Radar pendant la Seconde Guerre mondiale - Radar in World War II

Le radar de la Seconde Guerre mondiale a grandement influencé de nombreux aspects importants du conflit. Cette nouvelle technologie révolutionnaire de détection et de suivi par radio a été utilisée par les puissances alliées et de l' Axe pendant la Seconde Guerre mondiale , qui avait évolué indépendamment dans un certain nombre de pays au milieu des années 1930. Au début de la guerre en septembre 1939, la Grande-Bretagne et l' Allemagne disposaient de systèmes radar fonctionnels . En Grande-Bretagne, il s'appelait RDF, Range and Direction Finding , tandis qu'en Allemagne le nom Funkmeß (radio-mesure) était utilisé, avec des appareils appelés Funkmessgerät (radio-mesureur). Au moment de la bataille d'Angleterre au milieu des années 1940, la Royal Air Force (RAF) avait pleinement intégré RDF dans le cadre de la défense aérienne nationale.

Aux États-Unis, la technologie a été démontrée en décembre 1934, bien que ce ne soit que lorsque la guerre est devenue probable que les États-Unis ont reconnu le potentiel de la nouvelle technologie et ont commencé à développer des systèmes navals et terrestres. Les premiers d'entre eux ont été déployés par l' US Navy au début de 1940, et un an plus tard par l' US Army . L'acronyme RADAR (pour Radio Detection And Ranging) a été inventé par l'US Navy en 1940, et le terme « radar » est devenu largement utilisé.

Alors que les avantages de fonctionner dans la partie micro - ondes du spectre radioélectrique étaient connus, les émetteurs pour générer des signaux micro-ondes d'une puissance suffisante n'étaient pas disponibles; ainsi, tous les premiers systèmes radar fonctionnaient à des fréquences plus basses (p. ex. HF ou VHF ). En février 1940, la Grande-Bretagne développa le magnétron à cavité résonnante , capable de produire une puissance micro-onde de l'ordre du kilowatt, ouvrant la voie aux systèmes radar de deuxième génération.

Après la chute de la France , on s'est rendu compte en Grande-Bretagne que les capacités de fabrication des États-Unis étaient vitales pour le succès de la guerre ; ainsi, bien que l'Amérique ne soit pas encore un belligérant, le Premier ministre Winston Churchill a ordonné que les secrets technologiques de la Grande-Bretagne soient partagés en échange des capacités nécessaires. À l'été 1940, la mission Tizard s'est rendue aux États-Unis. Le magnétron à cavité a été présenté aux Américains à RCA, Bell Labs, etc. Il était 100 fois plus puissant que tout ce qu'ils avaient vu. Bell Labs a pu reproduire les performances et le Radiation Laboratory du MIT a été créé pour développer des radars à micro-ondes. Il a ensuite été décrit comme « la cargaison la plus précieuse jamais amenée sur nos côtes ».

En plus de la Grande-Bretagne, de l'Allemagne et des États-Unis, des radars de guerre ont également été développés et utilisés par l' Australie , le Canada , la France , l' Italie , le Japon , la Nouvelle-Zélande , l'Afrique du Sud , l' Union soviétique et la Suède .

Royaume-Uni

Recherche de pointe à la technologie RDF au Royaume-Uni a commencé par Sir Henry Tizard de Comité de recherche aéronautique au début de 1935, de répondre au besoin urgent de contrer les attaques de bombardiers allemands. Robert A. Watson-Watt de la Radio Research Station, Slough, a été chargé d'enquêter sur un "rayon de la mort" radio. En réponse, Watson-Watt et son assistant scientifique, Arnold F. Wilkins , ont répondu qu'il pourrait être plus pratique d'utiliser la radio pour détecter et suivre les avions ennemis. Le 26 février 1935, un test préliminaire, communément appelé l' expérience Daventry , montra que les signaux radio réfléchis par un avion pouvaient être détectés. Des fonds de recherche ont été rapidement alloués, et un projet de développement a été lancé dans le plus grand secret sur la péninsule d' Orford Ness dans le Suffolk . EG Bowen était responsable du développement de l'émetteur pulsé. Le 17 juin 1935, l'appareil de recherche a détecté avec succès un avion à une distance de 17 milles. En août, AP Rowe , représentant le comité Tizard, a suggéré que la technologie porte le nom de code RDF, ce qui signifie Distance et radiogoniométrie .

Ministère de l'Air

En mars 1936, les efforts de recherche et de développement de RDF ont été transférés à la station de recherche de Bawdsey située à Bawdsey Manor dans le Suffolk. Alors que cette opération relevait du ministère de l'Air, l'armée et la marine se sont impliquées et ont rapidement lancé leurs propres programmes.

À Bawdsey, les ingénieurs et les scientifiques ont fait évoluer la technologie RDF, mais Watson-Watt, le chef de l'équipe, est passé du côté technique au développement d'une interface utilisateur machine/humaine pratique. Après avoir regardé une démonstration dans laquelle des opérateurs tentaient de localiser un bombardier « attaquant », il a remarqué que le problème principal n'était pas technologique, mais la gestion et l'interprétation de l'information. Suivant les conseils de Watson-Watt, au début de 1940, la RAF avait mis en place une organisation de contrôle en couches qui transmettait efficacement les informations le long de la chaîne de commandement et était capable de suivre un grand nombre d'avions et de leur diriger des intercepteurs .

