KA. Um sistema RUS-2 foi instalado perto de Moscou e operado por pessoal LPTI recentemente transferido; foi usado pela primeira vez em 22 de julho, quando detectou à noite um vôo de cerca de 200 bombardeiros alemães enquanto eles estavam a 100 km de distância. Este foi o primeiro ataque aéreo a Moscou, e imediatamente levou à construção de três anéis de baterias antiaéreas ao redor da cidade, todos conectados a um posto de comando central.

Vários transmissores e receptores construídos para sistemas RUS-2 foram rapidamente adaptados pelo NIII-KA para estações de rádio-localização fixas em Moscou. Designados como RUS-2S e também P2 Pegmatit , eles tinham sua antena Yagi montada em torres de aço de 20 metros e podiam varrer um setor de 270 graus. Para a construção de equipamentos adicionais, em janeiro de 1942, a Fábrica 339 em Moscou tornou-se a primeira instalação de manufatura na União Soviética dedicada a aparelhos de localização de rádio (logo oficialmente chamados de radar). Durante 1942, esta instalação construiu e instalou 53 conjuntos RUS-2S em torno de Moscou e outros locais críticos na URSS.

A fábrica 339 tinha uma equipe excepcional de pesquisa e engenharia; este havia sido separado administrativamente e designado como Instituto Científico da Indústria de Rádio No. 20 (NII-20). Victor V. Tikhomirov , um pioneiro na engenharia de rádio para aeronaves domésticas, foi o Diretor Técnico. (Mais tarde, o Instituto de Pesquisa Científica de Design de Instrumentos Tikhomirov foi nomeado em sua homenagem.) A fábrica 339 e o NII-20 associado dominaram o desenvolvimento e a fabricação de equipamentos de radar na URSS durante a guerra.

Muitos conjuntos de várias versões diferentes do RUS-2 foram construídos na fábrica 339 durante a guerra. Apesar de fornecerem um aviso prévio, esses conjuntos sofreram com a deficiência de não fornecerem a altura do alvo (ângulo de elevação). Assim, eles foram usados ​​principalmente em conjunto com postos de observação visual, com humanos usando dispositivos ópticos para estimar a altitude e identificar o tipo de aeronave.

Desde os primeiros esforços de rádio-localização, surgiu a questão de como a identificação da aeronave poderia ser feita - ela era amiga ou inimiga? Com a introdução do RUS-2 , esse problema exigiu uma solução imediata. O NII-20 desenvolveu uma unidade para ser transportada em uma aeronave que responderia automaticamente como "amigável" à iluminação de rádio de um radar soviético. Um transponder , designado como SCH-3 e mais tarde chamado de unidade Identification Friend or Foe (IFF), foi colocado em produção na Fábrica 339 em 1943. Esta unidade inicialmente respondeu apenas ao sinal de RUS-2 , e apenas um número relativamente pequeno dessas unidades e sucessoras foram construídas na URSS.

O RUS-2 foi patrocinado pelo PVO e pretendia ser um alerta precoce. O GAU ainda queria um sistema de lançamento de armas capaz de suportar as baterias antiaéreas. Ao chegar em Moscou, o grupo de rádio-localização do NII-9 continuou trabalhando para o PVO neste problema, retornando a Burya , o conjunto experimental de micro-ondas construído anteriormente. Dentro de algumas semanas, uma equipe liderada por Mikhail L. Sliozberg e com a cooperação de NII-20, desenvolveu um conjunto CW bi-estático designado SON ( acrônimo para Stancyja Orudijnoi Navodki Russo : Станция орудийной наводки - Gun Laying Station) usando um 15 magnetrão de -cm (2,0-GHz).

No início de outubro, o conjunto experimental Son foi testado em combate por um batalhão antiaéreo perto de Moscou. O desempenho do Son baseado em rádio era pobre em comparação com o Puazo-3 baseado em óptica existente , um telêmetro estereoscópico que Oshchepkov havia melhorado anteriormente. O projeto foi descontinuado e nenhuma outra tentativa foi feita para usar magnetrons em aparelhos de localização por rádio. Após esta falha, o NII-9 foi enviado para outro lugar e não estava mais envolvido em atividades de localização de rádio. Uma parte do grupo de locação de rádio, incluindo Sliozberg, permaneceu em Moscou trabalhando para o NII-20.

Pouco depois que a Alemanha invadiu a URSS, uma delegação de oficiais militares soviéticos visitou a Grã-Bretanha em busca de ajuda em equipamentos de defesa. A partir de suas fontes de inteligência, os soviéticos estavam cientes do sistema britânico de armas RDF ( Range and Direction Finding ), o GL Mk II, e pediram que este equipamento fosse testado na defesa de Moscou. No início de janeiro de 1942, Winston Churchill concordou em enviar um desses sistemas para a Rússia, mas com a condição de que seria totalmente protegido por oficiais britânicos e operado por técnicos britânicos.

Quando o navio que transportava o equipamento chegou a Murmansk , um porto marítimo ao largo do Mar de Bering, acima do Círculo Polar Ártico , houve uma tempestade de inverno e o descarregamento teve que esperar durante a noite. Na manhã seguinte, foi descoberto que todo o sistema GL Mk II - montado em três caminhões - havia desaparecido. A embaixada britânica fez um protesto imediato e, após vários dias, os oficiais foram informados de que o equipamento havia sido levado a Moscou para segurança.

De fato, ele foi para Moscou - diretamente para o NII-20 e a Fábrica 339, onde especialistas em inteligência fizeram um exame completo e Sliozberg liderou uma equipe de rápida engenharia reversa do hardware. Em meados de fevereiro, o NII-20 anunciou que havia desenvolvido um novo sistema de localização de rádio denominado Son-2a . Era essencialmente uma cópia direta do GL Mk II.

Operando a 5 m (60 MHz), o Son-2a usava caminhões separados para o equipamento de transmissão e recepção, e um terceiro caminhão carregava um gerador de energia. Em uso, uma antena de transmissão de matriz dipolo com um padrão amplo foi fixada em posição no topo de um poste aterrado. Separada do transmissor por cerca de 100 metros, a estação receptora ficava em uma cabine giratória com antenas em forma de asa montadas em cada lado. Um mastro acima da cabine continha um par de antenas que eram usadas com um goniômetro para determinar a altura.

Como o original britânico GL Mk II, o Son-2a não foi de grande ajuda no direcionamento de holofotes e canhões antiaéreos. No entanto, foi colocado em produção e lançado para o Exército Vermelho em dezembro de 1942. Nos três anos seguintes, cerca de 125 desses conjuntos foram construídos. Além disso, mais de 200 sistemas GL Mk IIIC (melhorias em relação ao Mk II e construídos no Canadá) foram fornecidos sob o programa Lend-Lease , tornando a combinação o equipamento de radar mais usado na União Soviética durante a guerra.

A Ucrânia havia sido o terceiro objetivo do exército alemão invasor. No final de julho de 1941, suas forças mecanizadas estavam se aproximando desta região e, seguindo as ordens do Comitê de Defesa, a UIPT em Kharkov fez os preparativos de evacuação. Para isso, o LEMO foi separado da UIPT, e as duas organizações seriam enviadas a cidades diferentes: Alma-Ata para a operação principal e, separadas por 1.500 km, Bukhara para o LEMO.

Enquanto os preparativos para a movimentação continuavam, o LEMO foi instruído a trazer o equipamento experimental Zeni a Moscou para teste pelo NIIIS-KA. Em meados de agosto, Usikov, Braude e vários outros membros da equipe do LEMO foram a Moscou, onde foram incluídos no NIIIS-KA. O sistema Zenit foi instalado nos arredores de Moscou, dando a oportunidade de testes em combate. Verificou-se que, embora a precisão do sistema não fosse suficiente para um objetivo preciso, ele era satisfatório para o disparo de barragens. Também poderia ser usado como um suplemento ao sistema de vigilância RUS-2 na orientação de aeronaves de caça.

Em setembro, a equipe fez modificações de campo no Zenit e mais testes foram realizados. Verificou-se que o alcance de detecção havia sido dobrado, mas a zona morta aumentou na mesma proporção. O NIIIS-KA acreditava que as perspectivas eram boas para que este fosse desenvolvido em um sistema adequado, mas as condições de laboratório eram necessárias. Assim, o Zenit e todo o pessoal do NIIIS-KA foram enviados a 3.200 km para Bukhara, juntando-se ao restante do LEMO enquanto este também se movia.

Por causa do método de leitura nula de análise dos sinais, o sistema Zenit sofreu lentidão nas medições (38 segundos para determinar as três coordenadas), bem como na precisão. Ele também tinha uma grande zona morta causada por retornos terrestres. Ainda em Kharkov, os trabalhos começaram no Rubin , um sistema destinado a corrigir as deficiências do Zenit . Com Slutskin como Diretor LEMO, este projeto continuou em Bukhara sob a liderança de Usikov.

Um novo magnetron foi desenvolvido; este operava a 54 cm (470 MHz) com uma potência de pulso aumentada para 15 kW. Um dispositivo de transmissão / recepção de descarga de gás (um diplexador) foi desenvolvido para isolar o receptor do pulso do transmissor direto, permitindo assim o uso de uma estrutura comum de transmissão / recepção. (Um desenvolvimento semelhante foi feito para a antena comum RUS-2 , mas isso não seria adequado para o Rubin de microondas .)

Várias técnicas para substituir os métodos de leitura nula foram consideradas, com a seleção final fazendo uso de um acessório para fornecer um dipolo estacionário contra o qual a posição direcional da antena poderia ser continuamente determinada. Alcance, azimute e elevação foram mostrados em um visor de tubo de raios catódicos. Não havia nenhuma disposição, entretanto, para alimentar esta informação em uma unidade automática para apontar holofotes e armas.

Os dipolos transmissores e receptores separados estavam no foco de um refletor parabolóide de 3 metros . O conjunto da antena, com controles remotos, pode girar 0–90 graus verticalmente e 0–400 graus horizontalmente. A largura do feixe principal era de 16 graus equatorial e 24 graus de meridiano.

O sistema era transportado por dois caminhões, a eletrônica e o console de controle em um e o gerador de energia no outro. Tanto o magnetron do transmissor quanto as porções frontais do receptor estavam em recipientes selados fixados na parte traseira do refletor. O conjunto da antena estava sobre trilhos e podia ser estendido para perto do caminhão.

