El radar en la Segunda Guerra Mundial influyó mucho en muchos aspectos importantes del conflicto. [1] Esta nueva y revolucionaria tecnología de detección y seguimiento por radio fue utilizada tanto por los Aliados como por las potencias del Eje en la Segunda Guerra Mundial , que había evolucionado de forma independiente en varias naciones a mediados de la década de 1930. [2] Al estallar la guerra en septiembre de 1939, tanto el Reino Unido como Alemania tenían sistemas de radar en funcionamiento . En el Reino Unido se llamó RDF, Range and Direction Finding , mientras que en Alemania se utilizó el nombre Funkmeß (medición de radio), con aparatos llamados Funkmessgerät (dispositivo de medición de radio). En el momento de la Batalla de Gran Bretaña a mediados de 1940, la Royal Air Force (RAF) había integrado completamente las RDF como parte de la defensa aérea nacional.
En los Estados Unidos, la tecnología se demostró en diciembre de 1934. [3] Sin embargo, sólo cuando se hizo probable la guerra, los Estados Unidos reconocieron el potencial de la nueva tecnología y comenzaron el desarrollo de sistemas terrestres y navales. La Marina de los EE. UU. envió el primero de ellos a principios de 1940, y un año más tarde el Ejército de los EE. UU . El acrónimo RADAR (para Detección y Rango de Radio) fue acuñado por la Marina de los EE. UU. en 1940, y el término "radar" se volvió ampliamente utilizado.
Si bien se conocían los beneficios de operar en la porción de microondas del espectro radioeléctrico , no se disponía de transmisores para generar señales de microondas de potencia suficiente; por tanto, todos los primeros sistemas de radar funcionaban en frecuencias más bajas (por ejemplo, HF o VHF ). En febrero de 1940, Gran Bretaña desarrolló el magnetrón de cavidad resonante , capaz de producir energía de microondas en el rango de kilovatios, abriendo el camino a los sistemas de radar de segunda generación. [4]
Después de la caída de Francia , Gran Bretaña se dio cuenta de que las capacidades manufactureras de Estados Unidos eran vitales para el éxito de la guerra; así, aunque Estados Unidos todavía no era beligerante, el primer ministro Winston Churchill ordenó que los secretos tecnológicos de Gran Bretaña se compartieran a cambio de las capacidades necesarias. En el verano de 1940, la Misión Tizard visitó Estados Unidos. El magnetrón de cavidad fue demostrado a los estadounidenses en RCA, Bell Labs, etc. Era 100 veces más poderoso que cualquier cosa que hubieran visto. [5] Bell Labs pudo duplicar el rendimiento y se estableció el Laboratorio de Radiación del MIT para desarrollar radares de microondas. El magnetrón fue descrito más tarde por científicos militares estadounidenses como "el cargamento más valioso jamás traído a nuestras costas". [6] [7]
Además de Gran Bretaña, Alemania y Estados Unidos, Australia , Canadá , Francia , Italia , Japón , Nueva Zelanda , Sudáfrica , la Unión Soviética y Suecia también desarrollaron y utilizaron radares en tiempos de guerra .
La investigación que condujo a la tecnología RDF en el Reino Unido fue iniciada por el Comité de Investigación Aeronáutica de Sir Henry Tizard a principios de 1935, respondiendo a la urgente necesidad de anticipar los ataques de los bombarderos alemanes. A Robert A. Watson-Watt de la Estación de Investigación de Radio, Slough, se le pidió que investigara un "rayo de la muerte" basado en radio. En respuesta, Watson-Watt y su asistente científico, Arnold F. Wilkins , respondieron que podría ser más práctico utilizar la radio para detectar y rastrear aviones enemigos. El 26 de febrero de 1935, una prueba preliminar, comúnmente llamada Experimento Daventry , demostró que se podían detectar señales de radio reflejadas desde un avión. Se asignaron rápidamente fondos para la investigación y se inició en gran secreto un proyecto de desarrollo en la península de Orford Ness en Suffolk . EG Bowen fue responsable del desarrollo del transmisor pulsado. El 17 de junio de 1935, el aparato de investigación detectó con éxito un avión a una distancia de 17 millas. En agosto, AP Rowe , en representación del Comité Tizard, sugirió que la tecnología llevara el nombre en código RDF, que significa búsqueda de alcance y dirección .
En marzo de 1936, el esfuerzo de investigación y desarrollo de RDF se trasladó a la Estación de Investigación Bawdsey ubicada en Bawdsey Manor en Suffolk. Si bien esta operación estuvo a cargo del Ministerio del Aire, el Ejército y la Armada se involucraron y pronto iniciaron sus propios programas.
En Bawdsey, ingenieros y científicos desarrollaron la tecnología RDF, pero Watson-Watt, el jefe del equipo, pasó del aspecto técnico al desarrollo de una interfaz práctica de usuario máquina/humano. Después de ver una demostración en la que los operadores intentaban localizar un bombardero "atacante", se dio cuenta de que el problema principal no era tecnológico, sino de gestión e interpretación de la información. Siguiendo el consejo de Watson-Watt, a principios de 1940, la RAF había creado una organización de control por niveles que transmitía información de manera eficiente a lo largo de la cadena de mando y era capaz de rastrear un gran número de aviones y dirigir interceptores hacia ellos. [8]
Inmediatamente después de que comenzara la guerra en septiembre de 1939, el desarrollo RDF del Ministerio del Aire en Bawdsey se trasladó temporalmente al University College de Dundee en Escocia. Un año más tarde, la operación se trasladó a Worth Matravers, en Dorset , en la costa sur de Inglaterra, y recibió el nombre de Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones (TRE). En un último movimiento, el TRE se trasladó a Malvern College en Great Malvern .
Se describen brevemente algunos de los principales equipos RDF/radar utilizados por el Ministerio del Aire. Todos los sistemas recibieron la designación oficial Estación Experimental del Ministerio del Aire (AMES) más un número de tipo; la mayoría de ellos se enumeran en este enlace.
Poco antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial, se construyeron varias estaciones RDF (radar) en un sistema conocido como Chain Home (o CH ) a lo largo de las costas sur y este de Gran Bretaña, basándose en el exitoso modelo de Bawdsey. CH era un sistema relativamente simple. El lado de transmisión constaba de dos torres de acero de 90 m (300 pies) de altura con una serie de antenas entre ellas. Para la recepción se utilizó un segundo conjunto de torres de madera de 73 m (240 pies) de altura, con una serie de antenas cruzadas a varias alturas hasta 65 m (215 pies). La mayoría de las estaciones tenían más de un juego de cada antena, sintonizadas para operar en diferentes frecuencias .
Los parámetros operativos típicos de CH fueron:
La salida CH se leyó con un osciloscopio . Cuando se envió un pulso desde las torres de transmisión, una línea visible viajó horizontalmente a través de la pantalla muy rápidamente. La salida del receptor se amplificaba y se alimentaba al eje vertical del visor, de modo que el retorno de un avión desviaría el haz hacia arriba. Esto formó un pico en la pantalla, y la distancia desde el lado izquierdo (medida con una pequeña escala en la parte inferior de la pantalla) daría el alcance del objetivo. Al girar el goniómetro receptor conectado a las antenas, el operador podía estimar la dirección hacia el objetivo (esta era la razón por la que las antenas tenían forma de cruz), mientras que la altura del desplazamiento vertical indicaba el tamaño de la formación. Comparando las intensidades devueltas por las distintas antenas situadas en la torre, se pudo medir la altitud con cierta precisión.
El CH demostró ser muy eficaz durante la Batalla de Gran Bretaña y fue fundamental para permitir que la RAF derrotara a las fuerzas mucho mayores de la Luftwaffe . Mientras que la Luftwaffe se basaba en datos de reconocimiento y barridos de cazas, a menudo desactualizados, la RAF conocía con un alto grado de precisión las fortalezas de las formaciones de la Luftwaffe y los objetivos previstos. Las estaciones sectoriales pudieron enviar el número necesario de interceptores, a menudo sólo en pequeñas cantidades. CH actuó como multiplicador de fuerzas , permitiendo la conservación de recursos, tanto humanos como materiales, y sólo necesitando luchar cuando el ataque era inminente. Esto redujo en gran medida la fatiga del piloto y de la aeronave.
Muy temprano en la batalla, la Luftwaffe realizó una serie de pequeñas pero efectivas incursiones en varias estaciones, incluida Ventnor , pero fueron reparadas rápidamente. Mientras tanto, los operadores transmitieron señales similares a radares desde estaciones vecinas para engañar a los alemanes de que la cobertura continuaba. Los ataques de los alemanes fueron esporádicos y de corta duración. Aparentemente , el Alto Mando alemán nunca entendió la importancia del radar para los esfuerzos de la RAF, o habrían asignado a estas estaciones una prioridad mucho mayor. Se produjeron mayores perturbaciones al destruir los enlaces de teletipo y de telefonía fija de las vulnerables casetas de control sobre el suelo y los cables de alimentación de los mástiles que al atacar las propias torres de celosía abiertas.
Para evitar el sistema CH, la Luftwaffe adoptó otras tácticas. Una era acercarse a la costa a muy baja altura. Esto se había anticipado y se contrarrestó en cierta medida con una serie de estaciones de menor alcance construidas justo en la costa, conocidas como Chain Home Low ( CHL ). Estos sistemas estaban destinados a la colocación de armas navales y se conocían como Defensa Costera (CD), pero sus haces estrechos también significaban que podían barrer un área mucho más cercana al suelo sin "ver" el reflejo del suelo o del agua, lo que se conoce como desorden . A diferencia de los sistemas CH más grandes, la antena de transmisión y el receptor del CHL tuvieron que girarse; Esto lo hicieron manualmente los miembros de la WAAF en un sistema de pedal y manivela hasta que el sistema fue motorizado en 1941.
Sistemas similares al CH se adaptaron posteriormente con una nueva pantalla para producir las estaciones de intercepción controlada desde tierra (GCI) en enero de 1941. En estos sistemas, la antena se giraba mecánicamente, seguida de la pantalla en la consola del operador. Es decir, en lugar de una sola línea a lo largo de la parte inferior de la pantalla de izquierda a derecha, la línea giraba alrededor de la pantalla a la misma velocidad que giraba la antena.
El resultado fue una visualización en 2-D del espacio aéreo alrededor de la estación con el operador en el medio, con todos los aviones apareciendo como puntos en la ubicación adecuada en el espacio. Llamados indicadores de posición del plan (PPI), simplificaron la cantidad de trabajo necesario para rastrear un objetivo por parte del operador. Philo Taylor Farnsworth refinó una versión de su tubo de imagen ( tubo de rayos catódicos o CRT) y lo llamó "Iatron". Podría almacenar una imagen durante milisegundos a minutos (incluso horas). Una versión que mantenía viva una imagen aproximadamente un segundo antes de desvanecerse resultó ser una adición útil a la evolución del radar. Este tubo de visualización de lento desvanecimiento fue utilizado por los controladores de tráfico aéreo desde los inicios del radar.
La Luftwaffe empezó a evitar los cazas interceptores volando de noche y con mal tiempo. Aunque las estaciones de control de la RAF conocían la ubicación de los bombarderos, poco podían hacer al respecto a menos que los pilotos de los cazas establecieran contacto visual.
Este problema ya se había previsto, y un programa exitoso, iniciado en 1936 por Edward George Bowen , desarrolló un sistema RDF miniaturizado adecuado para aviones, el conjunto de radar de interceptación aerotransportado (AI) a bordo (Watson-Watt llamó CH sets the RDF). -1 y la IA el RDF-2A). Los primeros equipos de IA se pusieron a disposición de la RAF por primera vez en 1939 y se instalaron en aviones Bristol Blenheim (reemplazados rápidamente por Bristol Beaufighters ). Estas medidas aumentaron considerablemente las tasas de pérdidas de la Luftwaffe.
Más adelante en la guerra, los aviones intrusos nocturnos Mosquito británicos fueron equipados con AI Mk VIII y derivados posteriores, que con Serrate les permitieron rastrear a los cazas nocturnos alemanes a partir de sus emisiones de señales de Lichtenstein , así como un dispositivo llamado Perfectos que rastreaba a los IFF alemanes . Como contramedida, los cazas nocturnos alemanes emplearon detectores de señales de radar Naxos ZR .
Mientras probaba los radares de IA cerca de Bawdsey Manor, el equipo de Bowen notó que el radar generaba fuertes retornos desde barcos y muelles. Esto se debía a los lados verticales de los objetos, que formaban excelentes reflectores de esquina parciales , lo que permitía la detección a varios kilómetros de distancia. El equipo se centró en esta aplicación durante gran parte de 1938.
El buque aire-superficie Mark I, que utilizaba componentes electrónicos similares a los de los equipos de IA, fue el primer radar transportado por un avión que entró en servicio a principios de 1940. Fue rápidamente reemplazado por el Mark II mejorado, que incluía antenas de escaneo lateral que permitió al avión barrer el doble del área en una sola pasada. El posterior ASV Mk. II tenía el poder necesario para detectar submarinos en la superficie, lo que eventualmente hizo que tales operaciones fueran suicidas.
Las mejoras al magnetrón de cavidad realizadas por John Randall y Harry Boot de la Universidad de Birmingham a principios de 1940 marcaron un avance importante en la capacidad del radar. El magnetrón resultante fue un pequeño dispositivo que generaba frecuencias de microondas de alta potencia y permitió desarrollar un práctico radar centimétrico que operaba en la banda de radiofrecuencia SHF de 3 a 30 GHz (longitudes de onda de 10 a 1 cm). El radar centimétrico permite la detección de objetos mucho más pequeños y el uso de antenas mucho más pequeñas que los radares anteriores de menor frecuencia. Un radar con una longitud de onda de 2 metros (banda VHF, 150 MHz) no puede detectar objetos que miden mucho menos de 2 metros y requiere una antena cuyo tamaño es del orden de 2 metros (un tamaño incómodo para su uso en aviones). Por el contrario, un radar con una longitud de onda de 10 cm puede detectar objetos de 10 cm de tamaño con una antena de tamaño razonable.
Además, eran esenciales un oscilador local sintonizable y un mezclador para el receptor. Estos fueron desarrollos específicos, el primero de RW Sutton, quien desarrolló el klistrón reflejo NR89 , o "tubo de Sutton". Este último de HWB Skinner, quien desarrolló el cristal "bigote de gato".
A finales de 1939, cuando se tomó la decisión de desarrollar un radar de 10 cm, no había dispositivos activos adecuados disponibles: ni un magnetrón de alta potencia, ni un klistrón réflex, ni un mezclador de cristal de microondas probado, ni una celda TR. A mediados de 1941, el Tipo 271, el primer radar naval de banda S, estaba en uso operativo. [9]
El magnetrón de cavidad fue quizás el invento más importante en la historia del radar. En la Misión Tizard durante septiembre de 1940, se entregó gratuitamente a los EE. UU., junto con otros inventos, como la tecnología a reacción, a cambio de instalaciones de producción e investigación y desarrollo estadounidenses; Los británicos necesitaban urgentemente producir el magnetrón en grandes cantidades. Edward George Bowen participó en la misión como líder de la RDF. Esto llevó a la creación del Laboratorio de Radiación (Rad Lab) con sede en el MIT para desarrollar aún más el dispositivo y su uso. La mitad de los radares desplegados durante la Segunda Guerra Mundial fueron diseñados en el Rad Lab, incluidos más de 100 sistemas diferentes que costaron 1.500 millones de dólares . [10]
Cuando se desarrolló por primera vez el magnetrón de cavidad, su uso en equipos RDF de microondas se retrasó porque el nuevo transmisor de mayor potencia destruyó los duplexores para VHF. Este problema se resolvió a principios de 1941 mediante el interruptor transmisión-recepción (TR) desarrollado en el Laboratorio Clarendon de la Universidad de Oxford , que permitía que un transmisor y un receptor de pulsos compartieran la misma antena sin afectar al receptor.
La combinación de magnetrón, interruptor TR, antena pequeña y alta resolución permitió instalar radares pequeños y potentes en aviones. Los aviones de patrulla marítima podían detectar objetos tan pequeños como periscopios submarinos , lo que permitía a los aviones rastrear y atacar submarinos sumergidos, donde antes solo se podían detectar submarinos en la superficie. Sin embargo, según los últimos informes sobre la historia de la detección de periscopios de la Marina de los EE. UU. [11] las primeras posibilidades mínimas de detección de periscopios aparecieron sólo durante los años 50 y 60 y el problema no se resolvió completamente ni siquiera con el cambio de milenio. Además, el radar podría detectar el submarino a una distancia mucho mayor que la observación visual, no sólo de día sino también de noche, cuando antes los submarinos podían salir a la superficie y recargar sus baterías de forma segura. Los radares centimétricos de mapeo de contornos , como el H2S , y el H2X, de frecuencia aún mayor, creado en Estados Unidos , permitieron nuevas tácticas en la campaña de bombardeo estratégico . Los radares centimétricos para colocar armas eran mucho más precisos que la tecnología más antigua; El radar mejoró la artillería naval aliada y, junto con la espoleta de proximidad , hizo que los cañones antiaéreos fueran mucho más efectivos. Los dos nuevos sistemas utilizados por las baterías antiaéreas están acreditados [ ¿ por quién? ] con la destrucción de muchas bombas voladoras V-1 a finales del verano de 1944.