Immédiatement après le début de la guerre en septembre 1939, le développement RDF du ministère de l'Air à Bawdsey a été temporairement transféré à University College, Dundee en Écosse. Un an plus tard, l'opération a déménagé près de Worth Matravers dans le Dorset, sur la côte sud de l'Angleterre, et a été nommée Telecommunications Research Establishment (TRE). Dans un dernier mouvement, le TRE a déménagé au Malvern College à Great Malvern .

Certains des principaux équipements RDF/radar utilisés par le ministère de l'Air sont brièvement décrits. Tous les systèmes ont reçu la désignation officielle Air Ministry Experimental Station (AMES) plus un numéro de type; la plupart d'entre eux sont répertoriés dans ce lien.

Accueil de la chaîne

Peu de temps avant le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale, plusieurs stations RDF (radar) dans un système connu sous le nom de Chain Home (ou CH ) ont été construites le long des côtes sud et est de la Grande-Bretagne, sur la base du modèle réussi de Bawdsey. CH était un système relativement simple. Le côté émission comprenait deux tours en acier de 300 pieds (90 m) de haut enfilées avec une série d'antennes entre elles. Un deuxième ensemble de tours en bois de 240 pieds (73 m) de haut a été utilisé pour la réception, avec une série d'antennes croisées à différentes hauteurs jusqu'à 215 pieds (65 m). La plupart des stations avaient plus d'un ensemble de chaque antenne, réglé pour fonctionner à différentes fréquences .

Les paramètres de fonctionnement typiques de CH étaient :

• Fréquence : 20 à 30  mégahertz (MHz) (15 à 10 mètres)
• Puissance de crête : 350  kilowatts (kW) (plus tard 750 kW)
• Fréquence de répétition des impulsions : 25 et 12,5 pps
• Durée d'impulsion : 20  microsecondes (μs)

La sortie CH a été lue avec un oscilloscope . Lorsqu'une impulsion était envoyée depuis les tours de diffusion, une ligne visible se déplaçait horizontalement à travers l'écran très rapidement. La sortie du récepteur était amplifiée et introduite dans l'axe vertical de la lunette, de sorte qu'un retour d'un avion dévierait le faisceau vers le haut. Cela a formé une pointe sur l'écran, et la distance depuis le côté gauche - mesurée avec une petite échelle en bas de l'écran - donnerait la portée de la cible. En faisant tourner le goniomètre récepteur connecté aux antennes, l'opérateur pouvait estimer la direction vers la cible (c'était la raison des antennes en forme de croix), tandis que la hauteur du déplacement vertical indiquait la taille de la formation. En comparant les forces renvoyées par les différentes antennes de la tour, l'altitude a pu être mesurée avec une certaine précision.

Le CH s'est avéré très efficace pendant la bataille d'Angleterre et a été essentiel pour permettre à la RAF de vaincre les forces beaucoup plus importantes de la Luftwaffe . Alors que la Luftwaffe s'appuyait sur des données de reconnaissance et des balayages de chasseurs, souvent obsolètes, la RAF connaissait avec un haut degré de précision les forces de formation de la Luftwaffe et les cibles prévues. Les stations sectorielles ont pu envoyer le nombre requis d'intercepteurs, souvent seulement en petit nombre. CH a agi comme un multiplicateur de force , permettant la gestion des ressources, à la fois humaines et matérielles, et n'ayant besoin de se dépêcher que lorsque l'attaque était imminente. Cela a considérablement réduit la fatigue du pilote et de l'avion.

Très tôt dans la bataille, la Luftwaffe effectua une série de raids petits mais efficaces sur plusieurs stations, dont Ventnor , mais ils furent réparés rapidement. Pendant ce temps, les opérateurs diffusaient des signaux de type radar depuis les stations voisines afin de tromper les Allemands en leur faisant croire que la couverture se poursuivait. Les attaques des Allemands ont été sporadiques et de courte durée. Le haut commandement allemand n'a apparemment jamais compris l'importance du radar pour les efforts de la RAF, sinon il aurait attribué à ces stations une priorité beaucoup plus élevée. Une plus grande perturbation a été causée par la destruction des liaisons téléscripteur et fixe des huttes de contrôle en surface vulnérables et des câbles d'alimentation vers les mâts qu'en attaquant les tours en treillis ouvertes elles-mêmes.

Pour éviter le système CH, la Luftwaffe a adopté d'autres tactiques. L'une consistait à s'approcher du littoral à très basse altitude. Cela avait été anticipé et a été contré dans une certaine mesure par une série de stations à plus courte portée construites directement sur la côte, connues sous le nom de Chain Home Low ( CHL ). Ces systèmes étaient destinés à la pose d'armes navales et connus sous le nom de défense côtière (CD), mais leurs faisceaux étroits signifiaient également qu'ils pouvaient balayer une zone beaucoup plus près du sol sans "voir" le reflet du sol ou de l'eau - connu sous le nom de encombrement . Contrairement aux systèmes CH plus grands, l'antenne de diffusion CHL et le récepteur devaient être tournés; cela a été fait manuellement sur un système de pédalier par des membres de la WAAF jusqu'à ce que le système soit motorisé en 1941.