Em agosto de 1943, o protótipo do sistema Rubin foi concluído, com todo o trabalho realizado pelas pequenas equipes do LEMO e do NIIIS-KA. O sistema foi transportado para Moscou, onde Usikov, Truten e outros realizaram mais testes e deram demonstrações não-combatentes. Nessa época, o GL Mk II britânico e sua replicação soviética, SON-2 , também estavam disponíveis e foram possivelmente usados ​​em comparação direta com o Rubin ; se fosse assim, o Rubin não teria se saído bem.

Em vez de liberar o protótipo para produção, o Exército fez arranjos para que o Rubin fosse julgado pelo Comando da Frota Vermelha. No início de 1944, o sistema foi transportado para Murmansk, o único porto sem congelamento do Ártico Soviético. Aqui, apesar do frio, Usikov continuou com testes e demonstrações em melhores condições do que na ainda caótica Moscou.

Testes a bordo de um navio mostraram detecção de aeronaves a 60 km e medição confiável a partir de 40 km. Os erros médios não ultrapassaram 120 m no alcance e 0,8 graus nos ângulos de azimute e elevação. O tempo para determinar as coordenadas angulares nunca excedeu 7 segundos, e a zona morta caiu para 500 m. Precisões semelhantes foram encontradas para detectar todos os tipos de embarcações de superfície, mas com a antena Rubin no nível do convés, o alcance de detecção era compreensivelmente muito menor do que para aeronaves.

Durante o último ano da guerra, Rubin foi usado pela Frota Vermelha para vigilância aérea e de superfície no setor polar. Se o GL Mk II e seu clone, SON-2ot , não estivessem disponíveis, o Rubin provavelmente teria sido concluído muito antes e entrado em produção. Embora nunca colocado em serviço regular, esse sistema forneceu uma boa base para futuros radares baseados em magnetrons na União Soviética.

A guerra fria trouxe a ameaça de bombardeiros supersônicos intercontinentais. Isso levou ao desenvolvimento de sistemas integrados de defesa aérea, como o Uragan-1, onde radares de busca e aquisição a grandes distâncias de áreas estratégicas detectam ameaças de entrada, integram esses dados em uma solução de ataque ou interceptação e, em seguida, envolvem o alvo com aeronaves interceptadoras ou anti- artilharia de aeronaves conforme o intruso progride em várias camadas de sistemas de armas.

Aerotransportado

Vários novos aviões de caça e bombardeiro estavam sendo projetados nos anos anteriores à guerra. Vladimir Petlyakov liderou um bureau de projeto das Forças Aéreas Soviéticas (VVS), responsável pelo desenvolvimento de um bombardeiro de mergulho de ataque bimotor que acabou sendo designado Pe-2 . Tendo atrasado o cronograma, Petlyakov foi acusado de sabotagem e lançado em um Gulag técnico ; ele realmente fez uma grande parte de seu projeto enquanto estava encarcerado.

No final de 1940, o VVS desenvolveu a exigência de um sistema de detecção de aeronaves inimigas a bordo. O grupo de rádio-localização em NII-9 em Leningrado foi direcionado para projetar tal conjunto para o Pe-2 . A maior parte do equipamento de localização de rádio naquela época era grande e pesado, e para esta aeronave, um conjunto pequeno e leve era necessário. Além disso, as limitações no tamanho da antena direcionaram o projeto para as frequências mais altas possíveis. O klystron reflexo (como foi chamado mais tarde) acabara de ser desenvolvido por Nikolay Devyatkov . Com isso, o projeto foi iniciado em um conjunto designado Gneis (Origem) e operando a 16 cm (1,8 GHz).

Quando o NII-9 foi evacuado para Moscou em julho de 1941, isso afetou muito a programação. Além disso, o klystron reflex não tinha sido colocado em produção e sua disponibilidade no futuro era duvidosa; portanto, o projeto foi encerrado. A necessidade, entretanto, de um aparelho de localização por rádio no ar era agora ainda mais importante; o Pe-3 , uma variante de caça pesado do Pe-2 , estava em produção. Algumas dessas aeronaves estavam sendo configuradas como caças noturnos, e o radar (como agora era chamado) era necessário com urgência. O NII-20 e o Factory 339 assumiram o projeto, liderados pelo Diretor Técnico, Victor Tikhomirov.

O novo conjunto, denominado Gneiss-2 ( Гнейс-2 ), operava a 1,5 m (200 MHz). O caça Pe-3 era uma aeronave de dois lugares, com o piloto e o artilheiro traseiro / operador de rádio sentados costas com costas. O radar foi projetado como mais um equipamento para o operador de rádio.

As antenas foram montadas acima da superfície superior das asas, uma matriz de transmissão de padrão amplo em uma asa e duas antenas receptoras Yagi na outra. Um Yagi foi direcionado para a frente e o outro, a alguns metros de distância, apontado para fora a 45 graus. A fuselagem da aeronave fornecia uma blindagem entre as antenas de transmissão e recepção. O sistema tinha um alcance de cerca de 4 km e podia fornecer o azimute do alvo em relação à trajetória de vôo do caça.

O Gneis-2 , o primeiro radar de aeronave da União Soviética, foi testado em combate em Stalingrado durante dezembro de 1942. Cerca de 230 desses conjuntos foram construídos durante a guerra. Alguns foram instalados em aeronaves Yak-9 e (fora da seqüência numérica) Yak-3 , os caças avançados que eventualmente deram ao VVS paridade com a Luftwaffe . Outros conjuntos com designações Gneis foram desenvolvidos na Planta 339 para fins experimentais, particularmente com caças Lavochkin La-5 e aeronaves de assalto terrestre Ilyushin Il-2 , mas nenhum desses conjuntos foi colocado em produção.

Naval

Durante a década de 1930, o RKKF (Frota Vermelha) teve grandes programas no desenvolvimento de comunicações de rádio. A partir de 1932, esta atividade foi chefiada por Aksel Ivanovich Berg, Diretor do NIIIS-KF, Red Fleet Signals Research) e posteriormente recebeu o posto de Engenheiro-Almirante. Ele também foi professor nas universidades de Leningrado e acompanhou de perto o progresso das primeiras locações de rádio no LPTI e no NII-9. Ele iniciou um programa de pesquisa nessa tecnologia no NIIIS-KF, mas foi interrompido ao ser preso em 1937 durante o Grande Expurgo e passou três anos na prisão.

Berg foi libertado no início de 1940 e readmitido em seus cargos. Depois de revisar os testes de Redut conduzidos em Sevastopol, ele obteve uma cabine RUS-2 e a adaptou para testes a bordo. Designado Redut-K , foi colocado no cruzador leve Molotov em abril de 1941, tornando-o o primeiro navio de guerra do RKKF com capacidade de localização por rádio. Após o início da guerra, apenas alguns desses conjuntos foram construídos.

Em meados de 1943, o radar ( radiolokatsiya ) foi finalmente reconhecido como uma atividade soviética vital. Um Conselho de Radar, ligado ao Comitê de Defesa do Estado, foi estabelecido; Berg foi nomeado vice-ministro, responsável por todos os radares na URSS. Embora envolvido com todos os desenvolvimentos futuros nesta atividade, ele teve um interesse especial nos sistemas da Marinha. Mais tarde, Berg foi o principal responsável pela introdução da cibernética na União Soviética .

Outros radares nativos da Marinha soviética desenvolvidos (mas não colocados em produção) durante a guerra incluíam o Gyuis-1 , operando a 1,4 m com potência de pulso de 80 kW. Este foi o sucessor do Redut-K para aviso prévio; o protótipo foi instalado no contratorpedeiro Gromkii em 1944. Dois radares de controle de fogo foram desenvolvidos simultaneamente: Mars-1 para cruzadores e Mars-2 para contratorpedeiros. Ambos foram testados no final da guerra e posteriormente colocados em produção como Redan-1 e Redan-2 , respectivamente.

Alemanha

A Alemanha tem uma longa tradição de uso de ondas eletromagnéticas para a detecção de objetos. Em 1888, Heinrich Hertz , o primeiro a demonstrar a existência dessas ondas, também notou que elas, como a luz, eram refletidas por superfícies de metal. Em 1904, Christian Hülsmeyer obteve patentes alemãs e estrangeiras para um aparelho, o Telemobilskop , usando um transmissor de centelha que podia detectar navios e prevenir colisões; este é frequentemente citado como o primeiro radar, mas, sem fornecer diretamente o alcance, não se qualifica para esta classificação. Com o advento do tubo de rádio e da eletrônica, outros sistemas apenas de detecção foram desenvolvidos, mas todos usavam ondas contínuas e não podiam medir distâncias.

Em 1933, o físico Rudolf Kühnhold , Diretor Científico da Kriegsmarine (Marinha Alemã) Nachrichtenmittel-Versuchsanstalt (NVA) (Signals Research Establishment) em Kiel , iniciou experimentos na região de microondas para medir a distância até um alvo. Para o transmissor, ele obteve ajuda de dois operadores de rádio amadores, Paul-Günther Erbslöh e Hans-Karl Freiherr von Willisen. Em janeiro de 1934, eles formaram em Berlin- Oberschöneweide a empresa Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate (GEMA) para este trabalho.

O desenvolvimento de um Funkmessgerät für Untersuchung (dispositivo de medição de rádio para reconhecimento) logo começou a sério na GEMA. Hans Hollmann e Theodor Schultes, ambos afiliados com o prestigiado Instituto Heinrich Hertz em Berlim , foram adicionados como consultores. O primeiro desenvolvimento foi um aparelho de onda contínua usando interferência de batimento Doppler para detecção. Kühnhold então mudou o trabalho do GEMA para um sistema modulado por pulso.