Durante el desarrollo de la RDF del Ministerio del Aire en Bawdsey, se adjuntó un destacamento del ejército para iniciar sus propios proyectos. Estos programas eran para un sistema Gun Laying (GL) para ayudar a apuntar cañones antiaéreos y reflectores y un sistema de Defensa Costera (CD) para dirigir la artillería costera. El destacamento del ejército incluía a WAS Butement y PE Pollard quienes, en 1930, demostraron un aparato de detección por radio que el ejército no siguió persiguiendo. [12]
Cuando comenzó la guerra y las actividades del Ministerio del Aire se trasladaron a Dundee , el destacamento del ejército pasó a formar parte de un nuevo centro de desarrollo en Christchurch , Dorset . John D. Cockcroft , un físico de la Universidad de Cambridge , que recibió el Premio Nobel después de la guerra por su trabajo en física nuclear, se convirtió en director. Con sus mayores competencias, la instalación se convirtió en el Establecimiento de Investigación y Desarrollo de Defensa Aérea (ADRDE) a mediados de 1941. Un año después, la ADRDE se trasladó a Great Malvern , en Worcestershire . En 1944, fue redesignado como Establecimiento de Investigación y Desarrollo de Radares (RRDE). [13]
Mientras estaba en Bawdsey, el destacamento del ejército desarrolló un sistema de colocación de armas ("GL") denominado Unidad de radio transportable ( TRU ). Pollard fue el líder del proyecto. Operando a 60 MHz (6 m) con una potencia de 50 kW, la TRU tenía dos furgonetas para los equipos electrónicos y una furgoneta generadora; utilizó una torre portátil de 105 pies para soportar una antena transmisora y dos antenas receptoras. En octubre de 1937 se probó un prototipo que detectó aviones a una distancia de 60 millas; producción de 400 juegos designados GL Mk. Comencé en junio de 1938. El Ministerio del Aire adoptó algunos de estos conjuntos para aumentar la red CH en caso de daño enemigo.
GL Mk. Los juegos I fueron utilizados en el extranjero por el ejército británico en Malta y Egipto en 1939-1940. Se enviaron diecisiete conjuntos a Francia con la Fuerza Expedicionaria Británica ; Si bien la mayoría fueron destruidas en la evacuación de Dunkerque a finales de mayo de 1940, algunos fueron capturados intactos, lo que dio a los alemanes la oportunidad de examinar el equipo RDF británico. Una versión mejorada, GL Mk. II , fue utilizado durante toda la guerra; Se pusieron en servicio unos 1.700 aparatos, incluidos más de 200 suministrados a la Unión Soviética . La investigación operativa encontró que los cañones antiaéreos que utilizan GL promediaron 4.100 disparos por impacto, en comparación con alrededor de 20.000 disparos previstos para el disparo con un director convencional .
A principios de 1938, Alan Butement comenzó el desarrollo de un sistema de defensa costera ( CD ) que incluía algunas de las características más avanzadas de la tecnología en evolución. Se utilizaron el transmisor y receptor de 200 MHz que ya se estaban desarrollando para los conjuntos AI y ASV de la Defensa Aérea, pero, como el CD no estaría en el aire, era posible obtener más potencia y una antena mucho más grande. La potencia del transmisor se incrementó a 150 kW. Se desarrolló un conjunto de dipolos de 10 pies (3,0 m) de alto y 24 pies (7,3 m) de ancho, lo que proporciona haces mucho más estrechos y mayor ganancia. Esta matriz "de costado" se hizo girar 1,5 revoluciones por minuto, barriendo un campo que cubría 360 grados. Se incorporó conmutación de lóbulos en la matriz de transmisión, lo que proporciona una alta precisión direccional. Para analizar las capacidades del sistema, Butement formuló la primera relación matemática que más tarde se convirtió en la conocida "ecuación de alcance del radar".
Aunque inicialmente estaba destinado a detectar y dirigir fuego a embarcaciones de superficie, las primeras pruebas demostraron que el conjunto de CD tenía capacidades mucho mejores para detectar aeronaves a bajas altitudes que el Chain Home existente. En consecuencia, la RAF también adoptó la CD para aumentar las estaciones CH; en esta función, fue designada Chain Home Low ( CHL ).
Cuando el magnetrón de cavidad se volvió viable, la ADEE cooperó con TRE para utilizarlo en un conjunto experimental de GL de 20 cm. Esto se probó por primera vez y se descubrió que era demasiado frágil para uso en el campo del ejército. La ADEE se convirtió en ADRDE a principios de 1941 y comenzó el desarrollo del GL3B . Todo el equipo, incluido el generador de energía, estaba contenido en un remolque protegido, rematado con dos antenas parabólicas de transmisión y recepción de 6 pies sobre una base giratoria, como interruptor de transmisión-recepción (TR), que permitía que una sola antena realizara ambas funciones. aún no había sido perfeccionado. Se estaban desarrollando sistemas similares de colocación de armas de microondas en Canadá (el GL3C ) y en Estados Unidos (eventualmente denominado SCR-584 ). Aunque se fabricaron alrededor de 400 unidades del GL3B , fue la versión estadounidense la más numerosa en la defensa de Londres durante los ataques del V-1 .
El Departamento Experimental de la Escuela de Señales de Su Majestad (HMSS) estuvo presente en las primeras demostraciones del trabajo realizado en Orfordness y Bawdsey Manor. Situado en Portsmouth, Hampshire , el Departamento Experimental tenía capacidad independiente para desarrollar válvulas inalámbricas (tubos de vacío) y había proporcionado los tubos utilizados por Bowden en el transmisor de Orford Ness. Con excelentes instalaciones de investigación propias, el Almirantazgo basó su desarrollo de RDF en el HMSS. Este permaneció en Portsmouth hasta 1942, cuando se trasladó tierra adentro a lugares más seguros en Witley y Haslemere en Surrey . Estas dos operaciones se convirtieron en el Establecimiento de señales del Almirantazgo (ASE). [14]
Se describen algunos radares representativos. Tenga en cuenta que los números de tipo no son secuenciales por fecha.
El primer RDF exitoso de la Royal Navy fue el Aviso de Superficie Tipo 79Y , probado en el mar a principios de 1938. John DS Rawlinson fue el director del proyecto. Este conjunto de 43 MHz (7 m) y 70 kW utilizaba antenas fijas de transmisión y recepción y tenía un alcance de 30 a 50 millas, dependiendo de la altura de la antena. En 1940, se convirtió en el Tipo 281 , cuya frecuencia aumentó a 85 MHz (3,5 m) y potencia entre 350 y 1000 kW, dependiendo del ancho del pulso. Con antenas orientables, también se utilizó para Gun Control. Se utilizó por primera vez en combate en marzo de 1941 con un éxito considerable. El tipo 281B utilizaba una antena transmisora y receptora común. El Tipo 281 , incluida la versión B, fue el sistema métrico de la Royal Navy más probado en batalla durante toda la guerra.
En 1938, John F. Coales inició el desarrollo de equipos de 600 MHz (50 cm). La frecuencia más alta permitió haces más estrechos (necesarios para la búsqueda aérea) y antenas más adecuadas para uso a bordo. El primer equipo de 50 cm fue el Tipo 282. Con una potencia de 25 kW y un par de antenas Yagi que incorporaban conmutación de lóbulos, se probó en junio de 1939. Este equipo detectó aviones en vuelo bajo a 2,5 millas y barcos a 5 millas. A principios de 1940 se fabricaron 200 juegos. Para utilizar el Tipo 282 como telémetro para el armamento principal, se utilizó una antena con un gran reflector parabólico cilíndrico y 12 dipolos. Este conjunto fue designado Tipo 285 y tenía un alcance de 15 millas. Los tipos 282 y tipo 285 se utilizaron con cañones Bofors de 40 mm . El Tipo 283 y el Tipo 284 eran otros sistemas directores de artillería de 50 cm. El Tipo 289 se desarrolló basándose en la tecnología de radar holandesa de antes de la guerra y utilizaba una antena Yagi. Con un diseño RDF mejorado, controlaba cañones antiaéreos Bofors de 40 mm (ver Dispositivo de escucha eléctrico).
El problema crítico de la detección de submarinos requirió sistemas RDF que operaran a frecuencias más altas que los conjuntos existentes debido al tamaño físico más pequeño de un submarino que la mayoría de los otros buques. Cuando se entregó el primer magnetrón de cavidad al TRE, se construyó una placa de demostración y se la demostró al Almirantazgo. A principios de noviembre de 1940, se creó un equipo de Portsmouth bajo la dirección de SEA Landale para desarrollar un equipo de advertencia de superficie de 10 cm para uso a bordo. En diciembre, un aparato experimental rastreó un submarino en la superficie a una distancia de 13 millas.
En Portsmouth, el equipo continuó el desarrollo, instalando antenas detrás de parábolas cilíndricas (llamadas antenas de "queso") para generar un haz estrecho que mantenía el contacto mientras el barco avanzaba. Designado radar Tipo 271 , el conjunto fue probado en marzo de 1941, detectando el periscopio de un submarino sumergido a casi una milla. El aparato se desplegó en agosto de 1941, sólo 12 meses después de la demostración del primer aparato. El 16 de noviembre se hundió el primer submarino alemán tras ser detectado por un Tipo 271.
El Tipo 271 inicial encontró servicio principalmente en embarcaciones más pequeñas . En ASE Witley, este conjunto se modificó para convertirse en Tipo 272 y Tipo 273 para embarcaciones más grandes. Utilizando reflectores más grandes, el Tipo 273 también detectó eficazmente aviones en vuelo bajo, con un alcance de hasta 30 millas. Este fue el primer radar de la Royal Navy con indicador de posición en planta .
Un mayor desarrollo condujo al radar Tipo 277 , con casi 100 veces la potencia del transmisor. Además de los equipos de detección de microondas, Coales desarrolló los equipos de control de incendios por microondas Tipo 275 y Tipo 276. Los refinamientos del magnetrón dieron como resultado dispositivos de 3,2 cm (9,4 GHz) que generaban una potencia máxima de 25 kW. Estos se utilizaron en el radar de control de incendios Tipo 262 y en el radar de navegación e indicación de objetivos Tipo 268.
En 1922, A. Hoyt Taylor y Leo C. Young , entonces en el Laboratorio de RadioAeronáutica de la Marina de los EE. UU., notaron que un barco que cruzaba la ruta de transmisión de un enlace de radio producía un lento desvanecimiento de entrada y salida de la señal. Informaron de esto como una interferencia del latido Doppler con potencial para detectar el paso de un barco, pero no fue investigado. En 1930, Lawrence A. Hyland . Trabajando para Taylor en el Laboratorio de Investigación Naval (NRL) notó el mismo efecto al pasar un avión. Así lo informó oficialmente Taylor. A Hyland, Taylor y Young se les concedió una patente (US No. 1981884, 1934) para un "Sistema de detección de objetos por radio". Se reconoció que la detección también necesitaba una medición del alcance y se proporcionó financiación para un transmisor de impulsos. Esto fue asignado a un equipo dirigido por Robert M. Page , y en diciembre de 1934, un aparato de placa detectó con éxito un avión a una distancia de una milla.
La Armada, sin embargo, ignoró el desarrollo posterior, y no fue hasta enero de 1939 que su primer prototipo de sistema, el XAF de 200 MHz (1,5 m) , se probó en el mar. La Marina acuñó el acrónimo RAdioDetection And Ranging (RADAR) y, a finales de 1940, ordenó su uso exclusivo.
El informe de Taylor de 1930 había sido transmitido a los Laboratorios del Cuerpo de Señales (SCL) del ejército estadounidense. Aquí, William R. Blair tenía proyectos en marcha para detectar aeronaves a partir de radiación térmica y alcance de sonido, y comenzó un proyecto de detección de latidos Doppler. Tras el éxito de Page con la transmisión de pulsos, la SCL pronto siguió en esta área. En 1936, Paul E. Watson desarrolló un sistema pulsado que el 14 de diciembre detectó aviones volando en el espacio aéreo de la ciudad de Nueva York a distancias de hasta siete millas. En 1938, esto se había convertido en el primer equipo de localización de posición por radio (RPF) del ejército, denominado SCR-268 , Signal Corps Radio , para disfrazar la tecnología. Funcionó a 200 MHz (1,5 m), con una potencia máxima de 7 kW. La señal recibida se utilizó para dirigir un reflector .
En Europa, la guerra con Alemania había agotado los recursos del Reino Unido. Se decidió entregar los avances técnicos del Reino Unido a los Estados Unidos a cambio de acceso a secretos y capacidades de fabricación estadounidenses relacionados. En septiembre de 1940 comenzó la Misión Tizard .
Cuando comenzó el intercambio, los británicos se sorprendieron al enterarse del desarrollo del sistema de radar de pulsos de la Marina de los EE. UU., el CXAM , que resultó ser muy similar en capacidad a su tecnología Chain Home . Aunque Estados Unidos había desarrollado un radar pulsado independientemente de los británicos, había graves debilidades en sus esfuerzos, especialmente la falta de integración del radar en un sistema unificado de defensa aérea. Aquí los británicos no tenían igual. [5]
El resultado de la Misión Tizard fue un gran paso adelante en la evolución del radar en Estados Unidos. Aunque tanto el NRL como el SCL habían experimentado con transmisores de 10 cm, se vieron obstaculizados por una potencia de transmisor insuficiente. El magnetrón de cavidad fue la respuesta que buscaba Estados Unidos y condujo a la creación del Laboratorio de Radiación del MIT (Rad Lab). Antes de finales de 1940, se inició el Rad Lab en el MIT y, posteriormente, casi todo el desarrollo de radares en los EE. UU. se centró en sistemas de longitud de onda centimétrica. El MIT empleó a casi 4.000 personas en su apogeo durante la Segunda Guerra Mundial.
Otras dos organizaciones fueron notables. Cuando el Rad Lab comenzó a funcionar en el MIT, se estableció un grupo complementario, llamado Radio Research Laboratory (RRL), en la cercana Universidad de Harvard . Dirigido por Frederick Terman , se concentró en las contramedidas electrónicas al radar. Otra organización fue el Grupo de Investigación Combinada (CRG) ubicado en el NRL. Esto involucró a equipos estadounidenses, británicos y canadienses encargados de desarrollar sistemas de identificación de amigos o enemigos (IFF) utilizados con radares, vitales para prevenir accidentes con fuego amigo .
Después de las pruebas, el XAF original fue mejorado y designado CXAM ; Estos equipos de 200 MHz (1,5 m) y 15 kW entraron en producción limitada y las primeras entregas se realizaron en mayo de 1940. El CXAM se perfeccionó para convertirlo en el radar de alerta temprana SK , y las entregas comenzaron a finales de 1941. Este 200 MHz (1,5 m) -m) el sistema utilizaba una antena de "somier volador" y tenía un PPI. Con una potencia máxima de 200 kW, podría detectar aviones a distancias de hasta 100 millas y barcos a 30 millas. El SK siguió siendo el radar de alerta temprana estándar para los grandes buques estadounidenses durante toda la guerra. Los derivados para buques más pequeños fueron SA y SC . Se construyeron alrededor de 500 conjuntos de todas las versiones. El SD relacionado era un conjunto de 114 MHz (2,63 m) diseñado por el NRL para uso en submarinos; con una montura de antena similar a un periscopio, brindaba alerta temprana pero no información direccional. El BTL desarrolló un radar de control de fuego de 500 MHz (0,6 m) denominado FA (más tarde, Mark 1 ). Algunos entraron en servicio a mediados de 1940, pero con sólo 2 kW de potencia, pronto fueron reemplazados. [15]
Incluso antes de que el SCR-268 entrara en servicio, Harold Zahl estaba trabajando en SCL para desarrollar un sistema mejor. El SCR-270 era la versión móvil y el SCR-271 una versión fija. Operando a 106 MHz (2,83 m) con una potencia pulsada de 100 kW, tenían un alcance de hasta 240 millas y comenzaron a entrar en servicio a finales de 1940. El 7 de diciembre de 1941, un SCR-270 en Oahu , Hawaii , detectó la formación de ataque japonesa a una distancia de 132 millas (212 km), pero esta trama crucial fue malinterpretada debido a una cadena de informes extremadamente ineficiente.
El SCL desarrolló otro radar métrico. Después de Pearl Harbor, hubo preocupación de que un ataque similar pudiera destruir esclusas vitales en el Canal de Panamá . Zahl había desarrollado un tubo transmisor que entregaba una potencia pulsada de 240 kW a 600 MHz (0,5 M). Un equipo dirigido por John W. Marchetti incorporó esto en un SCR-268 adecuado para barcos de piquete que operan hasta 100 millas de la costa. El equipo fue modificado para convertirse en el AN/TPS-3 , un radar de alerta temprana, liviano y portátil, utilizado en cabezas de playa y aeródromos capturados en el Pacífico Sur. Se produjeron alrededor de 900. [dieciséis]
La Misión Tizard proporcionó una muestra del ASV Mk II británico . Esto se convirtió en la base de ASE , para uso en aviones de patrulla como el Consolidated PBY Catalina . Este fue el primer radar aerotransportado de Estados Unidos que entró en acción; Se construyeron alrededor de 7.000. El NRL estaba trabajando en un radar aire-tierra de 515 MHz (58,3 cm) para el Grumman TBF Avenger , un nuevo bombardero torpedero . Se incorporaron componentes del ASE y entró en producción como ASB cuando Estados Unidos entró en la guerra. Este conjunto fue adoptado por las recién formadas Fuerzas Aéreas del Ejército como SCR-521. Se construyeron más de 26.000 radares sin magnetrón, el último de ellos.