Interception contrôlée au sol

Des systèmes similaires à CH ont ensuite été adaptés avec un nouvel affichage pour produire les stations d' interception contrôlée au sol (GCI) en janvier 1941. Dans ces systèmes, l'antenne était tournée mécaniquement, suivie de l'affichage sur la console de l'opérateur. C'est-à-dire qu'au lieu d'une seule ligne en bas de l'écran de gauche à droite, la ligne tournait autour de l'écran à la même vitesse que l'antenne tournait.

Le résultat était un affichage 2-D de l'espace aérien autour de la station avec l'opérateur au milieu, avec tous les avions apparaissant sous forme de points au bon endroit dans l'espace. Appelés indicateurs de position de plan (PPI), ceux-ci ont simplifié la quantité de travail nécessaire pour suivre une cible de la part de l'opérateur. Philo Taylor Farnsworth a affiné une version de son tube image ( tube à rayons cathodiques ou CRT) et l'a appelé un "Iatron". Il pourrait stocker une image pendant des millisecondes à des minutes (voire des heures). Une version qui a maintenu une image en vie environ une seconde avant de s'estomper, s'est avérée être un ajout utile à l'évolution du radar. Ce tube d'affichage à fondu lent a été utilisé par les contrôleurs aériens dès le début du radar.

Interception aéroportée

La Luftwaffe a pris l' habitude d'éviter d'intercepter des chasseurs en volant de nuit et par mauvais temps. Bien que les stations de contrôle de la RAF connaissaient l'emplacement des bombardiers, ils ne pouvaient pas faire grand-chose à leur sujet à moins que les pilotes de chasse n'établissent un contact visuel.

Ce problème avait déjà été prévu, et un programme réussi, lancé en 1936 par Edward George Bowen , développa un système RDF miniaturisé adapté aux aéronefs, l'ensemble de radar d'interception aéroporté (IA) embarqué (Watson-Watt appelé le CH définit le RDF -1 et l'IA le RDF-2A). Les premiers ensembles d'IA ont été mis à la disposition de la RAF en 1939 et installés sur les avions Bristol Blenheim (remplacés rapidement par les Bristol Beaufighters ). Ces mesures ont considérablement augmenté les taux de perte de la Luftwaffe.

Plus tard dans la guerre, les intrus de nuit britanniques Mosquito ont été équipés d' AI Mk VIII et de ses dérivés ultérieurs, qui, avec Serrate, leur ont permis de traquer les chasseurs de nuit allemands à partir de leurs émissions de signaux du Lichtenstein , ainsi qu'un appareil nommé Perfectos qui suivait l' IFF allemand . En guise de contre-mesure, les chasseurs de nuit allemands ont utilisé des détecteurs de signaux radar Naxos ZR .

Navire à surface aérienne

En testant les radars IA près de Bawdsey Manor, l'équipe de Bowen a remarqué que le radar générait de forts retours des navires et des quais. Cela était dû aux côtés verticaux des objets, qui formaient d'excellents réflecteurs d'angle partiels , permettant une détection à plusieurs kilomètres de distance. L'équipe s'est concentrée sur cette application pendant une grande partie de 1938.

L'Air-Surface Vessel Mark I, utilisant une électronique similaire à celle des ensembles AI, a été le premier radar embarqué à entrer en service, au début de 1940. Il a été rapidement remplacé par le Mark II amélioré, qui comprenait des antennes à balayage latéral qui permis à l'avion de balayer deux fois la zone en un seul passage. Le dernier ASV Mk. II avait la puissance nécessaire pour détecter les sous-marins à la surface, rendant finalement de telles opérations suicidaires.

Centimétrique

Les améliorations apportées au magnétron à cavité par John Randall et Harry Boot de l'Université de Birmingham au début de 1940 ont marqué une avancée majeure dans la capacité radar. Le magnétron résultant était un petit appareil qui générait des fréquences micro - ondes de haute puissance et a permis le développement d'un radar centimétrique pratique qui fonctionnait dans la bande de fréquences radio SHF de 3 à 30  GHz (longueurs d'onde de 10 à 1 cm). Le radar centimétrique permet la détection d'objets beaucoup plus petits et l'utilisation d' antennes beaucoup plus petites que les radars antérieurs à basse fréquence. Un radar d'une longueur d'onde de 2 mètres (bande VHF, 150 MHz) ne peut pas détecter des objets beaucoup plus petits que 2 mètres et nécessite une antenne dont la taille est de l'ordre de 2 mètres (une taille peu pratique pour une utilisation en avion). En revanche, un radar avec une longueur d'onde de 10 cm peut détecter des objets de 10 cm avec une antenne de taille raisonnable.

De plus, un oscillateur local accordable et un mélangeur pour le récepteur étaient essentiels. Il s'agissait de développements ciblés, le premier par RW Sutton qui a développé le klystron réflexe NR89, ou « tube de Sutton ». Ce dernier par HWB Skinner qui a développé le cristal « moustache de chat ».