Usando um magnetron de 50 cm (600 MHz) da Philips , seu primeiro transmissor foi modulado com pulsos de 2 μs a uma frequência de repetição de pulso (PRF) de 2.000 Hz. A antena transmissora era uma matriz de 10 pares de dipolos com uma malha refletora, e a antena receptora tinha três pares de dipolos e comutação de lóbulo incorporada . O receptor regenerativo de banda larga usou um triodo de bolota RCA 955 . Um dispositivo de bloqueio (um duplexer ), fecha a entrada do receptor quando o transmissor pulsou. Um tubo Braun foi usado para exibir o intervalo. Foi testado pela primeira vez em maio de 1935 no local NVA (de 1939 em: Nachrichten-Versuchskommando (NVK) (comando de pesquisa de sinais)) Pelzerhaken na Baía de Lübeck perto de Neustadt em Holstein , detectando retornos de bosques através da baía em uma faixa de 15 km (9,3 mi). Na Alemanha, Kühnhold é frequentemente chamado de "Pai do radar".

Este primeiro Funkmessgerät da GEMA incorporou tecnologias mais avançadas do que os primeiros conjuntos na Grã-Bretanha e nos Estados Unidos, mas parece que o radar recebeu uma prioridade muito menor até o final da Segunda Guerra Mundial; no início da guerra, poucos haviam sido colocados em campo. Em grande parte, isso se devia à falta de valorização dessa tecnologia pela hierarquia militar, principalmente no topo, onde o ditador Adolf Hitler olhava para o radar como uma arma defensiva, e seu interesse era o hardware ofensivo. Esse problema foi agravado pela abordagem indiferente ao pessoal de comando. Demorou algum tempo até que a Luftwaffe tivesse um sistema de comando e controle quase tão eficaz quanto o estabelecido pela Força Aérea Real na Grã-Bretanha antes da guerra.

Wolfgang Martini , oficial de carreira da Luftwaffe , foi o principal promotor do radar para o Alto Comando Alemão. Embora não tenha formação universitária, seu domínio dessa tecnologia foi instintivo e seu envolvimento foi talvez o maior ímpeto para o desenvolvimento final do radar de guerra na Alemanha. Em 1941, ele foi elevado a General der Luftnachrichtentruppe (General do Air Signal Corps) e permaneceu nesta posição até o final da guerra em maio de 1945.

Todos os três ramos das forças armadas combinadas da Wehrmacht da Alemanha nazista: a Luftwaffe (Força Aérea), a Kriegsmarine (Marinha) e o Heer (Exército); usou tecnologia e hardware de radar alemão. Embora vários laboratórios de desenvolvimento fossem operados por esses usuários, a grande maioria dos radares era fornecida por quatro empresas comerciais: GEMA, Telefunken , Lorenz e Siemens & Halske . Perto do final da guerra em 1945, o GEMA liderou o trabalho de radar alemão, crescendo para mais de 6.000 funcionários.

A designação oficial dos sistemas de radar era FuMG ( Funkmessgerät , literalmente "medidor sem fio"), com a maioria também com uma letra (por exemplo, G, T, L ou S) indicando o fabricante, bem como um número mostrando o ano de lançamento e possivelmente uma letra ou número indicando o modelo. Houve, no entanto, uma falta de uniformidade nas designações.

Terrestre e baseado em navio

No início de 1938, a Kriegsmarine financiou a GEMA para o desenvolvimento de dois sistemas, um conjunto de armamento e outro conjunto de alerta aéreo. Na produção, o primeiro tipo tornou-se o Flakleit de 80 cm (380 MHz) , capaz de direcionar o fogo em alvos de superfície ou aéreos dentro de um alcance de 80 km. Ele tinha uma configuração de antena muito semelhante à US SCR-268. A versão de posição fixa, o Flakleit-G , incluía um localizador de altura.

O segundo tipo desenvolvido pela GEMA foi o Seetakt de 2,5 m (120 MHz) . Ao longo da guerra, a GEMA forneceu uma grande variedade de conjuntos Seetakt , principalmente para navios, mas também para vários tipos de submarinos. A maioria tinha um excelente módulo de medição de alcance chamado Messkette (cadeia de medição), que fornecia uma precisão de alcance de poucos metros, independentemente do alcance total. O Seetakt a bordo usava uma antena de "colchão" semelhante à "molas da cama" do CXAM americano.

Radar Freya

Embora a Kriegsmarine tenha tentado impedir o GEMA de trabalhar com os outros serviços, a Luftwaffe tomou conhecimento do Seetakt e encomendou sua própria versão no final de 1938. Chamado de Freya , este era um radar baseado em terra operando em torno de 2,4 m (125 MHz) com potência de pico de 15 kW dando um alcance de cerca de 130 km. O radar Freya básico foi continuamente aprimorado, com mais de 1.000 sistemas eventualmente construídos.

Em 1940, Josef Kammhuber usou Freyas em uma nova rede de defesa aérea que se estendia pela Holanda , Bélgica e França . Chamada de Linha Kammhuber pelos Aliados, era composta por uma série de células de codinome Himmelbett (cama de dossel), cada uma cobrindo uma área de cerca de 45 km de largura e 30 km de profundidade, e contendo um radar, vários holofotes e um aeronaves de caça noturno primária e reserva. Isso foi relativamente eficaz, exceto quando o céu estava nublado. Um novo radar direcionador de armas foi necessário para cobrir essa deficiência e a Luftwaffe então contratou a Telefunken para tal sistema.

Sob a liderança de Wilhelm Runge , o novo radar foi construído pela Telefunken em torno de um novo triodo capaz de fornecer energia de pulso de 10 kW a 60 cm (500 MHz). Com o codinome Würzburg (o principal engenheiro Runge prefere codinomes de cidades alemãs como Würzburg ), ele tinha um refletor parabólico de 3 m fornecido pela Zeppelin Company e era eficaz em um alcance de cerca de 40 km para aeronaves . Dois desses radares eram normalmente adicionados a cada Himmelbett , um para pegar o alvo de um Freya e um segundo para rastrear o caça. Requerendo apenas um operador, o Würzburg veio a ser o principal sistema móvel de lançamento de armas usado pela Luftwaffe e Heer durante a guerra. Por fim, foram produzidas cerca de 4.000 das várias versões do sistema básico.

Radar Würzburg-Riese

O Sistema de Defesa Aérea foi continuamente atualizado. Para melhorar o alcance e a precisão, a Telefunken desenvolveu o Würzburg-Riese e o GEMA ampliou os dipolos Freya para fazer o Mammut e o Wassermann . O Würzburg-Riese (gigante Würzburg ) tinha um prato de 7,5 m (25 pés) (outro produto da Zeppelin) que foi montado em um vagão de trem. O sistema também tinha uma potência de transmissão aumentada; combinado com o refletor ampliado, resultou em um alcance de até 70 km, bem como em uma precisão muito maior. Cerca de 1.500 desse sistema de radar foram construídos.

O Mammut (mamute) usou 16 Freyas ligados a uma antena gigante de 30 por 10 metros (100 por 33 pés) com phased array beam-directing, uma técnica que acabaria por se tornar padrão em radares. Ele tinha um alcance de até 300 km e cobria cerca de 100 graus de largura com uma precisão de cerca de 0,5 grau. Cerca de 30 conjuntos foram construídos, alguns com faces consecutivas para cobertura bidirecional. O Wassermann (waterman), tinha oito Freyas também com antenas phased array, empilhadas em uma torre direcionável de 56 metros (190 pés) e dando um alcance de até 240 km. Uma variante, Wassermann-S , tinha os radares montados em um cilindro alto. Cerca de 150 de todos os tipos foram construídos a partir de 1942.

Um sistema de grande alcance era necessário para rastrear as formações de bombardeiros britânicos e americanos enquanto eles cruzavam a Alemanha. Para essa função, os consultores Theodor Schultes e Hans Hollmann projetaram um radar experimental de 2,4 m (125 MHz) e 30 kW chamado Panorama . Construído pela Siemens & Halske em 1941, foi colocado no topo de uma torre de concreto em Tremmen , alguns quilômetros ao sul de Berlim. A antena tinha 18 dipolos em um suporte horizontal longo e produzia um feixe vertical estreito; isto girou a 6 rpm para varrer 360 graus de cobertura para cerca de 110 km.

Com base na operação do Panorama , a Siemens & Halske aprimorou esse sistema e o renomeou Jagdschloss (chalé de caça). Eles adicionaram uma segunda operação comutável para 150 kW a 1,2 m (250 MHz), aumentando o alcance para cerca de 200 km. As informações dos receptores eram enviadas por cabo coaxial ou um link de 50 cm da torre para uma central de comando, onde eram utilizadas para direcionar aviões de caça. O CRT de coordenadas polares (PPI) de Hollmann foi usado no display, o primeiro sistema alemão com este dispositivo; também foi adicionado ao Panorama. O Jagdschloss entrou em serviço no final de 1943 e cerca de 80 sistemas foram construídos. O Jagdwagen (carro de caça) era uma versão móvel de frequência única; operando a 54 cm (560 MHz), tinha um sistema de antena correspondentemente menor.

No âmbito de um projeto financiado internamente, a empresa Lorenz AG desenvolveu um conjunto modulado por pulso. O Heer contratou alguns conjuntos de suporte para Flak (antiaéreo), mas essa missão foi transferida para a Luftwaffe . Ao longo de vários anos, Lorenz não teve sucesso na venda de novas versões chamadas Kurfürst e Kurmark (ambos termos do Sacro Império Romano ). À medida que a guerra continuava, a Luftwaffe percebeu a necessidade de radares adicionais. Lorenz modificou novamente seus conjuntos para se tornarem o Tiefentwiel , um sistema transportável construído para complementar o Freya contra aeronaves de vôo baixo, e o Jagdwagen , uma unidade móvel usada para vigilância aérea. Essas unidades de 54 cm (560 MHz) com indicadores de posição plana tinham duas antenas apoiadas por refletores parabólicos em malha em quadros bifurcados giratórios que se elevavam acima da cabine do equipamento. A partir de 1944, ambos os sistemas foram produzidos por Lorenz para a Luftwaffe em números relativamente pequenos.

Embora os pesquisadores alemães tenham desenvolvido magnetrons no início dos anos 1930 (Hans Hollmann recebeu uma patente dos EUA para seu dispositivo em julho de 1938), nenhum deles era adequado para radares militares. Em fevereiro de 1943, um bombardeiro britânico contendo um radar H2S foi abatido sobre a Holanda e o magnetron de 10 cm foi encontrado intacto. Em pouco tempo, o segredo de fazer magnetrons bem-sucedidos foi descoberto e o desenvolvimento do radar de micro-ondas começou.