Un "regalo" final de la Misión Tizard fue la Espoleta de Tiempo Variable (VT) . Alan Butement había concebido la idea de una espoleta de proximidad mientras desarrollaba el sistema de defensa costera en Gran Bretaña durante 1939, y su concepto era parte de la Misión Tizard. El Comité de Investigación de Defensa Nacional (NDRC) pidió a Merle Tuve de la Carnegie Institution de Washington que tomara la iniciativa en la realización del concepto que podría aumentar la probabilidad de muerte por proyectiles. A partir de esto, la espoleta de tiempo variable surgió como una mejora para la espoleta de tiempo fijo. El dispositivo detectaba cuando el proyectil se acercaba al objetivo, por lo que se aplicó el nombre de tiempo variable.
Una espoleta VT, atornillada a la cabeza de un proyectil, irradiaba una señal CW en el rango de 180 a 220 MHz. A medida que el proyectil se acercaba a su objetivo, éste se reflejaba en una frecuencia Doppler desplazada por el objetivo y golpeaba con la señal original, cuya amplitud provocó la detonación. El dispositivo requirió una miniaturización radical de los componentes y, finalmente, participaron 112 empresas e instituciones. En 1942, el proyecto fue trasladado al Laboratorio de Física Aplicada , formado por la Universidad Johns Hopkins . Durante la guerra se fabricaron unos 22 millones de espoletas VT para distintos calibres de proyectiles.
Entre 1941 y 1945, se desarrollaron en Estados Unidos muchos tipos diferentes de radares de microondas. La mayoría se originó en el Rad Lab, donde se iniciaron unos 100 tipos diferentes. Aunque muchas empresas fabricaban aparatos, sólo Bell Telephone Laboratories (NTL) tuvo una participación importante en el desarrollo. Las dos principales operaciones de investigación militar, NRL y SCL, tenían responsabilidades en el desarrollo de componentes, ingeniería de sistemas, pruebas y otro tipo de apoyo, pero no asumieron funciones para desarrollar nuevos sistemas de radar centimétricos.
Operando bajo la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico , una agencia que depende directamente del presidente Franklin Roosevelt , el Rad Lab fue dirigido por Lee Alvin DuBridge con el eminente científico Isidor Isaac Rabi como su adjunto. EG "Taffy" Bowen , uno de los desarrolladores originales de RDF y miembro de la Misión Tizard, permaneció en Estados Unidos como asesor.
Al Rad Lab se le asignaron tres proyectos iniciales: un radar de intercepción aerotransportado de 10 cm, un sistema de colocación de armas de 10 cm para uso antiaéreo y un sistema de navegación aérea de largo alcance. El magnetrón de cavidad fue duplicado por Bell Telephone Laboratories (BTL) y puesto en producción para su uso por Rad Lab en los dos primeros proyectos. El tercer proyecto, basado en la tecnología de localización direccional, finalmente se convirtió en LORAN . Fue concebido por Alfred Lee Loomis , quien ayudó a formar el Rad Lab. [17]
Inicialmente, Rad Lab construyó un conjunto de placa experimental con un transmisor y un receptor de 10 cm utilizando antenas separadas (el interruptor TR aún no estaba disponible). Esto se probó con éxito en febrero de 1941, detectando un avión a una distancia de 4 millas.
Rad Lab y BTL también mejoraron el rendimiento del magnetrón, lo que permitió que el dispositivo y los sistemas asociados generaran longitudes de onda más altas. A medida que se utilizaron más frecuencias, se hizo común referirse a las operaciones de radar centimétrico en las siguientes bandas:
Había un hueco en la banda K para evitar las frecuencias absorbidas por el vapor de agua atmosférico. Estos rangos son los dados por los Estándares IEEE ; En otros estándares, como los del RSGB , se especifican valores ligeramente diferentes .
Después de que BTL desarrollara el FA , el primer radar de control de fuego para la Marina de los EE. UU., lo mejoró con el FC (para usar contra objetivos de superficie) y el FD (para dirigir armas antiaéreas). Algunos de estos aparatos de 60 cm (750 MHz) comenzaron a funcionar en el otoño de 1941. Posteriormente fueron designados Mark 3 y Mark 4 , respectivamente. Se produjeron alrededor de 125 juegos Mark 3 y 375 Mark 4.
Para el radar Airborne Intercept, el conjunto de placa Rad Lab de 10 cm estaba equipado con una antena parabólica con capacidades de escaneo de azimut y elevación . También se agregaron indicadores de tubos de rayos catódicos y controles apropiados. Edwin McMillan fue el principal responsable de construir y probar el conjunto de ingeniería. Este fue probado por primera vez en vuelo a finales de marzo de 1941, brindando retornos de objetivos a una distancia de hasta cinco millas y sin obstáculos en el suelo , una ventaja principal del radar de microondas. Designado SCR-520 , este fue el primer radar de microondas de Estados Unidos. Tuvo un servicio limitado en algunos aviones de patrulla más grandes, pero era demasiado pesado para aviones de combate. Mejorado como el SCR-720 , mucho más ligero , miles de estos equipos fueron fabricados y utilizados ampliamente tanto por Estados Unidos como por Gran Bretaña (como el AI Mk X) durante toda la guerra.
El desarrollo del sistema de colocación de armas de microondas ya había comenzado en Gran Bretaña y se incluyó con alta prioridad en el Rad Lab debido a su urgente necesidad. El proyecto, liderado por Ivan Getting , comenzó con la misma placa de 10 cm utilizada en el proyecto de IA. El desarrollo del sistema GL fue un desafío. Se necesitaba un servomecanismo nuevo y complejo para dirigir un gran reflector parabólico y se requería seguimiento automático. Al detectar un objetivo, la salida del receptor se usaría para poner el servocontrol en modo de bloqueo de pista. La montura y el reflector fueron desarrollados con la Oficina Central de Ingeniería de Chrysler . BTL desarrolló la computadora analógica electrónica, llamada Predictor-Corrector M-9 , que contiene 160 tubos de vacío. Los componentes fueron integrados y entregados en mayo de 1942 al Cuerpo de Transmisiones del Ejército para pruebas. Designado como Sistema Antiaéreo de Colocación de Cañones SCR-584 , alrededor de 1.500 de ellos se utilizaron en Europa y el Pacífico a partir de principios de 1944. [18]
Después de la demostración experimental de la placa de prueba de 10 cm, la Armada solicitó un radar de búsqueda de banda S para aplicaciones a bordo y en el aire. Bajo el liderazgo de Ernest Pollard , el conjunto de a bordo SG de 50 kW se sometió a pruebas de mar en mayo de 1941, seguido de la versión ASG para grandes aviones de patrulla y dirigibles de la Armada . Con una montura giroestabilizada, el SG podría detectar barcos grandes a 15 millas y un periscopio submarino a 5 millas. Se construyeron alrededor de 1.000 de estos decorados. ASG fue designado AN/APS-2 y comúnmente llamado "George" ; Se construyeron unos 5.000 de estos y se descubrió que eran muy eficaces en la detección de submarinos.
Una versión compacta del SG para embarcaciones PT recibió el nombre de SO . Estos fueron introducidos en 1942. Otras variantes fueron el SF , un conjunto para buques de guerra más ligeros, el SH para grandes buques mercantes, y el SE y SL , para otros buques más pequeños. La Armada también adoptó versiones del SCR-584 del Ejército (sin la unidad M-9 pero con giroestabilizadores) para radares de búsqueda a bordo, el SM para portaaviones y el SP para portaaviones de escolta . Ninguno de estos se produjo en grandes cantidades, pero fueron de gran utilidad en las operaciones.
El BTL desarrolló el SJ , un suplemento de banda S para el radar de onda métrica SD de los submarinos. La antena del SJ podría barrer el horizonte hasta unas 6 millas con buena precisión. Al final de la guerra, el SV mejorado aumentó el alcance de detección a 30 millas.
El esfuerzo más ambicioso y a largo plazo del Rad Lab fue el Proyecto Cadillac , el primer sistema de radar de alerta temprana aerotransportado. Dirigido por Jerome Wiesner , alrededor del 20 por ciento del personal de Rad Lab finalmente estaría involucrado. Designado AN/APS-20 , este radar de 20 cm (1,5 GHz) y 1 MW pesaba 2300 libras, incluida una cúpula de 8 pies que encierra una antena parabólica giratoria. Transportado por un avión TBF Avenger con base en portaaviones, podría detectar aviones grandes a distancias de hasta 100 millas. El sistema de radar aerotransportado incluía una cámara de televisión para captar la pantalla PPI, y un enlace VHF transmitía la imagen al Centro de Información de Combate en el portaaviones anfitrión. El sistema voló por primera vez en agosto de 1944 y entró en servicio en marzo siguiente. Esta fue la base del concepto del Sistema de Control y Alerta Aerotransportado (AWACS) de la posguerra .
En 1941, Luis Álvarez inventó una antena en fase que tenía excelentes características de radiación. Cuando se desarrolló el magnetrón de 3 cm, la antena de Álvarez se utilizó en varios radares de banda X. El Eagle , posteriormente designado AN/APQ-7 , proporcionó una imagen similar a un mapa del terreno a unas 170 millas a lo largo de la trayectoria de avance de un bombardero. Las Fuerzas Aéreas del Ejército construyeron y utilizaron alrededor de 1.600 conjuntos Eagle , principalmente en Japón. La misma tecnología se utilizó en el ASD ( AN/APS-2 comúnmente conocido como "Dog" ), un radar de búsqueda y localización utilizado por la Armada en bombarderos más pequeños; A esto le siguieron varias versiones más ligeras, incluido el AIA-1 conocido como "mira de radar".
La antena de Álvarez también se utilizó en el desarrollo del Enfoque de control terrestre (GCA), un sistema de aterrizaje ciego combinado de banda S y banda X para bases de bombarderos; Este sistema se utilizó especialmente para ayudar a los aviones que regresaban de misiones con mal tiempo.
El BTL también desarrolló radares de banda X. El radar de control de incendios Mark 8 (FH) se basó en un nuevo tipo de antena desarrollada por George Mueller . Se trataba de un conjunto de 42 guías de ondas en forma de tubo que permitían la dirección electrónica del haz; Para ello, BTL desarrolló la computadora de control de incendios Mark 4. El Mark 22 era un sistema de "asentimiento" utilizado para encontrar la altura del objetivo con radares de control de fuego. Con una antena con forma de rodaja de naranja, emitía un haz horizontal muy estrecho para buscar en el cielo. El Ejército también lo adoptó como AN/TPS-10 , una versión terrestre que comúnmente se llamaba " Li'l Abner " en honor a un personaje de tira cómica popular.
Aunque no se implementó en un sistema completo hasta después de la guerra, la técnica monopulso se demostró por primera vez en el NRL en 1943 en un equipo de Banda X existente. El concepto se atribuye a Robert Page del NRL y fue desarrollado para mejorar la precisión del seguimiento de los radares. [19] Después de la guerra, esencialmente todos los nuevos sistemas de radar utilizaron esta tecnología, incluido el AN/FPS-16 , el radar de seguimiento más utilizado en la historia.
La Unión Soviética invadió Polonia en septiembre de 1939 en virtud del Pacto Molotov-Ribbentrop con Alemania; la Unión Soviética invadió Finlandia en noviembre de 1939; En junio de 1941, Alemania derogó el pacto de no agresión e invadió la Unión Soviética . Aunque la URSS contaba con destacados científicos e ingenieros, comenzó a investigar lo que más tarde se convertiría en radar ( radiolokatsiya , literalmente radiolocalización) tan pronto como cualquier otra persona y logró buenos avances con el desarrollo temprano de magnetrones, entró en la guerra sin un radar totalmente capaz. sistema. [20]
Las fuerzas militares de la URSS eran la Raboche-Krest'yanskaya Krasnaya Armiya (RKKA, el Ejército Rojo de Trabajadores y Campesinos), la Raboche-Krest'yansky Krasny Flot (RKKF, la Flota Roja de Trabajadores y Campesinos) y la Voyenno. -Vozdushnye Sily (VVS, Fuerzas Aéreas Soviéticas).
A mediados de la década de 1930, la Luftwaffe alemana tenía aviones capaces de penetrar profundamente en territorio soviético. Se utilizó la observación visual para detectar aeronaves que se acercaban. Para la detección nocturna, la Glavnoye artilleriyskoye upravleniye (GAU, Administración Principal de Artillería), del Ejército Rojo, había desarrollado una unidad acústica que se utilizaba para apuntar con un reflector a los objetivos. Estas técnicas no eran prácticas con aeronaves que estaban por encima de las nubes o a una distancia considerable; Para superar esto, se iniciaron investigaciones sobre la detección por medios electromagnéticos. El teniente general MM Lobanov fue responsable de estos esfuerzos en la GAU y posteriormente documentó exhaustivamente esta actividad. [21]
La mayor parte de los primeros trabajos en radioobnaruzhenie (detección de radio) se llevaron a cabo en Leningrado , inicialmente en el Leningradskii Elektrofizicheskii Institut (Instituto de Electrofísica de Leningrado, LEPI). Aquí, Abram F. Ioffe , generalmente considerado el físico líder de la Unión Soviética, era el director científico. El LEPI se concentró en emitir señales de onda continua (CW), detectando la existencia y dirección de sus reflejos para su uso en sistemas de alerta temprana.
Mientras que la GAU estaba interesada en la detección, el Voiska Protivo-vozdushnoi oborony (PVO, Fuerzas de Defensa Aérea) estaba interesado en determinar el alcance del objetivo. Pavel K. Oshchepkov, del personal técnico de la PVO en Moscú, creía firmemente que el equipo de radiolocalización (radiolocalización) debía ser pulsado, lo que potencialmente permitiría determinar el alcance directamente. Fue trasladado a Leningrado para dirigir una Oficina de Construcción Especial (SCB) para equipos de radiolocalización.
Para examinar los métodos de detección actuales y propuestos, la Academia de Ciencias de Rusia convocó una reunión ; se celebró en Leningrado el 16 de enero de 1934 y estuvo presidido por Ioffe. La radiolocalización surgió como la técnica más prometedora, pero el tipo (CW o pulsada) y la longitud de onda ( alta frecuencia o microondas ) quedaron por resolver [22].
En el SCB, el equipo de Oshchepkov desarrolló un sistema experimental de radiolocalización pulsada que funciona a 4 m (75 MHz). Tenía una potencia máxima de aproximadamente 1 kW y una duración de pulso de 10 μs; Se utilizaron antenas transmisoras y receptoras separadas. En abril de 1937, las pruebas alcanzaron un alcance de detección de casi 17 km a una altura de 1,5 km. Aunque este fue un buen comienzo para la radiolocalización por impulsos, el sistema no era capaz de medir el alcance (la técnica de utilizar impulsos para determinar el alcance se conocía gracias a las sondas de la ionosfera , pero no se desarrolló). Aunque nunca creó una capacidad de localización de distancias para su sistema, a Oshchepkov a menudo se le llama el padre del radar en la Unión Soviética. [23]
Mientras Oshchepkov exploraba los sistemas pulsados, continuó el trabajo de investigación de ondas electromagnéticas en el LEPI. En 1935, la LEPI pasó a formar parte del Nauchno-issledovatel institut-9 (NII-9, Instituto de Investigación Científica #9), una de varias secciones técnicas de la GAU. Con MA Bonch-Bruevich como Director Científico, la investigación sobre el desarrollo de CW continuó. Se desarrollaron dos sistemas experimentales prometedores. Un aparato VHF denominado Bistro (Rapid) y el microondas Burya (Tormenta). Las mejores características de estos se combinaron en un sistema móvil llamado Ulavlivatel Samoletov (Radio Catcher of Aircraft), pronto designado RUS-1 (РУС-1). Este sistema biestático de CW utilizaba un transmisor montado en un camión que operaba a 4,7 m (64 MHz) y dos receptores montados en un camión.
En junio de 1937 se detuvieron todos los trabajos de localización por radio en Leningrado. La Gran Purga de Joseph Stalin arrasó con la comunidad militar y científica y provocó casi dos millones de ejecuciones. [24] La SCB fue cerrada; Oshchepkov fue acusado de "crímenes graves" y condenado a 10 años en un Gulag . NII-9 también fue atacado, pero se salvó gracias a la influencia de Bonch-Bruyevich, uno de los favoritos de Vladimir Lenin en la década anterior. NII-9 como organización se salvó y Bonch-Bruyevich fue nombrado director. Las purgas provocaron una pérdida de más de un año de desarrollo.
El RUS-1 fue probado y puesto en producción en 1939, entrando en servicio limitado en 1940, convirtiéndose en el primer sistema de radiolocalización desplegado en el Ejército Rojo. Bonch-Bruyevich murió en marzo de 1941, lo que creó una brecha de liderazgo y retrasó aún más los desarrollos de localización de radio CW.
El Nauchnoissledovatelskii ispytatelnyi institut svyazi RKKA (NIIIS-KA, Instituto de Investigación Científica de Señales del Ejército Rojo), que originalmente se había opuesto acérrimamente a la tecnología de radiolocalización, ahora tenía el control general de su desarrollo en la Unión Soviética. Adoptaron el sistema pulsado de Oshchepkov y, en julio de 1938, tenían un conjunto experimental biestático de posición fija que detectaba un avión a un alcance de 30 km a alturas de 500 m, y a un alcance de 95 km para objetivos a 7,5 km de altitud.
Luego, el proyecto fue asumido por LPTI de Ioffe, lo que dio como resultado un sistema denominado Redut (Reducto) con una potencia máxima de 50 kW y una duración de pulso de 10 μs. El Redut fue probado por primera vez en el campo en octubre de 1939, en un sitio cerca de Sebastopol , un puerto naval estratégico en el Mar Negro .