À la fin de 1939, lorsque la décision a été prise de développer un radar de 10 cm, il n'y avait pas de dispositifs actifs appropriés disponibles - pas de magnétron haute puissance, pas de klystron réflexe, pas de mélangeur à cristaux micro-ondes éprouvé et pas de cellule TR. À la mi-1941, le Type 271, le premier radar naval en bande S, était opérationnel.

Le magnétron à cavité était peut-être l'invention la plus importante de l'histoire du radar. Dans la mission Tizard en septembre 1940, il a été remis gratuitement aux États-Unis, avec d'autres inventions, telles que la technologie des jets, en échange d' installations de R&D et de production américaines ; les Britanniques avaient un besoin urgent de produire le magnétron en grande quantité. Edward George Bowen était attaché à la mission en tant que chef de file des RDF. Cela a conduit à la création du Radiation Laboratory (Rad Lab) basé au MIT pour développer davantage l'appareil et son utilisation. La moitié des radars déployés pendant la Seconde Guerre mondiale ont été conçus au laboratoire Rad, dont plus de 100 systèmes différents coûts $ US 1,5 milliard.

Lorsque le magnétron à cavité a été développé pour la première fois, son utilisation dans les ensembles RDF à micro-ondes a été retardée car les duplexeurs pour VHF ont été détruits par le nouvel émetteur plus puissant. Ce problème a été résolu au début de 1941 par le commutateur émission-réception (TR) développé au laboratoire Clarendon de l'Université d'Oxford , permettant à un émetteur et un récepteur d'impulsions de partager la même antenne sans affecter le récepteur.

La combinaison d'un magnétron, d'un commutateur TR, d'une petite antenne et d'une haute résolution a permis d'installer de petits radars puissants dans les avions. Les avions de patrouille maritime pouvaient détecter des objets aussi petits que des périscopes de sous- marins , permettant aux avions de suivre et d'attaquer les sous-marins submergés, là où auparavant seuls les sous-marins en surface pouvaient être détectés. Cependant, selon les derniers rapports sur l'histoire de la détection périscopique de l'US Navy, les premières possibilités minimales de détection périscopique ne sont apparues que dans les années 50 et 60 et le problème n'a pas été complètement résolu, même au tournant du millénaire. De plus, le radar pouvait détecter le sous-marin à une portée beaucoup plus grande que l'observation visuelle, non seulement de jour mais de nuit, lorsque les sous-marins avaient auparavant pu faire surface et recharger leurs batteries en toute sécurité. Les radars centimétriques de cartographie des contours tels que le H2S et le H2X créé par les États-Unis à fréquence encore plus élevée ont permis de nouvelles tactiques dans la campagne de bombardement stratégique . Les radars centimétriques de pose de canons étaient beaucoup plus précis que les anciennes technologies ; le radar a amélioré l'artillerie navale alliée et, avec la fusée de proximité , a rendu les canons anti-aériens beaucoup plus efficaces. Les deux nouveaux systèmes utilisés par les batteries antiaériennes sont crédités de la destruction de nombreuses bombes volantes V-1 à la fin de l'été 1944.

Armée britannique

Pendant le développement du ministère de l'Air RDF à Bawdsey, un détachement de l'armée a été attaché pour lancer ses propres projets. Ces programmes concernaient un système de pose de canons (GL) pour aider à viser des canons antiaériens et des projecteurs et un système de défense côtière (CD) pour diriger l'artillerie côtière. Le détachement de l'armée comprenait WAS Butement et PE Pollard qui, en 1930, ont fait la démonstration d'un appareil de détection radio qui n'a pas été poursuivi par l'armée.

Lorsque la guerre a éclaté et que les activités du ministère de l'Air ont été transférées à Dundee , le détachement de l'armée est devenu partie intégrante d'un nouveau centre de développement à Christchurch dans le Dorset . John D. Cockcroft , un physicien de l'Université de Cambridge , qui a reçu un prix Nobel après la guerre pour ses travaux en physique nucléaire, est devenu directeur. Avec ses attributions plus étendues, l'installation est devenue l'Établissement de recherche et de développement pour la défense aérienne (ADRDE) à la mi-1941. Un an plus tard, l'ADRDE a déménagé à Great Malvern , dans le Worcestershire . En 1944, il a été rebaptisé Centre de recherche et de développement radar (RRDE).

Unité radio transportable

Pendant qu'il était à Bawdsey, le détachement de l'Armée de terre a mis au point un système de pose d'armes (« GL ») appelé Unité radio transportable ( TRU ). Pollard était chef de projet. Fonctionnant à 60 MHz (6 m) avec une puissance de 50 kW, le TRU avait deux fourgons pour l'équipement électronique et un fourgon générateur; il utilisait une tour portable de 105 pieds pour supporter une antenne émettrice et deux antennes réceptrices. Un prototype a été testé en octobre 1937, détectant des avions à une distance de 60 milles ; production de 400 ensembles désignés GL Mk. J'ai commencé en juin 1938. Le ministère de l'Air a adopté certains de ces ensembles pour augmenter le réseau CH en cas de dommages ennemis.