A Telefunken foi contratada para construir um conjunto de armamento para aplicações Flak e, no início de 1944, surgiu um conjunto de 10 cm de codinome Marbach . Usando um refletor Mannheim de 3 m , este conjunto teve um alcance de detecção de cerca de 30 km. Sua característica mais importante era uma imunidade relativa ao Window - o joio usado pelos britânicos como uma contramedida contra o Würzburg de 50 cm . O Marbach foi produzido em quantidades limitadas para baterias Flak em uma série de grandes cidades industriais.

Vários outros conjuntos de 10 cm foram desenvolvidos, mas nenhum chegou à produção em massa. Um era o Jagdschloss Z , um conjunto experimental do tipo Panorama com energia de pulso de 100 kW construído pela Siemens & Halske. Klumbach era um conjunto semelhante, mas com apenas 15 kW de potência de pulso e usando um refletor parabólico cilíndrico para produzir um feixe muito estreito; quando usado com Marbach , o sistema combinado de controle de fogo foi chamado de Egerland .

Perto do final de 1943, os alemães também recuperaram radares contendo magnetrons de 3 cm, mas os conjuntos operando neste comprimento de onda nunca foram produzidos. Eles, no entanto, desempenharam um papel importante no desenvolvimento alemão de contramedidas, particularmente os receptores de alerta de radar .

Aerotransportado

Em junho de 1941, um bombardeiro da RAF equipado com um radar ASV (Air-to-Surface Vessel) Mk II fez um pouso de emergência na França. Embora a tripulação tenha tentado destruir o cenário, os restos mortais foram suficientes para o Laboratório Alemão de Aviação discernir a operação e sua função. Os testes indicaram os méritos de tal radar, e Wolfgang Martini também viu o valor e incumbiu Lorenz de desenvolver um sistema semelhante.

Com formação em equipamentos de navegação de aeronaves e experiência no desenvolvimento de seus sistemas de radar terrestre financiados internamente, Lorenz tinha excelentes capacidades para este projeto. Antes do final do ano, eles construíram um conjunto baseado em seu design Kurfürst / Kurmark , mas muito reduzido em tamanho e peso, e com eletrônica aprimorada. Designado FuG 200 Hohentwiel , ele produzia energia de pulso de 50 kW em frequências de banda UHF baixas (545 MHz) e tinha um PRF muito baixo de 50 Hz. O conjunto usava dois arranjos de antenas separados, proporcionando uma busca direta ou lateral.

A demonstração de Hohentwiel detectou um grande navio a 80 km, um submarino à superfície a 40 km, um periscópio submarino a 6 km, aeronaves a 10 a 20 km e características terrestres a 120 a 150 km. Uma precisão de rolamento de cerca de 1 grau foi obtida alternando rapidamente entre duas antenas receptoras apontadas 30 graus em cada lado da direção da antena transmissora. Colocado em produção em 1942, o Hohentwiel foi um grande sucesso. Foi usado pela primeira vez em grandes aeronaves de reconhecimento, como o Fw 200 Condor . Em 1943, o Hohentwiel-U , uma adaptação para uso em submarinos, oferecia autonomia de 7 km para embarcações de superfície e 20 km para aeronaves. Ao todo, foram entregues cerca de 150 aparelhos por mês.

O uso dos radares Freya e Würzburg precisos em seus sistemas de defesa aérea permitiu que os alemães tivessem uma abordagem um pouco menos vigorosa para o desenvolvimento de radares aerotransportados. Ao contrário dos britânicos, cujos sistemas CH imprecisos exigiam algum tipo de sistema na aeronave, o Würzburg era preciso o suficiente para permitir que eles deixassem o radar no solo. Isso voltou a assombrá-los quando os britânicos descobriram o modo de operação da tática Himmelbett , e o desenvolvimento de um sistema aerotransportado tornou-se muito mais importante.

O Ju 88R-1 preservado, cujo radar Lichtenstein B / C de banda UHF com matriz de antenas Matratze de 32 dipolos , capturado pela RAF em maio de 1943

No início de 1941, a Defesa Aérea reconheceu a necessidade de radar em seus caças noturnos. Os requisitos foram dados a Runge na Telefunken e, no verão, um protótipo de sistema foi testado. Chamado de Lichtenstein , era originalmente uma banda de UHF baixo, (485 MHz), sistema de 1,5 kW em seu modelo B / C mais antigo , geralmente baseado na tecnologia agora bem estabelecida pela Telefunken para Würzburg. Os problemas de projeto eram redução de peso, fornecimento de um bom alcance mínimo (muito importante para o combate ar-ar) e um projeto de antena apropriado. Um excelente alcance mínimo de 200 m foi alcançado modelando cuidadosamente o pulso. O conjunto de antenas Matratze (colchão) em sua forma completa tinha dezesseis dipolos com refletores (um total de 32 elementos), proporcionando um amplo campo de busca e um alcance máximo típico de 4 km (limitado pela desordem do solo e dependente da altitude), mas produzindo uma grande resistência aerodinâmica. Um deslocador de fase giratório foi inserido nas linhas de transmissão para produzir um feixe giratório. A elevação e o azimute de um alvo em relação ao lutador foram mostrados por posições correspondentes em um monitor CRT de tubo triplo.

Um caça noturno Bf 110G capturado com o subconjunto "um quarto" da antena Matratze instalada centralmente, junto com um conjunto completo de antenas Hirschgeweih de oito dipolos para uso de radar UHF e VHF.

Os primeiros conjuntos de produção ( Lichtenstein B / C ) ficaram disponíveis em fevereiro de 1942, mas não foram aceitos em combate até setembro. Os pilotos do Nachtjäger (caça noturno) descobriram, para sua consternação, que a matriz Matratze de 32 elementos estava reduzindo a velocidade de suas aeronaves em até 50 km / h. Em maio de 1943, um caça noturno equipado com B / C Ju 88R-1 pousou na Escócia, que ainda sobrevive como uma peça de museu restaurada; fora levado para a Escócia por um trio de pilotos desertores da Luftwaffe . Os britânicos reconheceram imediatamente que já tinham uma excelente contra-medida no Window (o joio usado contra o Würzburg ); em pouco tempo, o B / C foi bastante reduzido em utilidade.

Caças noturnos Bf 110 G com os arranjos de antenas de oito dipolos Hirschgeweih para seus conjuntos SN-2

Quando o problema do joio foi percebido pela Alemanha, decidiu-se tornar o comprimento de onda variável, permitindo ao operador sintonizar longe dos retornos do joio. Em meados de 1943, o Lichtenstein SN-2 bastante aprimorado foi lançado, operando com um comprimento de onda de banda VHF variável entre 3,7 e 4,1 m (81 a 73 MHz). Os britânicos demoraram mais para encontrar o bloqueio do SN-2 , mas isso foi finalmente realizado após julho de 1944. O conjunto muito mais longo de oito elementos dipolo para o conjunto de antenas Hirschgeweih (chifres de veado) substituiu o conjunto de trinta e dois elementos do Matratze array dos conjuntos B / C e C-1 da banda UHF, mas com os conjuntos SN-2 iniciais tendo um alcance mínimo deficiente de cerca de meio quilômetro, a aeronave muitas vezes precisava manter a engrenagem anterior para compensar isso até que deficiência foi corrigida. Isso às vezes resultava em conjuntos completos de antenas Matratze e Hirschgeweih enfeitando os narizes dos caças noturnos alemães, causando um problema desastroso de arrasto até que um subconjunto de "um quarto" da matriz Matratze fosse criado para uma instalação centralmente montada no nariz, substituindo o array UHF completo de quatro conjuntos. Então, como o problema de alcance mínimo foi resolvido com os conjuntos SN-2 posteriormente em 1943, os conjuntos B / C e C-1 da banda UHF anteriores e suas antenas puderam ser removidos completamente. Como a substituição planejada para a série de aparelhos Lichtenstein , o radar Neptun desenvolvido pelo governo , operando em um terceiro conjunto de frequências de banda VHF médias diferentes (de 125 MHz a 187 MHz) para evitar a interferência do Window , foi colocado em produção no início 1944, e podia usar as mesmas antenas Hirschgweih - com dipolos mais curtos instalados - que os conjuntos SN-2 haviam usado. No período de 1943-44, os radares SN-2 e Neptun também podiam usar a antena de radar de banda VHF AI alemã Morgenstern , usando pares gêmeos de três dipolos angulados a 90 ° de antenas Yagi montadas em um único mastro de projeção frontal, tornando possível ajustar a matriz para fins de redução de arrasto dentro de um radome cônico de compensado coberto de borracha no nariz de uma aeronave, com as pontas extremas dos elementos da antena do Morgenstern projetando-se da superfície do radome. Pelo menos um caça noturno Ju 88G-6 da tripulação da asa do caça noturno NJG 4 o usou no final da guerra para a instalação do radar Lichtenstein SN-2 AI.

Um Ju 88G-6 (frequentemente denominado erroneamente como "G-7c" nos livros) com o radome não metálico de um radar de Berlim no nariz.

Embora a Telefunken não tivesse se envolvido anteriormente com radares de qualquer tipo para aeronaves de caça, em 1944 eles iniciaram a conversão de um conjunto Marbach de 10 cm para esta aplicação. Aviões americanos e britânicos abatidos foram revistados em busca de componentes de radar; de especial interesse foram os mecanismos giratórios usados ​​para examinar o feixe na área de busca. Um conjunto aerotransportado com uma antena parabólica semi-elíptica fechada com cúpula , de codinome FuG 240 Berlin, foi concluído em janeiro de 1945, e cerca de 40 conjuntos foram construídos e colocados em aviões de caça noturnos. Alguns conjuntos, codinome Berlin-S , também foram construídos para vigilância a bordo.