Durante 1940, LEPI tomó el control del desarrollo de Redut , perfeccionando la capacidad crítica de mediciones de alcance. Se utilizó una pantalla de rayos catódicos, hecha a partir de un osciloscopio, para mostrar información sobre el alcance. En julio de 1940, el nuevo sistema fue designado RUS-2 (РУС-2). En febrero de 1941 se desarrolló un dispositivo de transmisión-recepción (un duplexor) que permitía operar con una antena común. Estos avances se lograron en una estación experimental en Toksovo (cerca de Leningrado), y se realizó un pedido a la fábrica Svetlana de 15 sistemas.
El RUS-2 final tenía una potencia de pulso de cerca de 40 kW a 4 m (75 MHz). El conjunto estaba en una cabina sobre una plataforma motorizada, con una antena Yagi-Uda de siete elementos montada a unos cinco metros por encima del techo. La cabina, con la antena, podría girarse sobre un gran sector para orientar el patrón de transmisión-recepción. El rango de detección fue de 10 a 30 km para objetivos de tan solo 500 my de 25 a 100 km para objetivos de gran altitud. La variación fue de aproximadamente 1,5 km para el alcance y 7 grados para el azimut.
Un segundo centro para la investigación de radiolocalización estaba en Jarkov, Ucrania . Aquí el Instituto Ucraniano de Física y Tecnología (UIPT) cooperó estrechamente con la Universidad de Jarkov (KU). La UIPT adquirió renombre fuera de la URSS y atrajo la visita de físicos mundialmente reconocidos como Niels Bohr y Paul Dirac . El futuro premio Nobel Lev Landau dirigió el Departamento Teórico. El Laboratorio independiente de Oscilaciones Electromagnéticas (LEMO) fue dirigido por Abram A. Slutskin .
En LEMO, los magnetrones fueron un tema importante de investigación. En 1934, un equipo dirigido por Aleksandr Y. Usikov había desarrollado una serie de magnetrones de ánodo segmentado que cubrían de 80 a 20 cm (0,37 a 1,5 GHz), con una potencia de salida de entre 30 y 100 W. Semion Y. Braude desarrolló una carcasa de vidrio. Magnetrón que produce 17 kW con una eficiencia del 55 por ciento a 80 cm (370 MHz), sintonizable con un cambio de longitud de onda del 30 por ciento, proporcionando una cobertura de frecuencia de aproximadamente 260 MHz a 480 MHz (el límite entre VHF y UHF ). Estos fueron descritos en detalle en revistas en lengua alemana, una práctica adoptada por la UIPT para ganar publicidad para sus avances.
En 1937, el NIIIS-KA contrató a LEMO para desarrollar un sistema de localización por radio pulsada para la detección de aeronaves. El proyecto recibió el nombre en código Zenit (un equipo de fútbol popular en ese momento) y estaba dirigido por Slutskin. El desarrollo del transmisor estuvo a cargo de Usikov. La unidad utilizaba un magnetrón de 60 cm (500 MHz) pulsado con una duración de 7 a 10 μs y que proporcionaba una potencia pulsada de 3 kW, que luego se incrementó a cerca de 10 kW. [25]
Braude lideró el desarrollo del receptor. Esta era una unidad superheterodina que inicialmente usaba un magnetrón sintonizable como oscilador local, pero carecía de estabilidad y fue reemplazado por un circuito que usaba un triodo de bellota tipo RCA 955 . Los pulsos devueltos se mostraban en un osciloscopio de rayos catódicos , lo que proporcionaba una medición del alcance.
El Zenit fue probado en octubre de 1938. En él se detectó un bombardero mediano a una distancia de 3 km y se determinaron áreas de mejora. Una vez realizados los cambios, se realizó una demostración en septiembre de 1940. Se demostró que las tres coordenadas (alcance, altitud y azimut) de un avión que volaba a alturas entre 4.000 y 7.000 metros se podían determinar a una distancia de hasta 25 km. , pero con poca precisión. Además, con las antenas apuntadas en un ángulo bajo, el desorden del terreno era un problema.
Por inadecuado que fuera para aplicaciones de colocación de armas, mostró el camino para sistemas futuros. Sin embargo, una característica operativa hizo que Zenit no fuera adecuado para colocar armas para atacar aviones en rápido movimiento. Se utilizó un método de lectura nula para analizar las señales; Las coordenadas de azimut y elevación tuvieron que adquirirse por separado, lo que requirió una secuencia de movimientos de antena que tomó 38 segundos para las tres coordenadas.
El trabajo en LEMO continuó en Zenit , convirtiéndolo en un sistema de antena única denominado Rubin . Este esfuerzo, sin embargo, fue interrumpido por la invasión de la URSS por parte de Alemania en junio de 1941. En poco tiempo, se ordenó la evacuación de todas las industrias críticas y otras operaciones en Jarkov hacia el este .
Cuando la guerra relámpago alemana irrumpió en la Unión Soviética en junio de 1941, tres enormes grupos del ejército liderados por tanques avanzaron en un frente de 1.400 kilómetros (900 millas) con Leningrado, Moscú y la región de Ucrania como objetivos. Siguió lo que los soviéticos conocieron como la Gran Guerra Patria . El Komitet Oborony (Comité de Defensa, el pequeño grupo de líderes que rodean a Stalin) dio primera prioridad a la defensa de Moscú; Los laboratorios y fábricas de Leningrado debían ser evacuados a los Urales , seguidos por las instalaciones de Jarkov.
La Unión Soviética produjo varios sistemas de radar diferentes en las instalaciones trasladadas durante la guerra. complementado con unos 2.600 equipos de radar de diversos tipos en el marco del Programa de Préstamo y Arrendamiento. [26]
La fábrica Sveltana de Leningrado había construido alrededor de 45 sistemas RUS-1 . Estos fueron desplegados a lo largo de las fronteras occidentales y en el Lejano Oriente. Sin embargo, sin capacidad de alcance, los militares encontraron que el RUS-1 era de poco valor.
Cuando comenzaron los ataques aéreos contra Leningrado, la unidad de prueba RUS-2 ensamblada en el sitio experimental de Toksovo fue presionada para realizar operaciones tácticas, proporcionando alerta temprana a las formaciones de la Luftwaffe (Fuerza Aérea Alemana). Con un alcance de hasta 100 km, esta unidad proporcionó información oportuna a las redes de defensa civil y de combate. Esto llamó la atención de las autoridades, que hasta entonces habían mostrado poco interés en los equipos de radiolocalización.
A mediados de julio, las actividades de radiolocalización de LEPI y NII-9 fueron enviadas a Moscú, donde se combinaron con unidades existentes de NIIIS-KA. Se instaló un sistema RUS-2 cerca de Moscú y lo manejó personal del LPTI recientemente trasladado; Se utilizó por primera vez el 22 de julio, cuando detectó por la noche un vuelo de unos 200 bombarderos alemanes que se encontraban a 100 kilómetros de distancia. Este fue el primer ataque aéreo contra Moscú e inmediatamente condujo a la construcción de tres anillos de baterías antiaéreas alrededor de la ciudad, todos conectados a un puesto de mando central.
El NIII-KA adaptó rápidamente varios transmisores y receptores construidos para sistemas RUS-2 para estaciones fijas de radiolocalización alrededor de Moscú. Designados como RUS-2S y también P2 Pegmatit , tenían su antena Yagi montada sobre torres de acero de 20 metros y podían escanear un sector de 270 grados. Para construir equipos adicionales, en enero de 1942, la Fábrica 339 de Moscú se convirtió en la primera instalación de fabricación en la Unión Soviética dedicada a equipos de radiolocalización (pronto oficialmente llamados radar). Durante 1942, esta instalación construyó e instaló 53 equipos RUS-2S alrededor de Moscú y otros lugares críticos de la URSS.
La Fábrica 339 contaba con un destacado personal de investigación e ingeniería; anteriormente había sido separado administrativamente y designado como Instituto Científico de la Industria de la Radio No. 20 (NII-20). El director técnico fue Victor V. Tikhomirov , pionero en la ingeniería de radio para aviones nacionales. (Más tarde, el Instituto de Investigación Científica de Diseño de Instrumentos de Tikhomirov recibió su nombre en su honor). La Fábrica 339 y el NII-20 asociado dominaron el desarrollo y la fabricación de equipos de radar en la URSS durante toda la guerra.
Durante la guerra se construyeron muchos conjuntos de diferentes versiones del RUS-2 en la Fábrica 339. Si bien proporcionaban alerta temprana, estos conjuntos adolecían de la deficiencia de no proporcionar la altura del objetivo (ángulo de elevación). Por lo tanto, se utilizaron principalmente junto con puestos de observación visual, y los humanos utilizaron dispositivos ópticos para estimar la altitud e identificar el tipo de avión.
Desde el momento de los primeros esfuerzos de localización por radio, se planteó la cuestión de cómo identificar la aeronave: ¿era amiga o enemiga? Con la introducción de RUS-2 , este problema requirió una solución inmediata. El NII-20 desarrolló una unidad para ser transportada en un avión que respondería automáticamente como "amigable" a una iluminación de radio de un radar soviético. Un transpondedor , designado como SCH-3 y más tarde llamado unidad de Identificación Amiga o Enemiga (IFF), se puso en producción en la Fábrica 339 en 1943. Esta unidad inicialmente respondía sólo a la señal de RUS-2 , y sólo un número relativamente pequeño de estos y las unidades sucesoras se construyeron en la URSS.
El RUS-2 fue patrocinado por la PVO y destinado a alerta temprana. La GAU todavía quería un sistema de colocación de armas capaz de soportar las baterías antiaéreas. Al llegar a Moscú, el grupo de radiolocalización del NII-9 continuó trabajando para el PVO en este problema, regresando a Burya , el conjunto experimental de microondas construido anteriormente. En unas pocas semanas, un equipo liderado por Mikhail L. Sliozberg y con la cooperación de NII-20, desarrolló un conjunto CW biestático denominado SON ( acrónimo de Stancyja Orudijnoi Navodki en ruso : Станция орудийной наводки - Gun Laying Station) utilizando un 15 -cm (2,0 GHz) magnetrón.
A principios de octubre, el conjunto experimental Son fue probado en combate por un batallón antiaéreo cerca de Moscú. El rendimiento del Son basado en radio era pobre en comparación con el del Puazo-3 basado en óptica existente , un telémetro estereoscópico que Oshchepkov había mejorado anteriormente. El proyecto se interrumpió y no se hicieron más intentos de utilizar magnetrones en aparatos de radiolocalización. Después de este fracaso, NII-9 fue enviado a otro lugar y ya no participó en actividades de radiolocalización. Una parte del grupo de radiolocalización, incluido Sliozberg, permaneció en Moscú trabajando para NII-20.
Poco después de que Alemania invadiera la URSS, una delegación de oficiales militares soviéticos visitó Gran Bretaña en busca de ayuda en material de defensa. A partir de sus fuentes de inteligencia, los soviéticos conocían el sistema RDF ( Range and Direction Finding ) de Gran Bretaña, el GL Mk II, y pidieron que este equipo fuera probado en la defensa de Moscú. A principios de enero de 1942, Winston Churchill acordó enviar uno de estos sistemas a Rusia, pero con la condición de que estaría totalmente protegido por oficiales británicos y operado por técnicos británicos.
Cuando el barco que transportaba el equipo llegó a Murmansk , un puerto marítimo frente al mar de Bering , sobre el Círculo Polar Ártico , hubo una tormenta invernal y la descarga tuvo que esperar durante la noche. A la mañana siguiente, se descubrió que todo el sistema GL Mk II, montado en tres camiones, había desaparecido. La embajada británica presentó una protesta inmediata y después de varios días se informó a los oficiales que el equipo había sido llevado a Moscú por motivos de seguridad.
De hecho, había ido a Moscú, directamente a NII-20 y a la Fábrica 339, donde los expertos de inteligencia le realizaron un examen completo y Sliozberg dirigió un equipo que rápidamente realizó ingeniería inversa al hardware. A mediados de febrero, el NII-20 anunció que había desarrollado un nuevo sistema de radiolocalización denominado Son-2a . Era esencialmente una copia directa del GL Mk II.
Operando a 5 m (60 MHz), Son-2a utilizó camiones separados para los equipos de transmisión y recepción, y un tercer camión llevaba un generador de energía. En uso, se fijó en posición encima de un poste conectado a tierra una antena transmisora de conjunto de dipolos que proporcionaba un patrón amplio. Separada del transmisor por unos 100 metros, la estación receptora estaba en una cabina giratoria con antenas en forma de alas montadas a cada lado. Un mástil encima de la cabina sostenía un par de antenas que se usaban con un goniómetro para determinar la altura.
Al igual que el GL Mk II británico original, el Son-2a no fue de gran ayuda para dirigir los reflectores y los cañones antiaéreos. Sin embargo, se puso en producción y se entregó al Ejército Rojo en diciembre de 1942. Durante los tres años siguientes, se construyeron alrededor de 125 de estos conjuntos. Además, se proporcionaron más de 200 sistemas GL Mk IIIC (mejoras que el Mk II y construidos en Canadá) [27] en el marco del programa Préstamo y Arrendamiento , lo que convirtió a la combinación en el equipo de radar más utilizado en la Unión Soviética durante la guerra.
Ucrania había sido el tercer objetivo del ejército invasor alemán. A finales de julio de 1941, sus fuerzas mecanizadas se acercaban a esta región y, siguiendo órdenes del Comité de Defensa, la UIPT en Jarkov hizo preparativos de evacuación. Para ello, el LEMO se separó de la UIPT y las dos organizaciones serían enviadas a ciudades diferentes: Alma-Ata para la operación principal y, separada por 1.500 km, Bukhara para el LEMO.
Mientras se llevaban a cabo los preparativos para el traslado, se ordenó al LEMO que trajera el equipo experimental Zeni a Moscú para que el NIIIS-KA lo probara. A mediados de agosto, Usikov, Braude y varios otros miembros del personal de LEMO fueron a Moscú, donde estuvieron adscritos al NIIIS-KA. El sistema Zenit se instaló en las afueras de Moscú, lo que permitió realizar pruebas en combate. Se descubrió que, si bien la precisión del sistema no era suficiente para apuntar con precisión, era satisfactoria para el disparo de barrera. También podría utilizarse como complemento del sistema de vigilancia RUS-2 para guiar aviones de combate.
En septiembre, el equipo realizó modificaciones en el Zenit y se realizaron más pruebas. Se descubrió que el rango de detección se había duplicado, pero la zona muerta aumentó en una cantidad similar. El NIIIS-KA creía que las perspectivas eran buenas para convertirlo en un sistema adecuado, pero eran necesarias condiciones de laboratorio. Así, el Zenit y todo el personal del NIIIS-KA fueron enviados a 3.200 kilómetros de distancia, hasta Bukhara, uniéndose al resto del LEMO que también se desplazaba.
Debido al método de lectura nula para analizar las señales, el sistema Zenit adolecía de lentitud en las mediciones (38 segundos para determinar las tres coordenadas), así como de precisión. También tenía una gran zona muerta provocada por retornos terrestres. Mientras todavía estaba en Jarkov, se había iniciado el trabajo en Rubin , un sistema destinado a corregir las deficiencias del Zenit . Con Slutskin como director de LEMO, este proyecto continuó en Bukhara bajo la dirección de Usikov.
Se desarrolló un nuevo magnetrón; esto funcionó a 54 cm (470 MHz) con una potencia de pulso aumentada a 15 kW. Se desarrolló un dispositivo transmisor-receptor de descarga de gas (un diplexor) para aislar el receptor del pulso directo del transmisor, permitiendo así el uso de una estructura transmisor-receptora común. (Se había realizado un desarrollo similar para la antena común RUS-2 , pero no habría sido adecuado para el microondas Rubin ).
Se consideraron varias técnicas para reemplazar los métodos de lectura nula, y en la selección final se utilizó un dispositivo para proporcionar un dipolo estacionario contra el cual se pudiera determinar continuamente la posición direccional de la antena. El alcance, el acimut y la elevación se mostraban en una pantalla de tubo de rayos catódicos. Sin embargo, no estaba previsto introducir esta información en una unidad automática para apuntar con reflectores y armas.
En el foco de un reflector paraboloide de 3 metros se encontraban dipolos separados de transmisión y recepción . El conjunto de la antena, con controles remotos, podía girar de 0 a 90 grados verticalmente y de 0 a 400 grados horizontalmente. El ancho del haz principal era de 16 grados ecuatoriales y 24 grados meridianos.
El sistema se transportaba en dos camiones: en uno la consola electrónica y de control y en el otro el generador de energía. Tanto el magnetrón del transmisor como la parte frontal del receptor estaban en contenedores sellados unidos a la parte trasera del reflector. El conjunto de la antena estaba sobre rieles y podía extenderse hasta cerca del camión.
En agosto de 1943, se completó el prototipo del sistema Rubin , y todo el trabajo fue realizado por el pequeño personal de LEMO y NIIIS-KA. El sistema fue transportado a Moscú, donde Usikov, Truten y otros realizaron más pruebas y realizaron demostraciones fuera de combate. En ese momento, el GL Mk II británico y su réplica soviética, SON-2 , también estaban disponibles y posiblemente se usaron en comparación directa con el Rubin ; De ser así, al Rubin no le habría ido bien.
En lugar de lanzar el prototipo para producción, el Ejército hizo arreglos para que el Comando de la Flota Roja probara el Rubin . A principios de 1944, el sistema fue transportado a Murmansk, el único puerto sin congelación del Ártico soviético. Aquí, a pesar del frío, Usikov continuó con pruebas y demostraciones en mejores condiciones que en la todavía caótica Moscú.