GL Mk. Les ensembles I ont été utilisés à l'étranger par l'armée britannique à Malte et en Égypte en 1939-1940. Dix-sept ensembles ont été envoyés en France avec le Corps expéditionnaire britannique ; alors que la plupart ont été détruits lors de l' évacuation de Dunkerque fin mai 1940, quelques-uns ont été capturés intacts, donnant aux Allemands l'occasion d'examiner le kit RDF britannique. Une version améliorée, GL Mk. II , a été utilisé pendant toute la guerre; quelque 1 700 ensembles ont été mis en service, dont plus de 200 fournis à l' Union soviétique . La recherche opérationnelle a révélé que les canons antiaériens utilisant le GL tiraient en moyenne 4 100 obus par coup, contre environ 20 000 obus pour le tir prévu avec un directeur conventionnel .

Défense côtière

Au début de 1938, Alan Butement a commencé le développement d'un système de défense côtière ( CD ) qui impliquait certaines des caractéristiques les plus avancées de la technologie en évolution. L'émetteur et le récepteur 200 MHz déjà en cours de développement pour les ensembles AI et ASV de la défense aérienne ont été utilisés, mais, comme le CD ne serait pas aéroporté, plus de puissance et une antenne beaucoup plus grande étaient possibles. La puissance de l'émetteur a été portée à 150 kW. Un réseau de dipôles de 3,0 m de haut et 7,3 m de large a été développé, donnant des faisceaux beaucoup plus étroits et un gain plus élevé. Ce réseau « largeur » a été tourné de 1,5 tours par minute, balayant un champ couvrant 360 degrés. La commutation de lobes a été incorporée dans le réseau de transmission, donnant une précision directionnelle élevée. Pour analyser les capacités du système, Butement a formulé la première relation mathématique qui est devenue plus tard la célèbre « équation de portée radar ».

Bien qu'initialement destiné à détecter et à diriger le feu sur les navires de surface, les premiers tests ont montré que l'ensemble CD avait de bien meilleures capacités de détection d'avions à basse altitude que le Chain Home existant. Par conséquent, le CD a également été adopté par la RAF pour augmenter les stations CH ; à ce titre, elle a été désignée Chain Home Low ( CHL ).

Pose au pistolet centimétrique

Lorsque le magnétron à cavité est devenu praticable, l'ADEE a coopéré avec TRE pour l'utiliser dans un ensemble expérimental de 20 cm GL. Cela a d'abord été testé et s'est avéré trop fragile pour une utilisation sur le terrain de l'armée. L'ADEE est devenue l'ADRDE au début de 1941, et a commencé le développement du GL3B . Tout l'équipement, y compris le groupe électrogène, était contenu dans une remorque protégée, surmontée de deux antennes d'émission et de réception paraboliques de 6 pieds sur une base rotative, comme le commutateur d'émission-réception (TR) permettant à une seule antenne d'effectuer les deux fonctions n'avait pas encore été perfectionné. Des systèmes de pose de pistolets à micro-ondes similaires étaient en cours de développement au Canada (le GL3C ) et en Amérique (éventuellement désigné SCR-584 ). Bien qu'environ 400 des ensembles GL3B aient été fabriqués, c'est la version américaine qui fut la plus nombreuse dans la défense de Londres lors des attaques V-1 .

Marine royale

Le département expérimental de l'école de transmission de Sa Majesté (HMSS) avait assisté aux premières démonstrations des travaux menés à Orfordness et au manoir Bawdsey. Situé à Portsmouth dans le Hampshire , le département expérimental avait une capacité indépendante pour développer des valves sans fil (tubes à vide), et avait fourni les tubes utilisés par Bowden dans l'émetteur d'Orford Ness. Disposant d'excellentes installations de recherche, l'Amirauté a basé son développement RDF sur le HMSS. Celui-ci est resté à Portsmouth jusqu'en 1942, date à laquelle il a été déplacé vers l'intérieur des terres vers des emplacements plus sûrs à Witley et Haslemere dans le Surrey . Ces deux opérations sont devenues l'établissement de transmission de l'Amirauté (ASE).

Quelques radars représentatifs sont décrits. Notez que les numéros de type ne sont pas séquentiels par date.

Avertissement de surface/contrôle des armes à feu

Le premier RDF réussi de la Royal Navy fut le Type 79Y Surface Warning , testé en mer au début de 1938. John DS Rawlinson était le directeur du projet. Cet ensemble de 43 MHz (7 m) et 70 kW utilisait des antennes d'émission et de réception fixes et avait une portée de 30 à 50 milles, selon la hauteur des antennes. En 1940, c'est devenu le Type 281 , augmenté en fréquence à 85 MHz (3,5 m) et en puissance entre 350 et 1 000 kW, selon la largeur d'impulsion. Avec des antennes orientables, il a également été utilisé pour le contrôle des armes à feu. Il a été utilisé pour la première fois au combat en mars 1941 avec un succès considérable. Le type 281B utilisait une antenne d'émission et de réception commune. Le Type 281 , y compris la version B, était le système métrique le plus testé au combat de la Royal Navy tout au long de la guerre.