Japão

Caça noturno Nakajima J1N com radar de nariz FD-2

Nos anos anteriores à Segunda Guerra Mundial, o Japão tinha pesquisadores experientes nas tecnologias necessárias para o radar; eles eram especialmente avançados no desenvolvimento de magnetrons. No entanto, a falta de valorização do potencial do radar e a rivalidade entre o exército, a marinha e os grupos de pesquisa civis significava que o desenvolvimento do Japão era lento. Foi só em novembro de 1941, poucos dias antes do ataque a Pearl Harbor , que o Japão colocou em serviço seu primeiro sistema de radar completo. Em agosto de 1942, os fuzileiros navais dos EUA capturaram um desses primeiros sistemas e, embora rudimentar mesmo para os padrões dos primeiros radares dos EUA, o fato de os japoneses possuírem qualquer capacidade de radar foi uma surpresa. A tecnologia de radar japonesa estava 3 a 5 anos atrás da da América, Grã-Bretanha e Alemanha durante a guerra.

Um dos principais líderes no desenvolvimento de tecnologia inicial foi Hidetsugu Yagi , professor e pesquisador de status internacional. Seus artigos no final da década de 1920 sobre design de antenas e magnetrons foram estudados de perto por cientistas e engenheiros de todo o mundo. Ele não teve permissão para participar, no entanto, no desenvolvimento dos radares japoneses de guerra. Seu trabalho anterior recebeu tão pouca atenção dos militares japoneses que, quando eles receberam um conjunto de radar britânico capturado, a princípio eles não sabiam que o " Yagi " mencionado nas notas anexas se referia a uma invenção japonesa.

Embora o Japão tenha se juntado à Alemanha nazista e à Itália fascista em um Pacto Tripartite em 1936, essencialmente não houve troca de informações técnicas. Isso mudou em dezembro de 1940, quando um grupo de oficiais japoneses representando a tecnologia do Exército teve permissão para visitar a Alemanha, seguido em janeiro por um grupo semelhante da Marinha. Na visita, os japoneses viram alguns radares alemães e um MRU britânico (seu primeiro radar de controle de holofotes), deixados para trás durante a evacuação de Dunquerque . Além disso, Yoji Ito , educado na Alemanha , líder da delegação da Marinha, conseguiu obter informações do anfitrião sobre a operação pulsada do MRU. Ito imediatamente enviou esta informação para casa por correio diplomático, e o trabalho foi iniciado pela Marinha no primeiro radar verdadeiro do Japão.

Após o início da guerra com os Estados Unidos em dezembro de 1941, os alemães enviaram um radar Würzburg para o Japão. O submarino que transportava esse equipamento foi afundado no caminho, e um segundo conjunto teve o mesmo destino; no entanto, alguns hardwares e documentação importantes, enviados em uma embarcação separada, chegaram com segurança.

Quando Cingapura foi tomada pelo Japão em fevereiro de 1942, os restos do que acabou por ser um radar britânico GL Mk-2 e um radar Searchlight Control (SLC) foram encontrados. Junto com o hardware, havia um conjunto de notas manuscritas, detalhando a teoria e o funcionamento do SLC. No Corregidor, no mês de maio seguinte, os captores encontraram dois radares do Exército dos EUA, um SCR-268 em condição operacional e um SCR-270 fortemente danificado . Em um raro esforço cooperativo, o Exército e a Marinha conduziram em conjunto a engenharia reversa nesses conjuntos.

Cerca de 7.250 conjuntos de radar de 30 tipos diferentes foram desenvolvidos para o Exército e a Marinha.

Exército Imperial

O Tama Technology Research Institute (TTRI) foi formado pelo Exército para liderar o que foi chamado de desenvolvimento do Radio Range-Finder (RRF). A TTRI contava com pessoal competente, mas a maior parte de seu trabalho de desenvolvimento foi feito por contratados nos laboratórios de pesquisa da Toshiba Shibaura Denki ( Toshiba ) e da Nippon Electric Company ( NEC ).

O TTRI estabeleceu um sistema para designar os equipamentos de radar do Exército, com base em seu uso. Os prefixos eram Ta-Chi (escrito aqui como Tachi) para sistemas baseados em terra, Ta-Se para sistemas embarcados e Ta-Ki para sistemas aerotransportados. O "Ta" denotava Tama, o "Chi" era de tsuchi (terra), o "Se" significa mizu (água) corredeiras e "Ki" era de kuki (ar).

Em junho de 1942, tanto a NEC quanto a Toshiba iniciaram projetos baseados no SCR-268. O sistema americano operou a 1,5 m (200 MHz). Ele tinha um conjunto muito complexo de três antenas em uma haste giratória horizontal e usava comutação de lóbulo. O projeto NEC era para um sistema de rastreamento de alvo designado Tachi-1, essencialmente uma cópia do SCR-268. A duplicação desse sistema foi considerada muito difícil e o Tachi-1 logo foi abandonado. Na Toshiba, o projeto também era para um sistema de rastreamento de alvos denominado Tachi-2. Isso foi para incorporar muitas simplificações ao SCR-268. Testes preliminares mostraram que seria muito frágil para operação em campo; este projeto também foi abandonado.

O britânico GL Mk 2 era muito menos complicado do que o SCR-268 e foi facilmente submetido à engenharia reversa; além disso, as notas sobre o SLC estavam disponíveis. Daí veio o Tachi-3, um radar de rastreamento baseado em solo. Isso incluiu muitas mudanças significativas no sistema britânico original; o mais importante foi a mudança para uma configuração de local fixo e um sistema de antena totalmente diferente.

O transmissor Tachi-3 operou a 3,75 m (80 MHz) e produziu potência de pico de cerca de 50 kW, com largura de pulso de 1 a 2 ms e PRF de 1 ou 2 kHz. O transmissor foi projetado para ser fechado em um abrigo subterrâneo. Ele usava uma antena Yagi montada rigidamente acima do abrigo e toda a unidade podia ser girada em azimute. Ao fasear os elementos da antena, alguma mudança de elevação pode ser alcançada.

O receptor do Tachi-3 estava localizado em outro abrigo subterrâneo a cerca de 30 m de distância do transmissor. Quatro antenas dipolares foram montadas em braços ortogonais, e o abrigo e as antenas giraram para fazer a varredura em azimute. O alcance máximo foi de cerca de 40 km. A NEC construiu cerca de 150 desses conjuntos e eles finalmente entraram em serviço no início de 1944.

O projeto subsequente na Toshiba foi designado Tachi-4. Isso era para um radar de rastreamento baseado em solo, novamente usando o SCR-268 como padrão. Ainda com a operação original de 1,5 m (200 MHz), este conjunto teve um desempenho razoavelmente bom e cerca de 70 conjuntos foram produzidos. Eles começaram a servir em meados de 1944; entretanto, a essa altura, o Tachi-3 estava disponível e tinha desempenho superior.

Os engenheiros da Toshiba já haviam começado a trabalhar em um sistema modulado por pulso. Com a chegada do SCR-270 danificado, partes foram incorporadas ao desenvolvimento contínuo de um sistema de alerta antecipado de local fixo denominado Tachi-6. O transmissor operou na banda de 3 a 4 m (100 a 75 MHz) com uma potência de pico de 50 kW. Ele usava uma antena dipolo no topo de um poste alto. Várias estações receptoras foram espaçadas cerca de 100 m em torno do transmissor. Cada um deles tinha um mastro girado à mão com antenas Yagi em dois níveis, permitindo medições de azimute e elevação. Uma estação receptora pode rastrear uma aeronave enquanto as outras estão procurando. Faixas de até 300 km foram alcançadas e exibidas em um display CRT. Ele entrou em serviço no início de 1943; cerca de 350 sistemas Tachi-6 foram eventualmente construídos.

Uma versão transportável deste sistema de alerta precoce foi adicionada. Designado Tachi-7, a principal diferença era que o transmissor com uma antena dobrável estava em um palete. Cerca de 60 deles foram construídos. Isso foi seguido em 1944 com o Tachi-18, uma versão muito mais leve e mais simplificada que podia ser carregada com tropas. Várias centenas desses conjuntos "portáteis" foram construídos e vários foram encontrados enquanto os japoneses desocupavam um território ocupado distante. Todos eles continuaram operando na faixa de 3 a 4 m.

Outros radares terrestres desenvolvidos pelo Exército Imperial incluíam dois conjuntos de localizadores de altura, Tachi-20 e Tachi-35, mas eles eram tarde demais para serem colocados em serviço. Havia também o Tachi-28, um conjunto de orientação de aeronaves baseado em radar. O TTRI também desenvolveu o Tachi-24, sua versão ligeiramente modificada do radar alemão Würzburg , mas nunca foi colocado em produção.

O Exército Imperial tinha seus próprios navios, variando em tamanho de lanchas de ataque a grandes embarcações de desembarque. Para isso, eles desenvolveram o Tase-1 e o Tase-2, ambos radares anti-superfície. O Exército Imperial também tinha suas próprias Divisões Aéreas com caças, bombardeiros, transportes e aeronaves de reconhecimento. Apenas dois sistemas foram desenvolvidos para essas aeronaves: Taki-1, um radar de vigilância aerotransportado em três modelos, e Taki-11, um conjunto de contramedidas eletrônicas aerotransportadas (ECM).

Marinha Imperial

O Instituto de Pesquisa Técnica Naval (NTRI) começou a trabalhar em um sistema modulado por pulso em agosto de 1941, antes mesmo de Yoji Ito retornar da Alemanha. Com a assistência da NEC (Nippon Electric Company) e do Laboratório de Pesquisa da NHK (Japan Broadcasting Corporation), um conjunto de protótipos foi desenvolvido com base em colisões. Kenjiro Takayanagi , engenheiro-chefe da NHK, desenvolveu os circuitos de formação de pulso e temporização, bem como o visor do receptor. O protótipo foi testado no início de setembro.

O sistema, o primeiro radar completo do Japão, foi designado Mark 1 Modelo 1. (Este tipo de designação é abreviado aqui apenas para números; por exemplo, Tipo 11.) O sistema operava a 3,0 m (100 MHz) com uma potência de pico de 40 kW. Matrizes dipolo com refletores tipo esteira foram usadas em antenas separadas para transmissão e recepção. Em novembro de 1941, o primeiro Tipo 11 fabricado foi colocado em serviço como um radar de alerta antecipado baseado em terra na costa do Pacífico. Um grande sistema, pesava cerca de 8.700 kg. Cerca de 30 conjuntos foram construídos e usados ​​durante a guerra. O alcance de detecção foi de cerca de 130 km para aeronaves individuais e 250 km para grupos.