Las pruebas a bordo de un barco mostraron la detección de aeronaves a 60 km y mediciones fiables a partir de 40 km. Los errores medios no superaron los 120 m de alcance y 0,8 grados en acimut y ángulos de elevación. El tiempo para determinar las coordenadas angulares nunca superó los 7 segundos y la zona muerta se redujo a 500 m. Se encontraron precisiones similares para detectar todo tipo de embarcaciones de superficie, pero con la antena Rubin al nivel de la cubierta, el rango de detección era comprensiblemente mucho menor que el de los aviones.
Durante el último año de la guerra, Rubin fue utilizado por la Flota Roja para la vigilancia aérea y de superficie en el sector polar. Si el GL Mk II y su clon, SON-2ot , no hubieran estado disponibles, el Rubin probablemente se habría completado mucho antes y habría entrado en producción. Aunque nunca se puso en servicio regular, este sistema proporcionó una buena base para futuros radares basados en magnetrones en la Unión Soviética.
La guerra fría trajo consigo la amenaza de los bombarderos supersónicos intercontinentales. Esto llevó al desarrollo de sistemas integrados de defensa aérea como el Uragan-1 , donde radares de búsqueda y adquisición a gran distancia de áreas estratégicas detectan amenazas entrantes, integran esos datos en una solución de ataque o intercepción y luego atacan al objetivo con aviones interceptores o anti- artillería aérea a medida que el intruso avanza hacia varias capas de sistemas de armas.
En los años previos a la guerra se diseñaron varios nuevos aviones de combate y bombarderos. Vladimir Petlyakov dirigió una oficina de diseño de las Fuerzas Aéreas Soviéticas (VVS), responsable del desarrollo de un bombardero bimotor de ataque en picado que finalmente fue designado Pe-2 . Tras retrasarse en el cronograma, Petlyakov fue acusado de sabotaje y arrojado a un Gulag técnico ; De hecho, hizo gran parte de su diseño mientras estaba encarcelado.
A finales de 1940, el VVS desarrolló el requisito de un sistema de detección de aviones enemigos a bordo. El grupo de radiolocalización del NII-9 en Leningrado recibió el encargo de diseñar un conjunto de este tipo para el Pe-2 . La mayoría de los equipos de radiolocalización de aquella época eran grandes y pesados, y para este avión se necesitaba un equipo pequeño y ligero. Además, las limitaciones en el tamaño de la antena llevaron al diseño a frecuencias lo más altas posible. El klistrón reflejo (como se llamó más tarde) acababa de ser desarrollado por Nikolay Devyatkov . Con esto, se inició el diseño de un conjunto denominado Gneis (Origen) y que funciona a 16 cm (1,8 GHz).
Cuando el NII-9 fue evacuado a Moscú en julio de 1941, esto afectó en gran medida el cronograma. Además, el klistrón réflex no se había puesto en producción y su disponibilidad en el futuro era dudosa; por lo tanto, el proyecto fue terminado. Sin embargo, la necesidad de contar con un aparato de radiolocalización a bordo era ahora aún más importante; El Pe-3 , una variante de caza pesado del Pe-2 , estaba en producción. Algunos de estos aviones estaban siendo configurados como cazas nocturnos y el radar (como se llamaba ahora) se necesitaba con urgencia. El NII-20 y el Factory 339 se hicieron cargo del diseño, dirigido por el Director Técnico, Victor Tikhomirov.
El nuevo conjunto, denominado Gneiss-2 (Гнейс-2), operaba a 1,5 m (200 MHz). El caza Pe-3 era un avión de dos plazas, con el piloto y el artillero trasero/operador de radio sentados espalda con espalda. El radar fue diseñado como un equipo más para el operador de radio.
Las antenas estaban montadas sobre la superficie superior de las alas, un conjunto transmisor de patrón amplio en un ala y dos antenas receptoras Yagi en la otra. Un Yagi estaba dirigido hacia adelante y el otro, a unos metros de distancia, apuntaba 45 grados hacia afuera. El fuselaje del avión proporcionaba un escudo entre las antenas transmisora y receptora. El sistema tenía un alcance de unos 4 km y podía proporcionar el acimut del objetivo en relación con la trayectoria de vuelo del caza.
El Gneis-2 , el primer radar para aviones de la Unión Soviética, fue probado en combate en Stalingrado durante diciembre de 1942. Aproximadamente 230 de estos equipos se construyeron durante la guerra. Algunos se instalaron en aviones Yak-9 y (fuera de secuencia numérica) Yak-3 , los cazas avanzados que eventualmente dieron al VVS la paridad con la Luftwaffe . Otros conjuntos con designaciones Gneis se desarrollaron en la Planta 339 con fines experimentales, particularmente con cazas Lavochkin La-5 y aviones de asalto a tierra Ilyushin Il-2 , pero ninguno de estos conjuntos se puso en producción.
Durante la década de 1930, la RKKF (Flota Roja) tenía importantes programas de desarrollo de las comunicaciones por radio. A partir de 1932, esta actividad estuvo dirigida por Aksel Ivanovich Berg (director del NIIIS-KF, Investigación de señales de la Flota Roja) y más tarde se le otorgó el rango de ingeniero-almirante. También fue profesor en las universidades de Leningrado y siguió de cerca los primeros avances en radiolocalización en LPTI y NII-9. Inició un programa de investigación en esta tecnología en el NIIIS-KF, pero fue interrumpido al ser arrestado en 1937 durante la Gran Purga y pasó tres años en prisión.
Berg fue liberado a principios de 1940 y reintegrado a sus cargos. Después de revisar las pruebas de Redut realizadas en Sebastopol, obtuvo una cabina RUS-2 y la adaptó para pruebas a bordo. Designado Redut-K , fue colocado en el crucero ligero Molotov en abril de 1941, convirtiéndose en el primer buque de guerra de la RKKF con capacidad de localización por radio. Después del inicio de la guerra, sólo se construyeron unos pocos de estos decorados.
A mediados de 1943, el radar ( radiolokatsiya ) fue finalmente reconocido como una actividad soviética vital. Se creó un Consejo de Radar, adscrito al Comité de Defensa del Estado; Berg fue nombrado viceministro, responsable de todos los radares de la URSS. Si bien participó en todos los desarrollos futuros de esta actividad, mostró especial interés en los sistemas de la Armada. Posteriormente, Berg fue el principal responsable de la introducción de la cibernética en la Unión Soviética .
Otros radares autóctonos de la Armada Soviética desarrollados (pero no puestos en producción) durante la guerra incluyeron el Gyuis-1 , que operaba a 1,4 m con una potencia de pulso de 80 kW. Este fue el sucesor de Redut-K para alerta temprana; el prototipo se instaló en el destructor Gromkii en 1944. Se desarrollaron simultáneamente dos radares de control de fuego: el Mars-1 para cruceros y el Mars-2 para destructores. Ambos fueron probados justo al final de la guerra y luego puestos en producción como Redan-1 y Redan-2 , respectivamente.
Cuando comenzó la guerra, Alemania tenía una larga tradición en el uso de ondas electromagnéticas para detectar objetos. En 1888, Heinrich Hertz , quien fue el primero en demostrar la existencia de estas ondas, también observó que, al igual que la luz, se reflejaban en las superficies metálicas. En 1904, Christian Hülsmeyer obtuvo patentes alemanas y extranjeras para un aparato, el Telemobilskop , que utilizaba un transmisor de chispas que podía detectar barcos y prevenir colisiones; Este se cita a menudo como el primer radar, pero, sin proporcionar alcance directamente, no califica para esta clasificación. Con la llegada del tubo de radio y la electrónica, se desarrollaron otros sistemas exclusivamente de detección, pero todos utilizaban ondas continuas y no podían medir la distancia.
En 1933, el físico Rudolf Kühnhold , director científico de la Kriegsmarine (Marina alemana) Nachrichtenmittel-Versuchsanstalt (NVA) (Establecimiento de investigación de señales) en Kiel , inició experimentos en la región de las microondas para medir la distancia a un objetivo. Para el transmisor contó con la ayuda de dos operadores de radioaficionados, Paul-Günther Erbslöh y Hans-Karl Freiherr von Willisen. En enero de 1934, formaron en Berlín- Oberschöneweide la empresa Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate (GEMA) para este trabajo. [28]
Pronto comenzó en serio en GEMA el desarrollo de un Funkmessgerät für Untersuchung (dispositivo de medición por radio para reconocimiento). Se incorporaron como consultores Hans Hollmann y Theodor Schultes, ambos afiliados al prestigioso Instituto Heinrich Hertz de Berlín . El primer desarrollo fue un aparato de onda continua que utilizaba interferencia de latido Doppler para la detección. Luego, Kühnhold trasladó el trabajo de GEMA a un sistema modulado por impulsos.
Utilizando un magnetrón de 50 cm (600 MHz) de Philips , su primer transmisor se moduló con pulsos de 2 μs a una frecuencia de repetición de pulso (PRF) de 2000 Hz. La antena transmisora era un conjunto de 10 pares de dipolos con una malla reflectante, y la antena receptora tenía tres pares de dipolos y conmutación de lóbulos incorporada . El receptor regenerativo de banda ancha utilizó un triodo de bellota RCA 955 . Un dispositivo de bloqueo (un duplexor ), cierra la entrada del receptor cuando el transmisor pulsa. Se utilizó un tubo Braun para mostrar el rango. Se probó por primera vez en mayo de 1935 en el sitio del NVA (a partir de 1939: Nachrichten-Versuchskommando (NVK) (comando de investigación de señales)) Pelzerhaken en la bahía de Lübeck cerca de Neustadt en Holstein , detectando retornos de los bosques al otro lado de la bahía en un rango de 15 kilómetros (9,3 millas). En Alemania, a Kühnhold se le suele llamar el "padre del radar".
Este primer Funkmessgerät de GEMA incorporó tecnologías más avanzadas que los primeros modelos de Gran Bretaña y Estados Unidos, pero parece que el radar recibió una prioridad mucho menor hasta finales de la Segunda Guerra Mundial; al comienzo de la guerra, pocos habían sido desplegados. En gran parte, esto se debió a la falta de apreciación de esta tecnología por parte de la jerarquía militar, especialmente en la cima, donde el dictador Adolf Hitler veía el radar como un arma defensiva y su interés estaba en el hardware ofensivo. Este problema se vio agravado por el enfoque indiferente a la dotación de personal de mando. Pasó algún tiempo antes de que la Luftwaffe tuviera un sistema de mando y control casi tan eficaz como el establecido por la Royal Air Force en Gran Bretaña antes de la guerra. [29]
Wolfgang Martini , un oficial de carrera de la Luftwaffe , fue el principal promotor del radar en el Alto Mando alemán. Aunque no tenía educación universitaria, su comprensión de esta tecnología fue instintiva y su participación fue quizás el mayor impulso para el desarrollo definitivo del radar en tiempos de guerra en Alemania. En 1941, fue elevado a General der Luftnachrichtentruppe (General del Cuerpo de Señales Aéreas) y permaneció en este puesto hasta el final de la guerra en mayo de 1945.
Las tres ramas de las fuerzas armadas combinadas de la Wehrmacht de la Alemania nazi: la Luftwaffe (Fuerza Aérea), la Kriegsmarine (Marina) y el Heer (Ejército); utilizó tecnología y hardware de radar alemanes. Aunque estos usuarios operaban varios laboratorios de desarrollo, la gran mayoría de los radares fueron suministrados por cuatro empresas comerciales: GEMA, Telefunken , Lorenz y Siemens & Halske . Cerca del final de la guerra en 1945, GEMA dirigió el trabajo de radar alemán, llegando a contar con más de 6.000 empleados.
La designación oficial de los sistemas de radar era FuMG ( Funkmessgerät , literalmente "dispositivo de medición de radio"), y la mayoría también con una letra (p. ej., G, T, L o S) que indica el fabricante, así como un número que muestra el año de lanzamiento y posiblemente una letra o número que indique el modelo. Sin embargo, había una falta de uniformidad en las designaciones.
A principios de 1938, la Kriegsmarine financió a GEMA para el desarrollo de dos sistemas, uno de colocación de armas y el otro de alerta aérea. En producción, el primer tipo se convirtió en el Flakleit de 80 cm (380 MHz) , capaz de dirigir fuego contra objetivos de superficie o aéreos dentro de un alcance de 80 km. Tenía una configuración de antena muy similar a la del SCR-268 estadounidense. La versión de posición fija, el Flakleit-G , incluía un buscador de altura.
El segundo tipo desarrollado por GEMA fue el Seetakt de 2,5 m (120 MHz) . A lo largo de la guerra, GEMA proporcionó una amplia variedad de conjuntos Seetakt , principalmente para barcos, pero también para varios tipos de submarinos. La mayoría tenía un excelente módulo de medición de alcance llamado Messkette (cadena de medición) que proporcionaba precisión de alcance dentro de unos pocos metros, independientemente del alcance total. El Seetakt a bordo utilizó una antena de "colchón" similar al "somier" del CXAM estadounidense. [30]
Aunque la Kriegsmarine intentó impedir que la GEMA trabajara con los otros servicios, la Luftwaffe se dio cuenta del Seetakt y encargó su propia versión a finales de 1938. Llamado Freya , era un radar terrestre que operaba alrededor de 2,4 m (125 MHz). con una potencia máxima de 15 kW y una autonomía de unos 130 km. El radar Freya básico se mejoró continuamente y finalmente se construyeron más de 1.000 sistemas.
En 1940, Josef Kammhuber utilizó Freyas en una nueva red de defensa aérea que se extendía por los Países Bajos , Bélgica y Francia . Llamada Línea Kammhuber por los Aliados, estaba compuesta por una serie de células cuyo nombre en código era Himmelbett (cama con dosel), cada una de las cuales cubría un área de unos 45 km de ancho y 30 km de profundidad, y contenía un radar, varios reflectores y un Aviones de combate nocturno primarios y de respaldo. Esto fue relativamente efectivo excepto cuando el cielo estaba nublado. Se necesitaba un nuevo radar de dirección de armas para cubrir esta deficiencia y luego la Luftwaffe contrató a Telefunken para dicho sistema.
Bajo el liderazgo de Wilhelm Runge , Telefunken construyó el nuevo radar alrededor de un nuevo triodo capaz de entregar una potencia de pulso de 10 kW a 60 cm (500 MHz). Con el nombre en clave de Würzburg (el ingeniero líder Runge prefiere nombres en clave de ciudades alemanas como Würzburg ), tenía un reflector parabólico de 3 m (10 pies) suministrado por la compañía Zeppelin y era efectivo a un alcance de aproximadamente 40 km para aviones. . Normalmente se añadían dos de estos radares a cada Himmelbett , uno para detectar el objetivo de un Freya y un segundo para rastrear el avión de combate. Al requerir solo un operador, el Würzburg se convirtió en el principal sistema móvil de colocación de armas utilizado por la Luftwaffe y Heer durante la guerra. Finalmente se produjeron unas 4.000 unidades de las distintas versiones del sistema básico.
El Sistema de Defensa Aérea se mejoró continuamente. Para mejorar el alcance y la precisión, Telefunken desarrolló el Würzburg-Riese y GEMA amplió los dipolos de Freya para fabricar el Mammut y el Wassermann . El Würzburg-Riese (Gigante de Würzburg ) tenía un plato de 7,5 m (25 pies) (otro producto de Zeppelin) que estaba montado en un vagón de ferrocarril. El sistema también tenía una mayor potencia de transmisión; combinado con el reflector ampliado, esto dio como resultado un alcance de hasta 70 km, así como una precisión considerablemente mayor. Se construyeron alrededor de 1.500 unidades de este sistema de radar.
El Mammut (mamut) utilizó 16 Freyas conectadas a una antena gigante de 30 por 10 metros (100 por 33 pies) con dirección de haz en fase , una técnica que eventualmente se convertiría en estándar en los radares. Tenía un alcance de hasta 300 km y cubría unos 100 grados de ancho con una precisión cercana a 0,5 grados. Se construyeron alrededor de 30 sets, algunos con caras consecutivas para una cobertura bidireccional. El Wassermann (barquero) tenía ocho Freyas también con antenas en fase, apiladas en una torre orientable de 56 metros (190 pies) y con un alcance de hasta 240 km. Una variante, el Wassermann-S , tenía los radares montados en un cilindro alto. Alrededor de 150 de todos los tipos se construyeron a partir de 1942. [31]
Se necesitaba un sistema con gran alcance para rastrear las formaciones de bombarderos británicos y estadounidenses mientras cruzaban Alemania. Para esta función, los consultores Theodor Schultes y Hans Hollmann diseñaron un radar experimental de 2,4 m (125 MHz) y 30 kW llamado Panorama . Construido por Siemens & Halske en 1941, se colocó sobre una torre de hormigón en Tremmen , unos kilómetros al sur de Berlín. La antena tenía 18 dipolos sobre un soporte horizontal largo y producía un haz vertical estrecho; esto giró a 6 rpm para extender una cobertura de 360 grados a aproximadamente 110 km.
Basándose en el funcionamiento de Panorama , Siemens & Halske mejoraron este sistema y lo rebautizaron como Jagdschloss (pabellón de caza). Agregaron una segunda operación conmutable a 150 kW a 1,2 m (250 MHz), aumentando el alcance a cerca de 200 km. La información de los receptores se enviaba mediante cable coaxial o un enlace de 50 cm desde la torre hasta un centro de mando central, donde se utilizaba para dirigir los aviones de combate. En la pantalla se utilizó el CRT de coordenadas polares (PPI) de Hollmann, el primer sistema alemán con este dispositivo; también se agregó al Panorama. El Jagdschloss entró en servicio a finales de 1943 y finalmente se construyeron unos 80 sistemas. El Jagdwagen (coche de caza) era una versión móvil de frecuencia única; Operando a 54 cm (560 MHz), tenía un sistema de antena correspondientemente más pequeño.