Directeur Recherche Aérienne/Artillerie

En 1938, John F. Coales a commencé le développement d'équipements à 600 MHz (50 cm). La fréquence plus élevée a permis des faisceaux plus étroits (nécessaires pour la recherche aérienne) et des antennes plus adaptées à une utilisation à bord des navires. Le premier ensemble de 50 cm était le Type 282. Avec une puissance de 25 kW et une paire d' antennes Yagi incorporant la commutation de lobes, il a été testé en juin 1939. Cet ensemble a détecté des avions volant à basse altitude à 2,5 milles et des navires à 5 milles. Au début de 1940, 200 ensembles ont été fabriqués. Pour utiliser le Type 282 comme télémètre pour l'armement principal, une antenne avec un grand réflecteur parabolique cylindrique et 12 dipôles a été utilisée. Cet ensemble a été désigné Type 285 et avait une portée de 15 milles. Les types 282 et 285 ont été utilisés avec des canons Bofors de 40 mm . Les types 283 et 284 étaient d'autres systèmes de direction de tir de 50 cm. Le type 289 a été développé sur la base de la technologie radar néerlandaise d'avant-guerre et utilisait une antenne Yagi. Avec une conception RDF améliorée, il contrôlait les canons anti-aériens Bofors de 40 mm (voir Dispositif d'écoute électrique ).

Avertissement de micro-ondes/Contrôle d'incendie

Le problème critique de la détection des sous-marins nécessitait des systèmes RDF fonctionnant à des fréquences plus élevées que les ensembles existants en raison de la taille physique d'un sous-marin plus petite que la plupart des autres navires. Lorsque le premier magnétron à cavité a été livré au TRE, une maquette de démonstration a été construite et présentée à l'Amirauté. Début novembre 1940, une équipe de Portsmouth sous la direction de SEA Landale a été mise en place pour développer un ensemble d'avertissement de surface de 10 cm pour une utilisation à bord des navires. En décembre, un appareil expérimental a suivi un sous-marin en surface à une distance de 13 milles.

À Portsmouth, l'équipe a poursuivi le développement, installant des antennes derrière des paraboles cylindriques (appelées antennes « fromage ») pour générer un faisceau étroit qui maintenait le contact pendant que le navire roulait. Désigné radar de type 271 , l'ensemble a été testé en mars 1941, détectant le périscope d'un sous-marin immergé à près d'un mile. L'ensemble a été déployé en août 1941, à peine 12 mois après la démonstration du premier appareil. Le 16 novembre, le premier sous-marin allemand a été coulé après avoir été détecté par un Type 271.

Le Type 271 initial a principalement été utilisé sur des navires plus petits . À l'ASE Witley, cet ensemble a été modifié pour devenir le type 272 et le type 273 pour les plus gros navires. En utilisant des réflecteurs plus grands, le Type 273 a également détecté efficacement les avions volant à basse altitude, avec une portée allant jusqu'à 30 milles. Ce fut le premier radar de la Royal Navy avec un indicateur de position plan .

Le développement ultérieur a conduit au radar de type 277 , avec près de 100 fois la puissance de l'émetteur. En plus des ensembles de détection à micro-ondes, Coales a développé les ensembles de conduite de tir à micro-ondes Type 275 et Type 276. Les améliorations apportées au magnétron ont permis de créer des dispositifs de 3,2 cm (9,4 GHz) générant une puissance de crête de 25 kW. Ceux-ci ont été utilisés dans le radar de contrôle de tir de type 262 et le radar d'indication de cible et de navigation de type 268.

États Unis

En 1922, A. Hoyt Taylor et Leo C. Young , alors au US Navy Aircraft Radio Laboratory, ont remarqué qu'un navire traversant le chemin de transmission d'une liaison radio produisait un lent évanouissement du signal. Ils ont signalé cela comme une interférence par battement Doppler avec un potentiel pour détecter le passage d'un navire, mais cela n'a pas été poursuivi. En 1930, Lawrence A. Hyland . travaillant pour Taylor au Naval Research Laboratory (NRL) a noté le même effet d'un avion qui passait. Cela a été officiellement rapporté par Taylor. Hyland, Taylor et Young ont obtenu un brevet (US No. 1981884, 1934) pour un "Système de détection d'objets par radio". Il a été reconnu que la détection nécessitait également une mesure de la portée, et un financement a été fourni pour un émetteur pulsé. Cela a été attribué à une équipe dirigée par Robert M. Page , et en décembre 1934, un appareil de maquette a détecté avec succès un avion à une distance d'un mile.

La Marine, cependant, a ignoré les développements ultérieurs, et ce n'est qu'en janvier 1939 que leur premier système prototype, le XAF à 200 MHz (1,5 m) , a été testé en mer. La Marine a inventé l'acronyme RADio Detection And Ranging (RADAR), et à la fin de 1940, a ordonné qu'il soit utilisé exclusivement.