O tipo 12, outro sistema de alerta antecipado baseado em terra, foi lançado em 1942. Era semelhante ao seu antecessor, mas mais leve (cerca de 6.000 kg) e em uma plataforma móvel. Três versões foram feitas; eles operavam a 2,0 m (150 MHz) ou 1,5 m (200 MHz), cada um com uma potência de pico de apenas 5 kW. A menor potência reduziu significativamente o alcance. Cerca de 50 conjuntos de todas as versões desses sistemas foram construídos.

Outro sistema semelhante era o Type 21. Fundamentalmente, era a versão de 200 MHz do Type 12 reprojetada para uso a bordo e pesando apenas cerca de 840 kg. Os primeiros conjuntos foram instalados nos navios de guerra Ise e Hyuga em abril de 1942. Cerca de 40 conjuntos foram eventualmente construídos.

Nesse mesmo período, o Tipo 13, mais flexível de uso, também estava sendo projetado. Operando a 2,0 m (150 MHz) e com uma potência de pico de 10 kW, este conjunto incluiu um grande avanço. Um duplexador de unidade foi desenvolvido para permitir o uso de uma antena comum. Com um peso de 1.000 kg (uma pequena fração do Tipo 11), esse sistema poderia ser usado prontamente a bordo de navios, bem como em estações terrestres. Seu alcance de detecção era quase o mesmo do Tipo 12. Ele foi colocado em serviço no final de 1942 e, em 1944, também foi adaptado para uso em submarinos à superfície. Com cerca de 1.000 conjuntos sendo construídos, o Tipo 13 foi de longe o radar de busca aérea e de superfície mais usado da Marinha Imperial.

O Type 14 era um sistema de bordo projetado para aplicações de busca aérea de longo alcance. Com uma potência de pico de 100 kW e operando a 6 m (50 MHz), pesava 30.000 kg. Apenas dois desses sistemas foram colocados em serviço em maio de 1945, apenas no final da guerra.

A Marinha Imperial construiu dois radares baseados no SCR-268 capturado. O Type 41 era eletronicamente como o original, mas com duas grandes antenas dipolo e configurado para aplicações de controle de fogo a bordo. Cerca de 50 deles foram construídos e entraram em serviço em agosto de 1943. O Type 42 teve mais revisões, incluindo uma mudança no uso de quatro antenas Yagi. Cerca de 60 foram construídos e colocados em serviço em outubro de 1944. Ambos os sistemas tinham um alcance de cerca de 40 km.

O NTRI fez alterações mínimas no Würzburg de 60 cm (500 MHz) , principalmente convertendo o oscilador de tubos de vácuo em um magnetron. O resultado foi o radar anti-navio Tipo 23, de controle de fogo, destinado a cruzadores e navios maiores. Com a mudança para um magnetron, a saída foi reduzida aproximadamente à metade para uma potência de pico de cerca de 5 kW; isso deu um alcance de apenas 13 km para detectar a maioria dos navios de superfície. Embora o protótipo tenha sido concluído em março de 1944, apenas alguns conjuntos foram construídos e ele nunca foi colocado em produção em série.

A Japan Radio Company (JRC) trabalha há muito tempo com o NTRI no desenvolvimento de magnetrons. No início de 1941, o JRC recebeu um contrato do NTRI para projetar e construir um sistema de detecção de superfície por microondas para navios de guerra. Designado Tipo 22, este usava um magnetron modulado por pulso de 10 cm (3,0 GHz) com refrigeração a água e produzindo potência de pico de 2 kW. O receptor era do tipo super-heteródino com um magnetron de baixa potência servindo como oscilador local. Antenas de chifre separadas foram usadas para transmissão e recepção. Eles foram montados em uma plataforma comum que pode ser girada no plano horizontal. Como foi o primeiro set completo do Japão usando um magnetron, Yoji Ito foi responsabilizado e deu a ele atenção especial.

O protótipo do Type 22 foi concluído em outubro de 1941; os testes mostraram que detectou uma única aeronave a 17 km, grupos de aeronaves a 35 km e navios de superfície a mais de 30 km (dependendo da altura da antena acima do mar). Os primeiros navios de guerra japoneses com radar de micro-ondas os receberam em março de 1942 e, no final de 1944, o radar de micro-ondas já era amplamente usado em navios de superfície e submarinos; cerca de 300 conjuntos Tipo 22 foram construídos.

Com o alcance pobre do Type 23 (a cópia de Würzburg ), o desenvolvimento foi iniciado em três sistemas de micro-ondas para aplicações de controle de fogo. O Type 31 operava a 10 cm (3 GHz) e, como o Würzburg , usava um refletor parabólico comum. Embora o protótipo pudesse detectar navios maiores em até 35 km, ele não foi concluído até março de 1945 e nunca foi colocado em produção.

O Tipo 32 era outro sistema de 10 cm, este com antenas de chifre quadradas separadas. O alcance de detecção para navios de grande porte era de cerca de 30 km. Ele se tornou operacional em setembro de 1944, e cerca de 60 conjuntos foram produzidos. O tipo 33 ainda era outro conjunto de 10 cm; este usava antenas de chifre redondo separadas. O protótipo foi concluído em agosto de 1944, mas, como o Tipo 23, o alcance de detecção era de apenas 13 km e não foi colocado em produção.

A Marinha Imperial tinha um grande número de aeronaves. Passou-se quase um ano após o início da guerra, entretanto, antes que o primeiro conjunto aerotransportado fosse desenvolvido no Oppama Naval Air Technical Depot (ONATD). Inicialmente designado como Tipo H-6, com uma série de conjuntos experimentais construídos, ele foi eventualmente produzido como o Tipo 64 e começou a operar em agosto de 1942. O maior problema de desenvolvimento era reduzir o peso até o permitido para uma aeronave; 110 kg foi finalmente alcançado.

Destinado a buscas no ar e na superfície, o Tipo 64 operava a 2 m (150 MHz) com uma potência de pico de 3 a 5 kW e uma largura de pulso de 10 ms. Ele usava uma única antena Yagi no nariz da aeronave e dipolos em cada lado da fuselagem, e podia detectar grandes navios de superfície ou voos de aviões a até 100 km. Este conjunto foi inicialmente usado em barcos voadores classe H8K de 4 motores e, posteriormente, em uma variedade de aviões de ataque de médio porte e torpedeiros. Foi de longe o radar aerotransportado mais usado, com cerca de 2.000 aparelhos produzidos.

O desenvolvimento continuou em sistemas mais leves no ONATD. O Tipo N-6 pesando 60 kg estava disponível em outubro de 1944, mas apenas 20 conjuntos foram construídos. Este era um conjunto experimental de 1,2 m (250 MHz) e 2 kW, destinado a uma aeronave de caça monomotor e de três lugares (piloto, artilheiro e operador de radar). Outro era o Type FM-3; operando a 2 m (150 MHz) com potência de pico de 2 kW, pesava 60 kg e tinha um alcance de detecção de até 70 km. Projetado especificamente para o Kyūshū Q1W Tokai , uma nova aeronave anti-submarina de 2 motores e 3 lugares, cerca de 100 conjuntos foram construídos, entrando em serviço em janeiro de 1945.

Com a ajuda do NTRI e de Yoji Ito, o ONATD também desenvolveu o único radar de microondas aerotransportado do Japão. Designado FD-2 (às vezes FD-3), este era um conjunto baseado em magnetron, 25 cm (1,2 GHz), 2 kW pesando cerca de 70 kg. Ele pode detectar aeronaves em um alcance entre 0,6 e 3 km, o que é satisfatório para aviões de caça noturno de curto alcance, como o Nakajima J1N1-S Gekko . Ele usou quatro antenas Yagi montadas na área do nariz; elementos separados para transmissão e recepção foram distorcidos para pesquisa. Ao contrário da guerra aérea na Europa, havia poucos aviões de caça noturnos usados ​​pelo Japão; conseqüentemente, foi em meados de 1944 antes de o Tipo FD-2 ser colocado em uso. Cerca de 100 conjuntos foram fabricados.

Quando os magnetrons estavam sendo desenvolvidos no Japão, a principal aplicação inicial pretendia ser a transmissão de energia, não o radar. À medida que esses dispositivos aumentavam em energia de saída, sua aplicação como arma se tornava aparente. Para pesquisas em armas especiais, uma grande instalação foi construída em Shimada. Em 1943, um projeto de desenvolvimento de um Ku-go (Raio da Morte) usando magnetrons começou. No final da guerra, magnetrons desenvolvendo 100 kW de potência contínua a 75 cm (400 MHz) foram construídos, e a intenção era aparentemente acoplar 10 deles para produzir um feixe de 1.000 kW. Essencialmente, todo o equipamento e documentos em Shimada foram destruídos antes que os americanos chegassem às instalações.

Itália

Os primeiros protótipos de radar na Itália foram desenvolvidos já em 1935 pelo pesquisador de eletrônica Ugo Tiberio que, depois de se formar em 1927 na Royal School of Engineering de Nápoles, publicou alguns artigos sobre eletromagnetismo e, durante o serviço militar, foi enviado para as Comunicações Militares Instituto de Roma onde o coronel Luigi Sacco - depois de observar algumas experiências feitas por Guglielmo Marconi sobre a reflexão de ondas de rádio - lhe deu a tarefa de verificar se essas propriedades das ondas de rádio poderiam ser usadas para encontrar a localização de objetos distantes.

Após sua dispensa do Exército Real, o trabalho de Tiberi chamou a atenção de Nello Carrara , um professor da Academia Naval Italiana de Livorno , que obteve para ele uma comissão como Tenente para permitir que ele continuasse suas pesquisas na Academia. Isso levou ao desenvolvimento no período de 1936-1937 do primeiro protótipo funcional de um radar naval, o EC-1 apelidado de " Gufo " (coruja).

Apesar da realização, conduzida sob a supervisão do Capitão da Marinha Alfeo Brandimarte, o projeto ficou paralisado por falta de verbas e recursos, pois tanto Tiberi quanto Carrara tiveram que cumprir suas funções de ensino e só poderiam fazer pesquisas nas horas vagas. Além disso, apesar dos esforços do capitão Brandimarte em trazer a importância do dispositivo para os escalões mais altos da Marinha Real italiana, suas perorações foram recebidas com arrogância e descrença. Um almirante foi tão longe para lhe dizer que: "Em toda a história da guerra naval, as batalhas aconteceram durante o dia, portanto, o fato de seu dispositivo conseguir localizar navios inimigos à noite é totalmente inútil!" .