En el marco de un proyecto financiado con fondos internos, la empresa Lorenz AG desarrolló un equipo de modulación de impulsos. El Heer contrató algunos equipos para apoyo antiaéreo , pero luego esta misión fue transferida a la Luftwaffe . Durante varios años, Lorenz no logró vender nuevas versiones llamadas Kurfürst y Kurmark (ambos términos del Sacro Imperio Romano Germánico ). A medida que continuaba la guerra, la Luftwaffe vio la necesidad de radares adicionales. Lorenz volvió a modificar sus aparatos para convertirse en el Tiefentwiel , un sistema transportable construido para complementar al Freya contra aviones de bajo vuelo, y el Jagdwagen , una unidad móvil utilizada para la vigilancia aérea. Estas unidades de 54 cm (560 MHz) con indicadores de posición en planta tenían dos antenas respaldadas por reflectores de malla parabólicos sobre marcos bifurcados giratorios que se elevaban por encima de la cabina del equipo. A partir de 1944, Lorenz fabricó ambos sistemas para la Luftwaffe en cantidades relativamente pequeñas.
Aunque los investigadores alemanes habían desarrollado magnetrones a principios de la década de 1930 (Hans Hollmann recibió una patente estadounidense sobre su dispositivo en julio de 1938), ninguno había sido adecuado para radares militares. En febrero de 1943, un bombardero británico que contenía un radar H2S fue derribado sobre los Países Bajos y el magnetrón de 10 cm se encontró intacto. En poco tiempo, se descubrió el secreto para fabricar magnetrones exitosos y comenzó el desarrollo del radar de microondas.
Telefunken recibió el encargo de construir un conjunto de colocación de armas para aplicaciones antiaéreas y, a principios de 1944, surgió un conjunto de 10 cm con el nombre en código Marbach . Con un reflector Mannheim de 3 m , este equipo tenía un alcance de detección de unos 30 km. Su característica más importante era una relativa inmunidad al Window, la paja utilizada por los británicos como contramedida contra el Würzburg de 50 cm . El Marbach se produjo en cantidades limitadas para baterías Flak en varias grandes ciudades industriales.
Se desarrollaron varios otros conjuntos de 10 cm, pero ninguno llegó a producirse en masa. Uno de ellos era el Jagdschloss Z , un equipo experimental de tipo panorámico con una potencia de impulso de 100 kW construido por Siemens & Halske. Klumbach era un conjunto similar pero con sólo 15 kW de potencia de pulso y usaba un reflector parabólico cilíndrico para producir un haz muy estrecho; cuando se usaba con Marbach , el sistema combinado de control de incendios se llamaba Egerland .
Hacia finales de 1943, los alemanes también recuperaron radares que contenían magnetrones de 3 cm, pero nunca se produjeron equipos que funcionaran en esta longitud de onda. Sin embargo, desempeñaron un papel importante en el desarrollo alemán de contramedidas, en particular de receptores de alerta por radar .
En junio de 1941, un bombardero de la RAF equipado con un radar ASV (Air-to-Surface Vessel) Mk II realizó un aterrizaje de emergencia en Francia. Aunque la tripulación había intentado destruir el aparato, los restos fueron suficientes para que el Laboratorio Alemán de Aviación pudiera discernir la operación y su función. Las pruebas demostraron las ventajas de un radar de este tipo, y Wolfgang Martini también vio su valor y encargó a Lorenz que desarrollara un sistema similar.
Con experiencia en equipos de navegación aérea y experiencia en el desarrollo de sistemas de radar terrestre financiados internamente, Lorenz tenía excelentes capacidades para este proyecto. Antes de fin de año, habían construido un conjunto basado en su diseño Kurfürst/Kurmark , pero muy reducido en tamaño y peso, y con una electrónica mejorada. Designado FuG 200 Hohentwiel , producía una potencia de pulso de 50 kW en frecuencias bajas de la banda UHF (545 MHz) y tenía un PRF muy bajo de 50 Hz. El equipo utilizaba dos disposiciones de antena separadas, que permitían buscar hacia adelante o hacia los lados. [32]
La demostración de Hohentwiel detectó un gran barco a 80 km, un submarino en la superficie a 40 km, un periscopio submarino a 6 km, un avión a 10 a 20 km y elementos terrestres a 120 a 150 km. Se obtuvo una precisión de demora de aproximadamente 1 grado cambiando rápidamente entre dos antenas receptoras orientadas a 30 grados a cada lado de la dirección de la antena transmisora. El Hohentwiel , puesto en producción en 1942, tuvo un gran éxito. Se utilizó por primera vez en grandes aviones de reconocimiento como el Fw 200 Condor . En 1943, el Hohentwiel-U , una adaptación para uso en submarinos, proporcionó un alcance de 7 km para buques de superficie y 20 km para aviones. En total se entregaron unos 150 juegos al mes.
El uso de los precisos radares Freya y Würzburg en sus sistemas de defensa aérea permitió a los alemanes tener un enfoque algo menos vigoroso en el desarrollo de radares aerotransportados. A diferencia de los británicos, cuyos inexactos sistemas CH exigían algún tipo de sistema en el avión, el Würzburg era lo suficientemente preciso como para permitirles dejar el radar en tierra. Esto volvió a atormentarlos cuando los británicos descubrieron el modo de operación de la táctica Himmelbett y el desarrollo de un sistema aerotransportado se volvió mucho más importante.
A principios de 1941, la Defensa Aérea reconoció la necesidad de contar con radares en sus aviones de combate nocturno. Runge recibió los requisitos de Telefunken y en verano se probó un prototipo del sistema. Con el nombre en código Lichtenstein , este era originalmente un sistema de banda baja UHF (485 MHz) y 1,5 kW en su primer modelo B/C , generalmente basado en la tecnología ahora bien establecida por Telefunken para Würzburg. Los problemas de diseño fueron la reducción de peso, la provisión de un buen alcance mínimo (muy importante para el combate aire-aire) y un diseño de antena apropiado. Se logró un excelente alcance mínimo de 200 m moldeando cuidadosamente el pulso. El conjunto de antenas Matratze (colchón) en su forma completa tenía dieciséis dipolos con reflectores (un total de 32 elementos), lo que proporcionaba un amplio campo de búsqueda y un alcance máximo típico de 4 km (limitado por los obstáculos del suelo y dependiente de la altitud), pero produciendo mucha resistencia aerodinámica. Se insertó un desfasador giratorio en las líneas de transmisión para producir un haz giratorio. La elevación y el azimut de un objetivo en relación con el caza se mostraban mediante las posiciones correspondientes en una pantalla CRT de triple tubo. [33]
Los primeros conjuntos de producción ( Lichtenstein B/C ) estuvieron disponibles en febrero de 1942, pero no fueron aceptados en combate hasta septiembre. Los pilotos del Nachtjäger (caza nocturno) descubrieron con consternación que el conjunto Matratze de 32 elementos estaba ralentizando sus aviones hasta 50 km/h. En mayo de 1943, un avión de combate nocturno Ju 88R-1 equipado con B/C aterrizó en Escocia, que aún sobrevive como pieza de museo restaurada; Un trío de pilotos desertores de la Luftwaffe lo habían llevado a Escocia . Los británicos reconocieron inmediatamente que ya tenían una excelente contramedida en Window (la paja utilizada contra Würzburg ); en poco tiempo la utilidad del B/C se redujo considerablemente.
Cuando Alemania se dio cuenta del problema de la paja, se decidió hacer que la longitud de onda fuera variable, lo que permitió al operador sintonizarse para evitar los retornos de paja. A mediados de 1943, se lanzó el Lichtenstein SN-2 , muy mejorado, que funcionaba con una longitud de onda de banda VHF variable entre 3,7 y 4,1 m (81 a 73 MHz). Los británicos tardaron más en encontrar interferencias para el SN-2 , pero esto finalmente se logró después de julio de 1944. El conjunto mucho más largo de ocho elementos dipolo para el conjunto completo de antenas Hirschgeweih (astas de ciervo) reemplazó al conjunto de treinta y dos elementos del Matratze de los conjuntos B/C y C-1 de banda UHF, pero como los primeros conjuntos SN-2 tenían un alcance mínimo deficiente de aproximadamente medio kilómetro, los aviones a menudo necesitaban conservar el equipo anterior para compensar esto hasta el Se abordó la deficiencia. Esto a veces dio lugar a que conjuntos completos de antenas Matratze y Hirschgeweih adornaran los morros de los cazas nocturnos alemanes, causando un problema desastroso con la resistencia hasta que se creó un subconjunto "de un cuarto" del conjunto Matratze para una instalación montada centralmente en el morro, reemplazando la matriz UHF completa de cuatro conjuntos. Luego, cuando el problema del alcance mínimo se resolvió con los aparatos SN-2 a finales de 1943, los anteriores aparatos B/C y C-1 de banda UHF y sus antenas pudieron eliminarse por completo. Como reemplazo planificado para la serie de equipos Lichtenstein , el radar Neptun desarrollado por el gobierno , que opera en un tercer conjunto de diferentes frecuencias de banda media VHF (de 125 MHz a 187 MHz) para evitar la interferencia de Window , se puso en producción a principios de 1944, y podía utilizar las mismas antenas Hirschgweih (con dipolos más cortos instalados) que habían utilizado los conjuntos SN-2. En el período 1943-44, los radares SN-2 y Neptun también podían utilizar la antena de radar experimental de banda VHF AI alemana Morgenstern , utilizando pares gemelos de tres dipolos en ángulo de 90° de antenas Yagi montadas en un solo mástil de proyección frontal. lo que permite colocar el conjunto con fines de reducción de la resistencia dentro de un radomo cónico de madera contrachapada cubierto de caucho en la nariz de un avión, con las puntas extremas de los elementos de la antena del Morgenstern sobresaliendo de la superficie del radomo. Al menos un caza nocturno Ju 88G-6 del vuelo del personal del ala de caza nocturno NJG 4 lo utilizó al final de la guerra para su instalación de radar Lichtenstein SN-2 AI. [34]
Aunque Telefunken no había estado involucrado anteriormente con radares de ningún tipo para aviones de combate, en 1944 comenzaron la conversión de un conjunto Marbach de 10 cm para esta aplicación. Se buscaron componentes de radar en los aviones estadounidenses y británicos derribados; De especial interés fueron los mecanismos giratorios utilizados para escanear el haz sobre el área de búsqueda. En enero de 1945 se completó un equipo aerotransportado con una antena parabólica cerrada con un radomo semielíptico , con el nombre en código FuG 240 Berlin , y se construyeron y colocaron alrededor de 40 equipos en aviones de combate nocturno. También se construyeron algunos equipos, con el nombre en código Berlin-S , para la vigilancia a bordo.
En los años previos a la Segunda Guerra Mundial, Japón contaba con investigadores expertos en las tecnologías necesarias para el radar; estaban especialmente avanzados en el desarrollo de magnetrones. Sin embargo, la falta de apreciación del potencial del radar y la rivalidad entre el ejército, la marina y los grupos de investigación civiles hicieron que el desarrollo de Japón fuera lento. No fue hasta noviembre de 1941, pocos días antes del ataque a Pearl Harbor , que Japón puso en servicio su primer sistema de radar completo. En agosto de 1942, los marines estadounidenses capturaron uno de estos primeros sistemas y, aunque tosco incluso para los estándares de los primeros radares estadounidenses, el hecho de que los japoneses tuvieran alguna capacidad de radar fue una sorpresa. La tecnología de radar japonesa estuvo entre 3 y 5 años por detrás de la de Estados Unidos, Gran Bretaña y Alemania durante toda la guerra. [35]
Un líder importante en el desarrollo tecnológico temprano fue Hidetsugu Yagi , profesor e investigador de prestigio internacional. Sus artículos de finales de la década de 1920 sobre antenas y diseño de magnetrones fueron estudiados de cerca por científicos e ingenieros de todo el mundo. Sin embargo, no se le permitió participar en el desarrollo de los radares japoneses en tiempos de guerra. El ejército japonés prestó tan poca atención a su trabajo anterior que, cuando recibieron un radar británico capturado, al principio no sabían que el " Yagi " mencionado en las notas adjuntas se refería a un invento japonés.
Aunque Japón se había unido a la Alemania nazi y la Italia fascista en un Pacto Tripartito en 1936, esencialmente no hubo intercambio de información técnica. Esto cambió en diciembre de 1940, cuando a un grupo de oficiales japoneses que representaban la tecnología del Ejército se le permitió visitar Alemania, seguido en enero por un grupo similar de la Armada. En la visita, a los japoneses se les mostraron algunos radares alemanes y un MRU británico (su primer radar de control de reflectores), abandonados durante la evacuación de Dunkerque . Además, Yoji Ito , líder de la delegación de la Marina, educado en Alemania, pudo obtener información del anfitrión sobre la operación pulsada de la MRU. Ito envió inmediatamente esta información a casa por correo diplomático, y la Armada comenzó a trabajar en el primer radar verdadero de Japón.
Después del inicio de la guerra con Estados Unidos en diciembre de 1941, los alemanes enviaron un radar de Würzburg a Japón. El submarino que transportaba este equipo se hundió en el camino y un segundo equipo corrió la misma suerte; sin embargo, parte del hardware y la documentación clave, enviados en un barco separado, lograron llegar de manera segura.
Cuando Japón tomó Singapur en febrero de 1942, se encontraron los restos de lo que resultó ser un radar británico GL Mk-2 y un radar Searchlight Control (SLC) . Junto con el hardware, había un conjunto de notas escritas a mano que daban detalles de la teoría y el funcionamiento del SLC. En mayo siguiente, en Corregidor , los captores encontraron dos radares del ejército estadounidense, un SCR-268 en condiciones de funcionamiento y un SCR-270 muy dañado . En un raro esfuerzo cooperativo, el Ejército y la Armada realizaron conjuntamente ingeniería inversa en estos conjuntos.
Se desarrollaron alrededor de 7.250 equipos de radar de 30 tipos diferentes para el ejército y la marina.
El Instituto de Investigación Tecnológica Tama (TTRI) fue formado por el Ejército para liderar lo que se llamó el desarrollo del Radio Range-Finder (RRF). TTRI contaba con personal competente, pero la mayor parte de su trabajo de desarrollo lo realizaron contratistas en los laboratorios de investigación de Toshiba Shibaura Denki ( Toshiba ) y Nippon Electric Company ( NEC ). [36]
El TTRI estableció un sistema para designar los equipos de radar del Ejército, en función de su uso. Los prefijos eran Ta-Chi (escrito aquí como Tachi) para sistemas terrestres, Ta-Se para sistemas a bordo de barcos y Ta-Ki para sistemas aerotransportados. El "Ta" denotaba Tama, el "Chi" era de tsuchi (tierra), el "Se" significa rápidos de mizu (agua) y "Ki" era de kuki (aire).
En junio de 1942, tanto NEC como Toshiba iniciaron proyectos basados en el SCR-268. El sistema americano funcionaba a 1,5 m (200 MHz). Tenía un conjunto muy complejo de tres antenas en un brazo giratorio horizontal y utilizaba conmutación de lóbulos. El proyecto NEC era para un sistema de seguimiento de objetivos designado Tachi-1, esencialmente una copia del SCR-268. Se descubrió que la duplicación de este sistema era demasiado difícil y pronto se abandonó Tachi-1. En Toshiba, el proyecto también era para un sistema de seguimiento de objetivos denominado Tachi-2. Esto iba a incorporar muchas simplificaciones al SCR-268. Las pruebas preliminares mostraron que sería demasiado frágil para la operación de campo; este proyecto también fue abandonado.
El GL Mk 2 británico era mucho menos complicado que el SCR-268 y se le realizó ingeniería inversa fácilmente; además, estaban disponibles las notas sobre el SLC. De ahí surgió el Tachi-3, un radar de seguimiento terrestre. Esto incluyó muchos cambios significativos en el sistema británico original; Lo más importante fue un cambio a una configuración de ubicación fija y un sistema de antena totalmente diferente.
El transmisor Tachi-3 funcionó a 3,75 m (80 MHz) y produjo una potencia máxima de aproximadamente 50 kW, con un ancho de pulso de 1 a 2 ms y PRF de 1 o 2 kHz. El transmisor fue diseñado para encerrarse en un refugio subterráneo. Utilizaba una antena Yagi que estaba montada rígidamente sobre el refugio y toda la unidad podía girar en azimut. Al poner en fase los elementos de la antena, se podría lograr algún cambio de elevación.
El receptor del Tachi-3 estaba ubicado en otro refugio subterráneo a unos 30 metros de distancia del transmisor. Se montaron cuatro antenas dipolo en brazos ortogonales, y el refugio y las antenas giraron para escanear en azimut. El alcance máximo era de unos 40 km. NEC construyó unos 150 de estos aparatos y finalmente entraron en servicio a principios de 1944.
El proyecto posterior de Toshiba se denominó Tachi-4. Esto fue para un radar de seguimiento terrestre, nuevamente usando el SCR-268 como patrón. Aún con la operación original de 1,5 m (200 MHz), este equipo funcionó razonablemente bien y se produjeron alrededor de 70 juegos. Estos comenzaron a funcionar a mediados de 1944; sin embargo, para entonces el Tachi-3 estaba disponible y tenía un rendimiento superior.