Le rapport de 1930 de Taylor avait été transmis aux Signal Corps Laboratories (SCL) de l'armée américaine . Ici, William R. Blair avait des projets en cours pour détecter les aéronefs à partir du rayonnement thermique et de la télémétrie sonore, et a lancé un projet de détection des battements Doppler. Suite au succès de Page avec la transmission d'impulsions, le SCL a rapidement suivi dans ce domaine. En 1936, Paul E. Watson a développé un système pulsé qui, le 14 décembre, a détecté des avions volant dans l' espace aérien de la ville de New York à des distances allant jusqu'à sept milles. En 1938, cela avait évolué pour devenir le premier ensemble de recherche de position radio (RPF) de l'armée, désigné SCR-268 , Signal Corps Radio , pour dissimuler la technologie. Il fonctionnait à 200 MHz 1,5 m, avec une puissance crête de 7 kW. Le signal reçu a été utilisé pour diriger un projecteur .

En Europe, la guerre avec l'Allemagne avait épuisé les ressources du Royaume-Uni. Il a été décidé de donner les avancées techniques du Royaume-Uni aux États-Unis en échange d'un accès aux secrets américains et aux capacités de fabrication connexes. En septembre 1940, la mission Tizard débute.

Lorsque l'échange a commencé, les Britanniques ont été surpris d'apprendre le développement du système de radar à impulsions de l'US Navy, le CXAM , qui s'est avéré être très similaire en termes de capacité à leur technologie Chain Home . Bien que les États-Unis aient développé un radar pulsé indépendamment des Britanniques, les efforts américains présentaient de sérieuses faiblesses, en particulier le manque d'intégration du radar dans un système de défense aérienne unifié. Ici, les Britanniques étaient sans égal.

Le résultat de la mission Tizard a été un grand pas en avant dans l'évolution du radar aux États-Unis. Bien que le NRL et le SCL aient tous deux expérimenté des émetteurs de 10 cm, ils ont été bloqués par une puissance d'émission insuffisante. Le magnétron à cavité était la réponse que recherchaient les États-Unis, et il a conduit à la création du MIT Radiation Laboratory (Rad Lab). Avant la fin de 1940, le Rad Lab a été lancé au MIT et, par la suite, presque tout le développement des radars aux États-Unis a été réalisé dans des systèmes de longueur d'onde centimétrique. Le MIT employait près de 4 000 personnes à son apogée pendant la Seconde Guerre mondiale.

Deux autres organisations étaient notables. Alors que le Rad Lab commençait ses opérations au MIT, un groupe compagnon, appelé le Radio Research Laboratory (RRL), a été créé à l'université voisine de Harvard . Dirigé par Frederick Terman , celui-ci s'est concentré sur les contre-mesures électroniques au radar. Une autre organisation était le Combined Research Group (CRG) hébergé au NRL. Cela impliquait des équipes américaines, britanniques et canadiennes chargées de développer des systèmes d' identification ami ou ennemi (IFF) utilisés avec des radars, essentiels pour prévenir les accidents de tir ami .

Longueur d'onde métrique

Après des essais, le XAF original a été amélioré et désigné CXAM ; ces ensembles 200 MHz (1,5 m) et 15 kW sont entrés en production limitée avec les premières livraisons en mai 1940. Le CXAM a été affiné dans le radar d'alerte précoce SK , avec des livraisons commençant à la fin de 1941. Ce 200 MHz (1,5 m -m) utilisait une antenne "à ressorts volants" et avait un PPI. Avec une puissance de sortie de 200 kW, il pourrait détecter des avions à des distances allant jusqu'à 100 milles et des navires à 30 milles. Le SK est resté le radar d'alerte précoce standard pour les grands navires américains tout au long de la guerre. Les dérivés pour les petits navires étaient SA et SC . Environ 500 ensembles de toutes les versions ont été construits. Le SD associé était un ensemble de 114 MHz (2,63 m) conçu par le NRL pour être utilisé sur les sous-marins ; avec un support d'antenne de type périscope, il a donné un avertissement précoce mais aucune information directionnelle. Le BTL a développé un radar de contrôle de tir à 500 MHz (0,6 m) désigné FA (plus tard, Mark 1 ). Quelques-uns sont entrés en service au milieu des années 1940, mais avec une puissance de seulement 2 kW, ils ont rapidement été remplacés.

Avant même la mise en service du SCR-268 , Harold Zahl travaillait au SCL pour développer un meilleur système. Le SCR-270 était la version mobile et le SCR-271 une version fixe. Fonctionnant à 106 MHz (2,83 m) avec une puissance pulsée de 100 kW, ceux-ci avaient une portée allant jusqu'à 240 milles et ont commencé à entrer en service à la fin de 1940. Le 7 décembre 1941, un SCR-270 à Oahu à Hawaï a détecté la formation d'attaque japonaise à une portée de 132 miles (212 km), mais ce complot crucial a été mal interprété en raison d'une chaîne de signalement extrêmement inefficace.

Un autre radar métrique a été développé par le SCL. Après Pearl Harbor, on craignait qu'une attaque similaire ne détruise les écluses vitales du canal de Panama . Un tube émetteur délivrant une puissance pulsée de 240 kW à 600 MHz (0,5 M) avait été développé par Zahl. Une équipe dirigée par John W. Marchetti l'a incorporé dans un SCR-268 adapté aux navires de piquetage opérant jusqu'à 100 milles au large. L'équipement a été modifié pour devenir l' AN/TPS-3 , un radar léger, portable et d'alerte précoce utilisé aux têtes de pont et aux aérodromes capturés dans le Pacifique Sud. Environ 900 ont été produits.