Essa atitude durou até 1941, quando o interesse pelo radar foi reavivado abruptamente logo depois que a marinha italiana sofreu uma série de fortes reveses em ações noturnas contra as unidades equipadas com radar da Marinha Real , especialmente o da Batalha do Cabo Matapan onde mais de 3.000 marinheiros e oficiais se perderam no mar sem conseguir disparar um único tiro.

Os primeiros testes foram realizados a bordo do velho torpedeiro Giacinto Carini em abril de 1941. Os conjuntos de radar foram produzidos pela empresa italiana SAFAR. Apenas 12 dispositivos foram instalados a bordo de navios de guerra italianos até 8 de setembro de 1943, o dia em que a Itália assinou um armistício com os Aliados . Começando na primavera de 1943, a recomendação do Alto Comando italiano era ligar o radar apenas na proximidade das forças inimigas, após um aviso alemão incorreto de que os britânicos tinham receptores de alerta de radar semelhantes ao Metox . Os Aliados, entretanto, não desenvolveram tal tecnologia até 1944. Apesar disso, foi relatado que as tripulações faziam amplo uso do Gufo como radar de busca, deixando de mencioná-lo no diário de bordo do navio para evitar sanções.

O radar foi usado em combate pelo cruzador ligeiro Scipione Africano na noite de 17 de julho de 1943 , durante a passagem de La Spezia para Taranto , quando detectou uma flotilha de quatro torpedeiros britânicos Elco cinco milhas à frente no estreito de Messina . Um dos barcos a motor, o MTB 316, foi destruído pelos canhões do cruzador e outro ficou seriamente danificado. Doze marinheiros britânicos perderam a vida.

Após o armistício da Itália em setembro de 1943, toda a documentação relativa à pesquisa e desenvolvimento do "Gufo" e de sua versão terrestre, batizada de "Folaga" ( galeirão ) e construída por Radiomarelli , foi destruída por ordem da Marinha Real Italiana Comando para evitar que caia nas mãos das tropas de ocupação nazistas. Brandimarte, que havia sido promovido a tenente comandante devido às suas realizações no desenvolvimento do radar, juntou-se ao movimento de resistência antifascista italiano e foi feito prisioneiro e posteriormente executado pelos alemães em 1944.

Outros países da Comunidade

Quando a guerra com a Alemanha era considerada inevitável, a Grã-Bretanha compartilhou seus segredos de RDF (radar) com os domínios da Comunidade da Austrália, Canadá, Nova Zelândia e África do Sul - e pediu que eles desenvolvessem suas próprias capacidades para sistemas indígenas. Depois que a Alemanha invadiu a Polônia em setembro de 1939, a Grã-Bretanha e as Nações da Comunidade Britânica declararam guerra à Alemanha. Em pouco tempo, todas as quatro Nações da Commonwealth tinham sistemas de radar projetados localmente em operação, e a maioria continuou com os desenvolvimentos ao longo da guerra.

Austrália

Depois que a Austrália declarou guerra à Alemanha em setembro de 1939, o Conselho de Pesquisa Científica e Industrial estabeleceu o Laboratório de Radiofísica (RPL) na Universidade de Sydney para conduzir pesquisas de radar. Liderado por John H. Piddington , seu primeiro projeto produziu um sistema de defesa em terra, designado ShD , para o Exército australiano . Isso foi seguido pelo AW Mark 1 , um sistema de alerta aéreo para a Força Aérea Australiana . Ambos operaram a 200 MHz (1,5 m).

A guerra contra o Japão começou em dezembro de 1941, e aviões japoneses atacaram Darwin, Território do Norte, em fevereiro seguinte. O Grupo de Engenharia Ferroviária de New South Wales foi solicitado pelo RPL para projetar uma antena leve para o radar de alerta aéreo, também conhecido como Worledge Aerial. LW / AW Mark I.

Disto, o LW / AW Mark II resultou; cerca de 130 desses conjuntos transportáveis ​​por ar foram construídos e usados ​​pelos Estados Unidos e pelas forças militares australianas nos primeiros desembarques em ilhas no Pacífico Sul, bem como pelos britânicos na Birmânia .

As tropas americanas que chegaram à Austrália em 1942-1943 trouxeram muitos sistemas de radar SCR-268 com eles. A maioria deles foi entregue aos australianos, que os reconstruíram para se tornarem Dispositivos de Alerta Aéreo Modificado ( MAWDs ). Esses sistemas de 200 MHz foram implantados em 60 locais na Austrália. Durante 1943–44, o RPL envolveu uma equipe de 300 pessoas trabalhando em 48 projetos de radar, muitos associados a melhorias no LW / AW . A localização de altura foi adicionada ( LW / AWH ), e monitores complexos o converteram em um sistema de interceptação de controle de solo ( LW / GCI ). Havia também uma unidade para aeronaves de vôo baixo ( LW / LFC ). Perto do fim da guerra em 1945, o RPL estava trabalhando em um sistema de detecção de altura por microondas ( LW / AWH Mark II ).

Canadá

Das quatro nações da Commonwealth, o Canadá teve, de longe, o envolvimento mais amplo em radares em tempos de guerra. A responsabilidade principal era com o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRCC), especificamente sua Seção de Rádio chefiada por John Tasker Henderson . Seu primeiro esforço foi no desenvolvimento de um sistema de alerta de superfície para a Royal Canadian Navy (RCN) para proteger a entrada do porto de Halifax . Chamado Night Watchman ( NW ), este conjunto de 200 MHz (1,5 m) e 1 kW foi concluído em julho de 1940.

Em setembro de 1940, em sua viagem aos Estados Unidos para intercâmbios cooperativos, a Missão Tizard visitou o Canadá e recomendou que a Grã-Bretanha usasse pessoal e instalações canadenses para complementar os programas britânicos. A Research Enterprises, Ltd. (REL) foi então estabelecida para fabricar radar e equipamento óptico.

O próximo sistema foi um conjunto embarcado designado Surface Warning 1st Canadian ( SW1C ) para corvetas e navios mercantes. A eletrônica básica era semelhante ao NW, mas inicialmente usava uma antena Yagi que era girada usando um volante de automóvel. Foi testado pela primeira vez no mar em meados de maio de 1941. O engenheiro de projeto do NRCC era H. Ross Smith, que permaneceu encarregado dos projetos do RCN durante a guerra.

No início de 1942, a frequência do SW1C foi alterada para 215 MHz (1,4 m) e um acionamento elétrico foi adicionado para girar a antena. Era conhecido como SW2C e produzido pela REL para corvetas e varredores de minas. Uma versão mais leve, designada SW3C , seguida para pequenas embarcações, como torpedeiros a motor. Um display indicador de posição do plano (PPI) foi adicionado em 1943. Várias centenas de conjuntos de SW foram eventualmente produzidos pelo REL.

Para a defesa costeira do Exército canadense , foi desenvolvido um conjunto de 200 MHz com um transmissor semelhante ao NW. Designado como CD , ele usava uma grande antena giratória no topo de uma torre de madeira de 21 metros. Como o batalhão de tiro estaria a alguma distância, um "corretor de deslocamento" compensou automaticamente essa separação. O CD foi colocado em operação em janeiro de 1942

Após as reuniões da Missão Tizard em Washington, foi decidido que o Canadá construiria um sistema de colocação de armas de microondas para o Exército Canadense. Este sistema de 10 cm (3 GHz) foi denominado GL IIIC , o "C" para distingui-lo de sistemas semelhantes em desenvolvimento na América ("A") e na Grã-Bretanha ("B"). (Eventualmente, o sistema dos EUA era o SCR-584 .) Uma fonte local de magnetrons era vital, e a National Electric Company (NEC) em Montreal começou a fabricar esses dispositivos.

O GL IIIC foi alojado em dois reboques, um com cabine giratória e outro fixo. O rotativo era chamado de Localizador de Posição Preciso e continha o equipamento principal e antenas separadas com refletores parabólicos para transmissão e recepção. O outro trailer carregava o Indicador de Posição da Zona, um radar de 150 MHz (2 m) que localizava a posição de todas as aeronaves dentro da cobertura do sistema.

Em meados de 1941, o REL recebeu pedidos de 660 sistemas GL IIIC . Em julho, foi realizada uma demonstração muito satisfatória do sistema protótipo e, em dezembro, os primeiros seis sistemas foram construídos. Durante 1942 e no ano seguinte, houve muitos problemas técnicos e administrativos. Em setembro de 1943, foi tomada a decisão de usar os sistemas britânico e americano para libertar a Europa; assim, o grande pedido de REL nunca foi preenchido.

O sucesso na Seção de Rádio com o conjunto experimental de 10 cm para o Exército levou o RCN a solicitar um conjunto de microondas de alerta antecipado para bordo. Uma seção de microondas separada foi formada e o desenvolvimento de um conjunto de 10 cm (3 GHz) designado RX / C foi iniciado em setembro de 1941. Devido a muitas mudanças nos requisitos do RCN, os primeiros conjuntos não estavam disponíveis até julho de 1943. O RX / C incorporou muitas das características dos conjuntos de SW , mas tinha um display PPI e uma antena parabólica refletora. Outros conjuntos foram produzidos pelo REL e usados ​​durante a guerra.

O Almirantado da Grã-Bretanha perguntou sobre o interesse e a capacidade do Canadá na fabricação de magnetrons de 3 cm. Isso levou ao desenvolvimento de um dispositivo de 3 cm pelo NEC e um radar completo de 3 cm (10 GHz) para pequenas embarcações. Em maio de 1942, o almirantado britânico deu um pedido formal de compra para esses empreendimentos. O conjunto foi designado Tipo 268 (não deve ser confundido com o SCR-268 do US Signal Corps) e foi especialmente projetado para detectar um snorkel submarino . Com testes extensivos e mudanças subsequentes, a produção em grande escala não começou até dezembro de 1944. Cerca de 1.600 conjuntos Tipo 268 foram fabricados antes do fim da guerra.