Los ingenieros de Toshiba ya habían comenzado a trabajar en un sistema de modulación de impulsos. Con la llegada del dañado SCR-270, se incorporaron partes al desarrollo en curso de un sistema de alerta temprana de sitio fijo designado Tachi-6. El transmisor operaba en la banda de 3 a 4 m (100 a 75 MHz) con una potencia máxima de 50 kW. Utilizaba una antena dipolo encima de un poste alto. Varias estaciones receptoras estaban espaciadas a unos 100 m alrededor del transmisor. Cada uno de ellos tenía un poste giratorio manual con antenas Yagi en dos niveles, lo que permitía realizar mediciones de acimut y elevación. Una estación receptora podía rastrear un avión mientras las demás buscaban. Se alcanzaron alcances de hasta 300 km y se mostraron en una pantalla CRT. Entró en servicio a principios de 1943; Finalmente se construyeron alrededor de 350 sistemas Tachi-6.
Se añadió una versión transportable de este sistema de alerta temprana. Designado Tachi-7, la principal diferencia era que el transmisor con una antena plegable estaba sobre una plataforma. Se construyeron alrededor de 60 de estos. A esto le siguió en 1944 el Tachi-18, una versión mucho más ligera y simplificada que podía transportarse con tropas. Se construyeron varios cientos de estos aparatos "portátiles", y algunos fueron encontrados cuando los japoneses abandonaron el lejano territorio ocupado. Todos estos continuaron operando en la banda de 3 a 4 m.
Otros radares terrestres desarrollados por el Ejército Imperial incluían dos equipos de localización de altura, Tachi-20 y Tachi-35, pero ya era demasiado tarde para ponerlos en servicio. También estaba el Tachi-28, un sistema de guía de aeronaves basado en radar. El TTRI también desarrolló el Tachi-24, su versión ligeramente modificada del radar alemán de Würzburg , pero nunca se puso en producción.
El Ejército Imperial tenía sus propios barcos, cuyo tamaño variaba desde lanchas de ataque hasta grandes lanchas de desembarco. Para ello desarrollaron Tase-1 y Tase-2, ambos radares antisuperficie. El Ejército Imperial también tenía sus propias Divisiones Aéreas con cazas, bombarderos, transportes y aviones de reconocimiento. Sólo se desarrollaron dos sistemas para estos aviones: Taki-1, un radar de vigilancia aerotransportado en tres modelos, y Taki-11, un conjunto de contramedidas electrónicas aerotransportadas (ECM).
El Instituto de Investigaciones Técnicas Navales (NTRI) comenzó a trabajar en un sistema de pulsos modulados en agosto de 1941, incluso antes de que Yoji Ito regresara de Alemania. Con la ayuda de NEC (Nippon Electric Company) y el Laboratorio de Investigación de NHK (Japan Broadcasting Corporation), se desarrolló un prototipo de forma acelerada. Kenjiro Takayanagi , ingeniero jefe de NHK, desarrolló los circuitos de temporización y formación de impulsos, así como la pantalla del receptor. El prototipo fue probado a principios de septiembre. [37]
El sistema, el primer radar completo de Japón, fue designado Mark 1 Modelo 1. (Este tipo de designación se abrevia aquí únicamente a números; por ejemplo, Tipo 11). El sistema funcionó a 3,0 m (100 MHz) con una potencia máxima de 40 kilovatios. Se utilizaron conjuntos de dipolos con reflectores tipo estera en antenas separadas para transmitir y recibir. En noviembre de 1941, el primer Tipo 11 fabricado se puso en servicio como radar terrestre de alerta temprana en la costa del Pacífico. Un sistema grande, pesaba cerca de 8.700 kg (19.200 lb). Se construyeron y utilizaron unos 30 decorados durante toda la guerra. El rango de detección fue de aproximadamente 130 km (81 millas) para aviones individuales y 250 km (160 millas) para grupos.
En 1942 le siguió el Tipo 12, otro sistema de alerta temprana terrestre. Era similar a su predecesor, pero más ligero (alrededor de 6.000 kg, 13.000 lb) y sobre una plataforma móvil. Se hicieron tres versiones; operaban a 2,0 m (150 MHz) o 1,5 m (200 MHz), cada uno con una potencia máxima de sólo 5 kW. La menor potencia redujo significativamente el alcance. Se construyeron alrededor de 50 conjuntos de todas las versiones de estos sistemas.
Otro sistema similar fue el Tipo 21. Básicamente, era la versión de 200 MHz del Tipo 12 rediseñada para uso a bordo y que pesaba sólo unos 840 kg (1850 lb). Los primeros conjuntos se instalaron en los acorazados Ise y Hyūga en abril de 1942. Finalmente se construyeron unos 40 conjuntos.
En este mismo período también se estaba diseñando el Tipo 13, más flexible en su uso. Operando a 2,0 m (150 MHz) y con una potencia máxima de 10 kW, este conjunto incluyó un avance importante. Se había desarrollado una unidad duplexadora para permitir el uso de una antena común. Con un peso de 1000 kg (2200 lb) (una pequeña fracción del del Tipo 11), este sistema podría usarse fácilmente tanto a bordo de barcos como en estaciones terrestres. Su rango de detección era aproximadamente el mismo que el del Tipo 12. Se puso en servicio a finales de 1942 y en 1944 también se había adaptado para su uso en submarinos de superficie. Con unos 1.000 equipos finalmente construidos, el Tipo 13 fue, con diferencia, el radar de búsqueda aérea y de superficie más utilizado de la Armada Imperial.
El Tipo 14 era un sistema a bordo diseñado para aplicaciones de búsqueda aérea de largo alcance. Con una potencia máxima de 100 kW y funcionando a 6 m (50 MHz), pesaba 30.000 kg (66.000 lb). Sólo dos de estos sistemas se pusieron en servicio en mayo de 1945, justo al final de la guerra.
La Armada Imperial construyó dos radares basados en el SCR-268 capturado. El Tipo 41 era electrónicamente como el original, pero con dos grandes antenas dipolo y configurado para aplicaciones de control de incendios a bordo. Se construyeron alrededor de 50 de estos y entró en servicio en agosto de 1943. El Tipo 42 tuvo más revisiones, incluido un cambio para usar cuatro antenas Yagi. Se construyeron y pusieron en servicio unos 60 en octubre de 1944. Ambos sistemas tenían un alcance de unos 40 km.
El NTRI realizó cambios mínimos en el Würzburg de 60 cm (500 MHz) , principalmente convirtiendo el oscilador de tubos de vacío en un magnetrón. El resultado fue el radar de control de fuego antibuque Tipo 23 destinado a cruceros y barcos más grandes. Con el cambio a un magnetrón, la producción se redujo aproximadamente a la mitad hasta una potencia máxima de unos 5 kW; esto dio un alcance de sólo 13 km (8,1 millas) para detectar la mayoría de los barcos de superficie. Aunque el prototipo se completó en marzo de 1944, sólo se construyeron unos pocos conjuntos y nunca se puso en producción en serie.
Japan Radio Company (JRC) había trabajado durante mucho tiempo con el NTRI en el desarrollo de magnetrones. A principios de 1941, el NTRI contrató al JRC para diseñar y construir un sistema de detección de superficie por microondas para buques de guerra. Designado Tipo 22, utilizaba un magnetrón de 10 cm (3,0 GHz) modulado por pulsos con refrigeración por agua y que producía una potencia máxima de 2 kW. El receptor era de tipo superheterodino con un magnetrón de baja potencia que actuaba como oscilador local. Se utilizaron antenas de bocina separadas para transmitir y recibir. Estos estaban montados sobre una plataforma común que podía girar en el plano horizontal. Dado que fue el primer set completo de Japón que utilizó un magnetrón, Yoji Ito fue el responsable y le prestó especial atención. [38]
El prototipo del Tipo 22 se completó en octubre de 1941; Las pruebas mostraron que detectó aviones individuales a 17 km (11 millas), grupos de aviones a 35 km (22 millas) y barcos de superficie a más de 30 km (19 millas) (dependiendo de la altura de la antena sobre el mar). Los primeros buques de guerra japoneses con radar de microondas los recibieron en marzo de 1942 y, a finales de 1944, el radar de microondas se utilizaba ampliamente en buques de superficie y submarinos; Se construyeron alrededor de 300 conjuntos Tipo 22.
Dado el escaso alcance del Tipo 23 (la copia de Würzburg ), se inició el desarrollo de tres sistemas de microondas para aplicaciones de control de incendios. El Tipo 31 operaba a 10 cm (3 GHz) y, al igual que el Würzburg , utilizaba un reflector parabólico común. Si bien el prototipo podía detectar barcos más grandes a una distancia de hasta 35 km, no se completó hasta marzo de 1945 y nunca entró en producción.
El Tipo 32 era otro sistema de 10 cm, este tenía antenas de bocina cuadrada separadas. El alcance de detección para barcos grandes era de unos 30 km. Entró en funcionamiento en septiembre de 1944 y se produjeron unos 60 juegos. El tipo 33 era otro conjunto de 10 cm; éste usaba antenas de bocina redonda separadas. El prototipo se completó en agosto de 1944, pero al igual que el Tipo 23, el alcance de detección era de sólo 13 km y no se puso en producción.
La Armada Imperial tenía una gran cantidad de aviones. Sin embargo, pasó casi un año después del inicio de la guerra antes de que se desarrollara el primer equipo aerotransportado en el Depósito Técnico Aéreo Naval de Oppama (ONATD). Inicialmente designado Tipo H-6, con varios conjuntos experimentales construidos, finalmente se produjo como Tipo 64 y comenzó a funcionar en agosto de 1942. El mayor problema de desarrollo fue reducir el peso al permitido para un avión; Finalmente se lograron 110 kg (240 lb).
Diseñado tanto para búsqueda aérea como de superficie, el Tipo 64 operaba a 2 m (150 MHz) con una potencia máxima de 3 a 5 kW y un ancho de pulso de 10 ms. Utilizaba una única antena Yagi en el morro del avión y dipolos a cada lado del fuselaje, y podía detectar grandes embarcaciones de superficie o vuelos de aviones a una distancia de hasta 100 km (62 millas). Este conjunto se utilizó inicialmente en hidroaviones de cuatro motores clase H8K, y luego en una variedad de aviones de ataque de tamaño mediano y torpederos. Fue, con diferencia, el radar aerotransportado más utilizado, con alrededor de 2.000 unidades producidas.
Continuó el desarrollo de sistemas más livianos en la ONATD. El Tipo N-6 que pesaba 60 kg (130 lb) estaba disponible en octubre de 1944, pero sólo se construyeron 20 unidades. Se trataba de un conjunto experimental de 1,2 m (250 MHz) y 2 kW destinado a un avión de combate monomotor de tres plazas (piloto, artillero y operador de radar). Otro fue el Tipo FM-3; operando a 2 m (150 MHz) con una potencia máxima de 2 kW, pesaba 60 kg y tenía un alcance de detección de hasta 70 km (43 mi). Diseñado específicamente para el Kyūshū Q1W Tokai , un nuevo avión antisubmarino bimotor de tres plazas, se construyeron alrededor de 100 aparatos y entró en servicio en enero de 1945.
Con la ayuda del NTRI y Yoji Ito, la ONATD también desarrolló el único radar de microondas aerotransportado de Japón. Designado FD-2 (a veces FD-3), se trataba de un conjunto de magnetrón de 25 cm (1,2 GHz) y 2 kW que pesaba unos 70 kg. Podría detectar aviones a una distancia de entre 0,6 y 3 km (0,37 y 1,86 millas), satisfactorio para aviones de combate nocturnos de corto alcance como el Nakajima J1N1-S "Gekko" . Utilizaba cuatro antenas Yagi montadas en la zona del morro; Los elementos separados para transmisión y recepción estaban sesgados para la búsqueda. A diferencia de la guerra aérea en Europa, Japón utilizó pocos aviones de combate nocturno; en consecuencia, no fue hasta mediados de 1944 cuando se puso en uso el Tipo FD-2. Se fabricaron unos 100 juegos.
Cuando se desarrollaron magnetrones en Japón, la aplicación principal inicial era la transmisión de energía, no el radar. A medida que estos dispositivos aumentaron en energía de salida, su aplicación como arma se hizo evidente. Para la investigación de armas especiales se construyó una gran instalación en Shimada. En 1943, se inició un proyecto para desarrollar un Ku-go (Rayo de la Muerte) utilizando magnetrones. Al final de la guerra, se habían construido magnetrones que desarrollaban una potencia continua de 100 kW a 75 cm (400 MHz), y aparentemente la intención era acoplar 10 de ellos para producir un haz de 1.000 kW. Básicamente, todo el equipo y los documentos de Shimada fueron destruidos antes de que los estadounidenses llegaran a las instalaciones. [39]
Los primeros prototipos de radar en Italia fueron desarrollados ya en 1935 por el investigador en electrónica Ugo Tiberio quien, tras graduarse en 1927 en la Real Escuela de Ingeniería de Nápoles, publicó algunos artículos sobre electromagnetismo y, durante su servicio militar, fue destinado a Comunicaciones Militares. Instituto de Roma donde el coronel Luigi Sacco - después de haber observado algunos experimentos realizados por Guglielmo Marconi sobre el reflejo de las ondas de radio - le encomendó la tarea de verificar si estas propiedades de las ondas de radio podían utilizarse para encontrar la ubicación de objetos distantes.
Después de su baja del Ejército Real, el trabajo de Tiberio llamó la atención de Nello Carrara , profesor de la Academia Naval Italiana de Livorno , quien obtuvo para él una comisión como teniente para permitirle continuar sus investigaciones en la Academia. Esto llevó al desarrollo en el período 1936-1937 del primer prototipo funcional de un radar naval, el EC-1, apodado " Gufo " (búho). [40]
A pesar de su logro, realizado bajo la supervisión del Capitán de Navío Alfeo Brandimarte , el proyecto quedó estancado por falta de financiación y recursos, ya que tanto Tiberi como Carrara debían atender sus tareas docentes y sólo podían dedicarse a la investigación en su tiempo libre. Además, a pesar de los esfuerzos del Capitán Brandimarte por llevar la importancia del dispositivo a los niveles más altos de la Marina Real Italiana, sus peroratas fueron recibidas con arrogancia e incredulidad. Un almirante llegó incluso a decirle: "En toda la historia de la guerra naval, las batallas han tenido lugar durante el día, por lo que el hecho de que su dispositivo pueda localizar barcos enemigos durante la noche es completamente inútil". .
Esta actitud duró hasta 1941, cuando el interés por el radar revivió abruptamente poco después de que la marina italiana sufriera una serie de fuertes reveses en acciones nocturnas contra las unidades equipadas con radar de la Royal Navy , especialmente la de la Batalla del Cabo Matapan , donde más de 3.000 Marineros y oficiales se perdieron en el mar sin lograr disparar un solo tiro.
Las primeras pruebas se realizaron a bordo del torpedero Giacinto Carini en abril de 1941. [41] Los equipos de radar fueron fabricados por la empresa italiana SAFAR. Hasta el 8 de septiembre de 1943, día en que Italia firmó un armisticio con los aliados, sólo se habían instalado 12 dispositivos a bordo de buques de guerra italianos . [42] A partir de la primavera de 1943, la recomendación del Alto Mando italiano fue encender el radar sólo en la proximidad de las fuerzas enemigas, después de un aviso alemán incorrecto de que los británicos tenían receptores de alerta de radar similares al Metox . Los aliados, sin embargo, no desarrollaron dicha tecnología hasta 1944. A pesar de ello, se ha informado que las tripulaciones hicieron un amplio uso del Gufo como radar de búsqueda, omitiendo mencionarlo en el cuaderno de bitácora del barco para evitar sanciones. [43]
El radar fue utilizado en combate por el crucero ligero Scipione Africano en la noche del 17 de julio de 1943 , mientras pasaba de La Spezia a Taranto , [44] [45] cuando detectó una flotilla de cuatro lanchas torpederas a motor británicas Elco cinco millas más adelante en el estrecho de Mesina . Uno de los barcos a motor, el MTB 316, fue destruido por los cañones del crucero y otro resultó gravemente dañado. Doce marineros británicos perdieron la vida. [46]
Tras el armisticio de Italia en septiembre de 1943, toda la documentación relativa a la investigación y al desarrollo del "Gufo" y de su versión terrestre, denominada "Folaga" ( focha ) y construida por Radiomarelli , fue destruida por orden de la Marina Real italiana. Mando para evitar que caiga en manos de las tropas nazis ocupantes. Brandimarte, que había sido ascendido a teniente comandante debido a sus logros en el desarrollo del radar, se unió al movimiento de resistencia antifascista italiano y fue hecho prisionero y posteriormente ejecutado por los alemanes en 1944.
Cuando se creía que la guerra con Alemania era inevitable, Gran Bretaña compartió sus secretos de RDF (radar) con los dominios de la Commonwealth de Australia, Canadá, Nueva Zelanda y Sudáfrica, y les pidió que desarrollaran sus propias capacidades para los sistemas autóctonos. Después de que Alemania invadió Polonia en septiembre de 1939, Gran Bretaña y las naciones de la Commonwealth declararon la guerra a Alemania. En poco tiempo, las cuatro naciones de la Commonwealth tenían en funcionamiento sistemas de radar diseñados localmente y la mayoría continuó con sus desarrollos durante toda la guerra.
Después de que Australia declarara la guerra a Alemania en septiembre de 1939, el Consejo de Investigaciones Científicas e Industriales estableció el Laboratorio de Radiofísica (RPL) en la Universidad de Sydney para realizar investigaciones sobre radares. Dirigido por John H. Piddington , su primer proyecto produjo un sistema de defensa costera, denominado ShD , para el ejército australiano . A este le siguió el AW Mark 1 , un sistema de alerta aérea para la Fuerza Aérea Australiana . Ambos operaban a 200 MHz (1,5 m).