Embora o Exército canadense estivesse basicamente satisfeito com os sistemas de CD de 200 MHz , ele pediu uma melhoria para a operação de 10 cm. Como a Seção de Microondas já tinha bastante experiência nesses sistemas, eles facilmente forneceram um design. Antes mesmo de um protótipo ser construído, o Exército deu uma ordem ao REL para uma série de conjuntos designados CDX . A produção começou em fevereiro de 1943, mas apenas 19 jogos foram realmente entregues, com 5 deles indo para a URSS.

Na primavera de 1943, os submarinos alemães começaram a operar nos arredores do Saint Lawrence Seaway - a principal rota de navios do Canadá para a Grã-Bretanha. Para combater isso, a Royal Canadian Air Force (RCAF) pediu que 12 conjuntos de um sistema de microondas de longo alcance fossem construídos. Um magnetron produzindo 300 kW a 10,7 cm (2,8 GHz) foi desenvolvido pela empresa NEC. Para irradiar um feixe horizontal estreito para varrer a superfície do mar, uma antena com fenda de 32 por 2,5 metros foi projetada por William H. Watson na Universidade McGill . O sistema foi designado MEW / AS ( Microwave Early Warning Anti Submarine ).

O equipamento de transmissão e recepção estava localizado atrás da antena e o conjunto podia ser girado em até 6 RPM. Os controles e o display PPI ficavam em um prédio fixo próximo. Isso poderia detectar alvos em um alcance de até 120 milhas (196 km). Uma segunda versão, projetada para detectar aeronaves voando alto, foi designada MEW / HF ( Height Finding ). Nesse caso, a energia poderia ser comutada para uma antena giratória menor que emitia um feixe vertical estreito. O RCAF colocou ambas as versões do MEW em operação em vários locais em Newfoundland, Quebec e Ontario.

Além dos conjuntos de radares descritos anteriormente, muitos outros foram projetados na Seção de Rádio do NRCC durante os anos de guerra - um total de 30 de todos os tipos. Destes, 12 tipos foram entregues ao REL, onde foram construídos em quantidades que variam de alguns a centenas; ao todo, cerca de 3.000 foram produzidos antes do REL ser fechado em setembro de 1946.

Nova Zelândia

No final de 1939, o Departamento de Pesquisa Científica e Industrial da Nova Zelândia (DSIR) estabeleceu duas instalações para o desenvolvimento de RDF - uma, liderada por Charles Watson e George Munro (Watson-Munro), estava na Seção de Rádio do Correio Central da Nova Zelândia em Wellington , e o outro, sob a responsabilidade de Frederick White, estava no Canterbury University College em Christchurch .

O objetivo do grupo Wellington era desenvolver conjuntos RDF baseados em terra e aerotransportados para detectar embarcações que se aproximavam e um conjunto para auxiliar no direcionamento de armas em baterias costeiras. Em poucos meses, eles converteram um transmissor de 180 MHz (1,6 m) e 1 kW dos Correios para modulação por pulso e o usaram em um sistema chamado CW ( Coastal Watching ). O CW foi seguido por um sistema similar e aprimorado chamado CD ( Coast Defense ); ele usava um CRT para exibição e tinha lóbulo de comutação na antena receptora. Este foi colocado em serviço na Base Naval de Devonport em Auckland . No mesmo período, um conjunto ASV 200 MHz parcialmente concluído da Grã-Bretanha foi transformado em um conjunto aerotransportado para a Força Aérea Real da Nova Zelândia (RNZAF). Cerca de 20 conjuntos foram construídos e colocados em serviço. Todos os três radares foram colocados em serviço antes do final de 1940.

O grupo em Christchurch deveria desenvolver um conjunto para detecção de aeronaves e outras embarcações a bordo, e um conjunto companheiro para direcionar tiros navais. Era uma equipe menor e o trabalho foi muito mais lento, mas em julho de 1940, eles desenvolveram um conjunto experimental de controle de fogo VHF e o testaram no Armed Merchant Cruiser Monowai . Este foi então melhorado para se tornar o 430 MHz (70 cm) SWG ( aviso de navio, artilharia ), e em agosto de 1941 entrou em serviço nos Archilles e Leander , cruzadores transferidos para a recém-formada Marinha Real da Nova Zelândia (RNZN).

O mesmo equipamento básico foi usado pelo grupo de Christchurch no desenvolvimento de um sistema de alerta aéreo e de superfície baseado em navios. A principal diferença era que as antenas SW podiam ser direcionadas em elevação para detecção de aeronaves. Designado SW ( Ship Warning ), geralmente era instalado junto com o SWG . Oito de cada tipo foram finalmente aceitos pelo RNZN. Vários SWGs também foram construídos para a frota britânica estacionada em Cingapura ; alguns deles com seus manuais foram capturados pelos japoneses no início de 1942.

Depois de enviar engenheiros ao Rad Lab nos Estados Unidos para estudar seus produtos, um projeto para desenvolver sistemas móveis de 10 cm (3 GHz) para vigilância costeira e controle de fogo de superfície que podem ser usados ​​em todo o Pacífico. Com grande demanda por tais sistemas, uma unidade experimental foi desenvolvida e testada antes do final de 1942.

Denominado ME , a eletrônica foi montada na cabine de um caminhão de 10 rodas e um segundo caminhão carregava o gerador de energia e a oficina. O equipamento foi construído em Christchurch e Wellington. O radar tinha uma única antena parabólica no telhado e um indicador de posição plana CRT foi usado, o primeiro na Nova Zelândia. O primeiro deles entrou em serviço no início de 1943 em apoio a uma base de torpedeiros dos Estados Unidos nas Ilhas Salomão . Alguns dos radares MD foram usados ​​para substituir conjuntos CW de 200 MHz e vários sistemas foram construídos para operação em caça-minas RNZN.

À medida que os Aliados avançavam no Pacífico, surgiu a necessidade de um conjunto de alerta de longo alcance que pudesse ser rapidamente instalado após uma invasão. O RDL considerou isso um projeto no final de 1942 e, em poucos meses, seis sistemas de Alerta Aéreo de Longo Alcance ( LWAW ) estavam disponíveis. Estes operavam a 100 MHz (3 m) e, como os conjuntos de micro-ondas, eram montados em caminhões. Normalmente, era usada uma única antena Yagi, mas também havia um arranjo lateral que poderia ser usado quando uma operação mais permanente fosse estabelecida. O alcance usando o Yagi foi de cerca de 150 km; isto aumentou para mais de 200 km com o lado lateral.

Desde o início, no final de 1939, 117 conjuntos de radar de todos os tipos foram construídos na Nova Zelândia, todos por pequenos grupos; nenhum tipo jamais foi colocado em produção em série. Depois de 1943, poucos equipamentos desse tipo foram produzidos no país, e os navios de guerra RNZN receberam equipamentos britânicos para substituir os conjuntos anteriores da Nova Zelândia.

África do Sul

Como na Grã-Bretanha, o desenvolvimento de RDF (radar) na África do Sul surgiu de uma organização de pesquisa centrada na instrumentação de raios: o Bernard Price Institute (BPI) para Pesquisa Geofísica, uma unidade da Universidade de Witwatersrand em Joanesburgo . Quando o Primeiro-Ministro Jan Smuts foi informado desta nova tecnologia, solicitou que os recursos do BPI fossem consagrados a este esforço durante a guerra. Basil Schonland , uma autoridade mundialmente reconhecida em detecção e análise de raios, foi nomeado para liderar o esforço.

Com nada mais do que cópias de alguns "documentos vagos" e notas fornecidas pelo representante da Nova Zelândia nos briefings na Inglaterra, Schonland e uma pequena equipe iniciaram o desenvolvimento no final de setembro de 1939. Antes do final de novembro, os vários elementos do sistema foram concluída, tudo usando componentes disponíveis localmente. Eles foram montados em veículos separados para o transmissor e o receptor.

O transmissor operava a 90 MHz (3,3 m) e tinha uma potência de cerca de 500 W. O pulso tinha 20 μs de largura e o PRF era de 50 Hz, sincronizado com a linha de força. O receptor era super-regenerativo, usando tubos Acorn tipo 955 e 956 na extremidade frontal e um amplificador IF de 9 MHz. Antenas giratórias separadas com pares empilhados de dipolos de onda completa foram usadas para transmissão e recepção. Os feixes tinham cerca de 30 graus de largura, mas o azimute do sinal refletido foi determinado com mais precisão usando um goniômetro . Os pulsos foram exibidos no CRT de um osciloscópio comercial.

Antes do final do ano, foi montado um sistema completo e detectado um tanque de água a cerca de 8 km. Melhorias foram feitas no receptor, e a potência de pulso do transmissor foi aumentada para 5 kW. Designado JB-1 (para Joanesburgo), o protótipo do sistema foi levado para perto de Durban, na costa, para testes operacionais. Lá, ele detectou navios no Oceano Índico , bem como aeronaves em distâncias de até 80 km.

No início de março de 1940, o primeiro sistema JB-1 foi implantado em Mambrui, na costa do Quênia , auxiliando uma Brigada antiaérea na interceptação de bombardeiros italianos de ataque, rastreando-os por até 120 quilômetros (75 milhas). Durante o início de 1941, seis sistemas foram implantados na África Oriental e no Egito ; Os sistemas JB também foram instalados nos quatro principais portos sul-africanos.

Um sistema aprimorado, denominado JB-3 , foi construído no BPI; as mudanças mais importantes foram o uso de um dispositivo de transmissão-recepção (um duplexer ) permitindo uma antena comum e um aumento na frequência para 120 MHz (2,5 m). O alcance aumentou para 150 km para aeronaves e 30 km para navios pequenos, com uma precisão de direção de 1–2 graus. Doze conjuntos de radares JB-3 começaram a ser implantados na costa da África do Sul em junho de 1941.

Em meados de 1942, os radares britânicos estavam disponíveis para atender a todas as novas necessidades sul-africanas. Assim, não houve mais desenvolvimentos no BPI. A maior parte do pessoal entrou para o exército. Basil Schonland, como tenente-coronel do Exército da África do Sul , foi para a Grã-Bretanha para servir como Superintendente do Grupo de Pesquisa Operacional do Exército e, mais tarde, conselheiro científico do Marechal de Campo Bernard Montgomery .

Veja também

Referências