La guerra contra Japón comenzó en diciembre de 1941 y los aviones japoneses atacaron Darwin, Territorio del Norte, en febrero siguiente. El RPL pidió al Grupo de Ingeniería de Ferrocarriles de Nueva Gales del Sur que diseñara una antena liviana para el radar de advertencia aérea, también conocida como Worledge Aerial. LW/AW Mark I.
De esto surgió el LW/AW Mark II ; Alrededor de 130 de estos aparatos transportables por aire fueron construidos y utilizados por las fuerzas militares de Estados Unidos y Australia en los primeros desembarcos en islas del Pacífico Sur, así como por los británicos en Birmania .
Las tropas estadounidenses que llegaron a Australia en 1942-1943 trajeron consigo muchos sistemas de radar SCR-268 . La mayoría de ellos fueron entregados a los australianos, quienes los reconstruyeron para convertirlos en dispositivos de alerta aérea modificados ( MAWD ). Estos sistemas de 200 MHz se implementaron en 60 sitios en toda Australia. Durante 1943-1944, el RPL involucró a una plantilla de 300 personas que trabajaron en 48 proyectos de radar, muchos de ellos asociados con mejoras en el LW/AW . Se agregó la búsqueda de altura ( LW/AWH ) y pantallas complejas lo convirtieron en un sistema de intercepción de control terrestre ( LW/GCI ). También había una unidad para aviones de bajo vuelo ( LW/LFC ). Cerca del final de la guerra en 1945, el RPL estaba trabajando en un sistema de búsqueda de altura por microondas ( LW/AWH Mark II ). [47]
De las cuatro naciones de la Commonwealth, Canadá tuvo, con diferencia, la participación más amplia en materia de radar en tiempos de guerra. La principal responsabilidad recaía en el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC), específicamente su Rama de Radio encabezada por John Tasker Henderson . Su primer esfuerzo fue desarrollar un sistema de alerta de superficie para la Marina Real Canadiense (RCN) para proteger la entrada del puerto de Halifax . Llamado Night Watchman ( NW ), este equipo de 200 MHz (1,5 m) y 1 kW se completó en julio de 1940.
En septiembre de 1940, en su viaje a los Estados Unidos para realizar intercambios cooperativos, la Misión Tizard visitó Canadá y recomendó que Gran Bretaña utilizara personal e instalaciones canadienses para complementar los programas británicos. Luego se estableció Research Enterprises Limited (REL) para fabricar equipos ópticos y de radar.
El siguiente sistema fue un conjunto a bordo de barco designado SW1C , para Alerta de Superficie 1.° Canadiense , para corbetas y buques mercantes. La electrónica básica era similar a la del NW, pero inicialmente usaba una antena Yagi que se giraba con el volante de un automóvil. Se probó por primera vez en el mar a mediados de mayo de 1941. El ingeniero de proyecto del NRCC fue H. Ross Smith, quien permaneció a cargo de los proyectos del RCN durante toda la guerra.
A principios de 1942, la frecuencia del SW1C se cambió a 215 MHz (1,4 m) y se añadió un motor eléctrico para girar la antena. Era conocido como SW2C y producido por REL para corbetas y barreminas. Siguió una versión más ligera, denominada SW3C , para embarcaciones pequeñas como los torpederos a motor. En 1943 se añadió una pantalla de indicador de posición del plan (PPI). Finalmente, el REL produjo varios cientos de conjuntos SW.
Para la defensa costera por parte del ejército canadiense , se desarrolló un equipo de 200 MHz con un transmisor similar al NW. Designado CD , utilizaba una gran antena giratoria encima de una torre de madera de 70 pies. Dado que el batallón que disparaba se encontraba a cierta distancia, un "corrector de desplazamiento" compensaba automáticamente esta separación. El CD se puso en funcionamiento en enero de 1942.
Después de las reuniones de la Misión Tizard en Washington, se decidió que Canadá construiría un sistema de colocación de armas de microondas para el ejército canadiense. Este sistema de 10 cm (3 GHz) fue designado GL IIIC , la "C" para distinguirlo de sistemas similares que se están desarrollando en Estados Unidos ("A") y Gran Bretaña ("B"). (Finalmente, el sistema estadounidense fue el SCR-584 .) Una fuente local de magnetrones era vital, y la Compañía Eléctrica Nacional (NEC) en Montreal comenzó a fabricar estos dispositivos.
El GL IIIC estaba alojado en dos remolques, uno con cabina giratoria y otro fijo. El giratorio se llamaba Buscador de Posición Precisa y contenía el equipo primario y antenas separadas con reflectores parabólicos para transmitir y recibir. El otro remolque llevaba el indicador de posición de zona, un radar de 150 MHz (2 m) que encontraba la posición de todas las aeronaves dentro de la cobertura del sistema.
A mediados de 1941, el REL recibió pedidos de 660 sistemas GL IIIC . En julio se realizó una demostración muy satisfactoria del sistema prototipo y en diciembre se habían construido los primeros seis sistemas. Durante 1942 y el año siguiente, hubo muchos problemas técnicos y administrativos. En septiembre de 1943, se tomó la decisión de utilizar los sistemas británico y estadounidense para liberar a Europa; por lo tanto, el gran pedido de REL nunca se ejecutó.
El éxito en la Rama de Radio con el equipo experimental de 10 cm para el Ejército llevó al RCN a solicitar un equipo de microondas de alerta temprana a bordo de un barco. Se formó una Sección de Microondas separada y en septiembre de 1941 se inició el desarrollo de un conjunto de 10 cm (3 GHz) designado RX/C . Debido a muchos cambios en los requisitos del RCN, los primeros conjuntos no estuvieron disponibles hasta julio de 1943. RX/C incorporó muchas de las características de los equipos SW , pero tenía una pantalla PPI y una antena reflectora parabólica. La REL produjo más conjuntos y los utilizó durante toda la guerra.
El Almirantazgo de Gran Bretaña preguntó sobre el interés y la capacidad de Canadá en la fabricación de magnetrones de 3 cm. Esto llevó al desarrollo de un dispositivo de 3 cm por parte del NEC y un radar completo de 3 cm (10 GHz) para embarcaciones pequeñas. En mayo de 1942, el Almirantazgo británico emitió una orden de compra formal para estos desarrollos. El conjunto fue designado Tipo 268 (que no debe confundirse con el SCR-268 del Cuerpo de Señales de EE. UU.) y fue diseñado particularmente para detectar un snorkel submarino . Tras extensas pruebas y cambios posteriores, la producción a gran escala no comenzó hasta diciembre de 1944. Se fabricaron alrededor de 1.600 unidades del Tipo 268 antes del final de la guerra.
Si bien el ejército canadiense estaba básicamente satisfecho con los sistemas de CD de 200 MHz , pidió una mejora en el funcionamiento de 10 cm. Dado que la Sección de Microondas tenía mucha experiencia en estos sistemas, fácilmente proporcionaron un diseño. Incluso antes de que se construyera un prototipo, el Ejército dio un pedido al REL para una serie de conjuntos designados CDX . La producción comenzó en febrero de 1943, pero sólo se entregaron 19 juegos, 5 de ellos destinados a la URSS.
En la primavera de 1943, los submarinos alemanes comenzaron a operar en las afueras de la vía marítima de San Lorenzo , la principal ruta marítima de Canadá a Gran Bretaña. Para contrarrestar esto, la Real Fuerza Aérea Canadiense (RCAF) pidió que se construyeran 12 sistemas de microondas de largo alcance. La empresa NEC desarrolló un magnetrón que produce 300 kW a 10,7 cm (2,8 GHz). Para irradiar un haz horizontal estrecho para barrer la superficie del mar, William H. Watson en la Universidad McGill diseñó una antena ranurada de 32 por 8 pies de tamaño . El sistema fue designado MEW/AS ( Anti Submarino de Alerta Temprana por Microondas ).
El equipo de transmisión y recepción estaba ubicado detrás de la antena y el conjunto podía girar hasta 6 RPM. Los controles y la pantalla PPI estaban en un edificio fijo cercano. Esto podría detectar objetivos a una distancia de hasta 196 kilómetros (120 millas). Una segunda versión, diseñada para detectar aviones en vuelo alto, fue denominada MEW/HF ( Height Finding ). En esto, la energía podría cambiarse a una antena giratoria más pequeña que proporcionara un haz vertical estrecho. La RCAF puso en funcionamiento ambas versiones del MEW en varios sitios de Terranova, Quebec y Ontario.
Además de los equipos de radar descritos anteriormente, durante los años de guerra se diseñaron muchos otros en la sucursal de radio del NRCC: un total de 30 de todos los tipos. De estos, 12 tipos fueron entregados al REL, donde se construyeron en cantidades que variaron desde unos pocos hasta cientos; en total, se produjeron unos 3.000 antes de que se cerrara el REL en septiembre de 1946. [48]
A finales de 1939, el Departamento de Investigación Científica e Industrial de Nueva Zelanda (DSIR) estableció dos instalaciones para el desarrollo de RDF: una, dirigida por Charles Watson y George Munro (Watson-Munro), estaba en la Sección de Radio de la Oficina Central de Correos de Nueva Zelanda en Wellington. , y el otro, bajo la responsabilidad de Frederick White, estaba en el Canterbury University College de Christchurch .
El objetivo del grupo de Wellington era desarrollar conjuntos RDF terrestres y aéreos para detectar embarcaciones entrantes y un conjunto para ayudar a apuntar con armas a las baterías costeras. En unos pocos meses, habían convertido un transmisor de 180 MHz (1,6 m) y 1 kW de la Oficina de Correos para que fuera modulado por impulsos y lo utilizaron en un sistema llamado CW ( vigilancia costera ). Al CW le siguió un sistema similar y mejorado llamado CD ( Coast Defense ); Usaba un CRT para la visualización y tenía conmutación de lóbulos en la antena receptora. Este fue puesto en servicio en la Base Naval de Devonport en Auckland . En este mismo período, un equipo ASV de 200 MHz parcialmente terminado de Gran Bretaña se convirtió en un equipo aerotransportado para la Real Fuerza Aérea de Nueva Zelanda (RNZAF). Se construyeron y pusieron en servicio unos 20 conjuntos. Los tres radares se pusieron en servicio antes de finales de 1940.
El grupo de Christchurch debía desarrollar un equipo para la detección a bordo de aviones y otros buques, y un equipo complementario para dirigir los disparos navales. Se trataba de un personal más pequeño y el trabajo fue mucho más lento, pero en julio de 1940, habían desarrollado un equipo experimental de control de fuego VHF y lo probaron en el crucero mercante armado Monowai . Luego se mejoró para convertirse en el SWG ( Ship Advertencia, Artillería ) de 430 MHz (70 cm), y en agosto de 1941 entró en servicio en los cruceros Archilles y Leander transferidos a la recién formada Marina Real de Nueva Zelanda (RNZN).
El grupo de Christchurch utilizó el mismo equipo básico para desarrollar un sistema de alerta aérea y de superficie para barcos. La principal diferencia era que las antenas SW podían dirigirse en elevación para la detección de aeronaves. Designado SW ( Ship Advertencia ), normalmente se instalaba junto con el SWG . La RNZN finalmente aceptó ocho de cada tipo. También se construyeron varios SWG para la flota británica estacionada en Singapur ; algunos de estos con sus manuales fueron capturados por los japoneses a principios de 1942.
Después de enviar ingenieros al Rad Lab en Estados Unidos para estudiar sus productos, se inició un proyecto para desarrollar sistemas móviles de 10 cm (3 GHz) para vigilancia costera y control de incendios en superficie que podrían usarse en todo el Pacífico. Ante la gran demanda de tales sistemas, se desarrolló y probó una unidad experimental antes de finales de 1942.
Designado ME , la electrónica estaba montada en la cabina de un camión de 10 ruedas y un segundo camión transportaba el generador de energía y el taller. El equipo se construyó tanto en Christchurch como en Wellington. El radar tenía una única antena parabólica en el techo y se utilizó un indicador de posición en planta CRT, el primero de su tipo en Nueva Zelanda. El primero de ellos entró en servicio a principios de 1943 en apoyo de una base de torpederos estadounidense en las Islas Salomón . Algunos de los radares MD se utilizaron para reemplazar equipos CW de 200 MHz y se construyeron varios sistemas para operar en dragaminas RNZN.
A medida que los aliados avanzaban en el Pacífico, surgió la necesidad de un conjunto de alertas de largo alcance que pudiera establecerse rápidamente después de una invasión. El RDL tomó esto como un proyecto a finales de 1942, y en pocos meses estaban disponibles seis sistemas de alerta aérea de largo alcance ( LWAW ). Estos funcionaban a 100 MHz (3 m) y, al igual que los aparatos de microondas, estaban montados en camiones. Normalmente se usaba una sola antena Yagi, pero también había una antena lateral que podría usarse cuando se estableciera una operación más permanente. El alcance del Yagi era de cerca de 150 km; esto aumentó a más de 200 km con la andanada.
Desde el principio, a finales de 1939, se construyeron en Nueva Zelanda 117 equipos de radar de todo tipo, todos ellos por grupos pequeños; Nunca se puso ningún tipo en producción en serie. Después de 1943, se produjeron pocos equipos de este tipo en el país, y los buques de guerra del RNZN recibieron equipos británicos para reemplazar los anteriores conjuntos de Nueva Zelanda. [49]
Los sistemas de radar se desarrollaron a partir de 1939; Inicialmente se fabricó en Nueva Zelanda, pero luego (debido a las dificultades para conseguir componentes) se fabricó en Gran Bretaña. Se desplegaron equipos de radar GCI transportables en el Pacífico, incluido uno con personal de la RNZAF en el aeródromo estadounidense en Henderson Field, Guadalcanal en septiembre de 1942, donde los equipos SCR 270-B estadounidenses no podían trazar alturas, por lo que eran inadecuados contra las frecuentes incursiones nocturnas japonesas. En la primera mitad de 1943, se enviaron unidades y personal de radar adicionales de Nueva Zelanda al Pacífico a petición del COMSOPAC, el almirante Halsey. [50]
Al igual que en Gran Bretaña, el desarrollo del RDF (radar) en Sudáfrica surgió de una organización de investigación centrada en la instrumentación de rayos: el Instituto Bernard Price (BPI) para la Investigación Geofísica, una unidad de la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo . Cuando el primer ministro Jan Smuts conoció esta nueva tecnología, solicitó que los recursos del BPI se dedicaran a este esfuerzo mientras durara la guerra. Basil Schönland , una autoridad mundialmente reconocida en detección y análisis de rayos, fue designado para encabezar el esfuerzo.
Con nada más que copias de algunos "documentos vagos" y notas proporcionadas por el representante de Nueva Zelanda en las reuniones informativas en Inglaterra, Schonland y un pequeño equipo comenzaron el desarrollo a finales de septiembre de 1939. Antes de finales de noviembre, los diversos elementos del sistema estaban completado, todo ello mediante el uso de componentes disponibles localmente. Estos se montaron en vehículos separados para el transmisor y el receptor.
El transmisor operaba a 90 MHz (3,3 m) y tenía una potencia de aproximadamente 500 W. El pulso tenía un ancho de 20 μs y el PRF era de 50 Hz, sincronizado con la línea eléctrica. El receptor era súper regenerativo y utilizaba válvulas Acorn tipo 955 y 956 en la parte frontal y un amplificador IF de 9 MHz. Para transmitir y recibir se utilizaron antenas giratorias separadas con pares apilados de dipolos de onda completa. Los haces tenían unos 30 grados de ancho, pero el acimut de la señal reflejada se determinó con mayor precisión mediante un goniómetro . Los pulsos se mostraban en el CRT de un osciloscopio comercial.
Antes de fin de año, se montó un sistema completo y se detectó un tanque de agua a una distancia de unos 8 km. Se realizaron mejoras en el receptor y la potencia de pulso del transmisor se aumentó a 5 kW. Designado JB-1 (para Johannesburgo), el sistema prototipo fue llevado cerca de Durban , en la costa, para realizar pruebas operativas. Allí detectó barcos en el Océano Índico , así como aviones a una distancia de hasta 80 km.
A principios de marzo de 1940, el primer sistema JB-1 se desplegó en Mambrui, en la costa de Kenia , ayudando a una brigada antiaérea a interceptar bombarderos italianos atacantes, rastreándolos hasta 120 kilómetros (75 millas). A principios de 1941, se desplegaron seis sistemas en África Oriental y Egipto ; También se instalaron sistemas JB en los cuatro principales puertos de Sudáfrica.
En el BPI se construyó un sistema mejorado, denominado JB-3 ; los cambios más importantes fueron el uso de un dispositivo de transmisión-recepción (un duplexor ) que permitía una antena común y un aumento de la frecuencia a 120 MHz (2,5 m). El alcance aumentó a 150 km para aviones y 30 km para barcos pequeños, con una precisión de rumbo de 1 a 2 grados. Doce conjuntos de radares JB-3 comenzaron a desplegarse alrededor de la costa sudafricana en junio de 1941.
A mediados de 1942, los radares británicos estaban disponibles para satisfacer todas las nuevas necesidades de Sudáfrica. Por lo tanto, no hubo más novedades en BPI. La mayor parte del personal se unió al ejército. Basil Schonland, como teniente coronel del ejército sudafricano , fue a Gran Bretaña para desempeñarse como superintendente del grupo de investigación operativa del ejército y más tarde como asesor científico del mariscal de campo Bernard Montgomery . [51]
El magnetrón sorprendió a los estadounidenses. Su investigación estuvo años fuera de ritmo.