Un échantillon britannique d' ASV Mk II a été fourni par la mission Tizard. Cela est devenu la base de l' ASE , pour une utilisation sur des avions de patrouille tels que le Consolidated PBY Catalina . Ce fut le premier radar aéroporté américain à voir l'action ; environ 7 000 ont été construits. Le NRL travaillait sur un radar air-sol à 515 MHz (58,3 cm) pour le Grumman TBF Avenger , un nouveau bombardier-torpilleur . Des composants de l' ASE ont été incorporés et il est entré en production en tant qu'ASB lorsque les États-Unis sont entrés en guerre. Cet ensemble a été adopté par les forces aériennes de l'armée nouvellement formées sous le nom de SCR-521. Le dernier des radars non magnétron, plus de 26 000 ont été construits.

Un dernier "cadeau" de la mission Tizard était la fusée à temps variable (VT) . Alan Butement avait conçu l'idée d'un fusible de proximité alors qu'il développait le système de défense côtière en Grande-Bretagne en 1939, et son concept faisait partie de la mission Tizard. Le National Defense Research Committee (NDRC) a demandé à Merle Tuve de la Carnegie Institution de Washington de prendre l'initiative de réaliser le concept, qui pourrait augmenter la probabilité de tuer pour les obus. De là, la fusée à temps variable a émergé comme une amélioration de la fusée à temps fixe. L'appareil a détecté lorsque l'obus s'est approché de la cible - ainsi, le nom de temps variable a été appliqué.

Une fusée VT, vissée sur la tête d'un obus, émettait un signal CW dans la gamme 180-220 MHz. Lorsque l'obus s'approchait de sa cible, cela était réfléchi à une fréquence Doppler décalée par la cible et battait avec le signal d'origine, dont l'amplitude déclenchait la détonation. L'appareil a exigé une miniaturisation radicale des composants, et 112 entreprises et institutions ont finalement été impliquées. En 1942, le projet est transféré au Laboratoire de physique appliquée , formé par l'Université Johns Hopkins . Pendant la guerre, quelque 22 millions de fusées VT pour plusieurs calibres d'obus ont été fabriquées.

Centimètre

De 1941 à 1945, de nombreux types de radars hyperfréquences différents ont été développés en Amérique. La plupart sont originaires du Rad Lab où une centaine de types différents ont été initiés. Bien que de nombreuses entreprises fabriquaient des postes, seuls Bell Telephone Laboratories (NTL) ont joué un rôle majeur dans le développement. Les deux principales opérations de recherche militaire, NRL et SCL, avaient des responsabilités dans le développement de composants, l'ingénierie des systèmes, les tests et autres supports, mais n'ont pas assumé de rôles pour le développement de nouveaux systèmes radar centimétriques.

Opérant sous l'autorité du Bureau de la recherche et du développement scientifiques , une agence relevant directement du président Franklin Roosevelt , le Rad Lab était dirigé par Lee Alvin DuBridge avec l'éminent scientifique Isidor Isaac Rabi comme son adjoint. EG "Taffy" Bowen , l'un des développeurs originaux de RDF et membre de la mission Tizard, est resté aux États-Unis en tant que conseiller.

Le Rad Lab s'est vu confier trois projets initiaux : un radar d'interception aéroporté de 10 cm, un système de pose de canons de 10 cm pour une utilisation antiaérienne et un système de navigation aérienne à longue portée. Le magnétron à cavité a été dupliqué par les Bell Telephone Laboratories (BTL) et mis en production pour être utilisé par le Rad Lab dans les deux premiers projets. Le troisième projet, basé sur la technologie de ralliement directionnel, est finalement devenu LORAN . Il a été conçu par Alfred Lee Loomis , qui avait aidé à former le Rad Lab.

Initialement, le Rad Lab a construit une maquette expérimentale avec un émetteur et un récepteur de 10 cm utilisant des antennes séparées (le commutateur TR n'était pas encore disponible). Cela a été testé avec succès en février 1941, détectant un avion à une distance de 4 milles.

Le Rad Lab et le BTL ont également amélioré les performances du magnétron, permettant à l'appareil et aux systèmes associés de générer des longueurs d'onde plus élevées. Au fur et à mesure que de plus en plus de fréquences étaient utilisées, il est devenu courant de faire référence à des opérations de radar centimétrique dans les bandes suivantes :

Bande P – 30-100 cm (1-0,3 GHz)

Bande L – 15-30 cm (2-1 GHz)

Bande S – 8-15 cm (4-2 GHz)

Bande C – 4-8 cm (8-4 GHz)

Bande X – 2,5-4 cm (12-8 GHz)

Bande K – Ku : 1,7-2,5 cm (18-12 GHz) ; Ka : 0,75-1,2 cm (40-27 GHz).

Il y avait une lacune dans la bande K pour éviter les fréquences absorbées par la vapeur d'eau atmosphérique. Ces plages sont celles données par les normes IEEE ; des valeurs légèrement différentes sont spécifiées dans d'autres normes, telles que celles du RSGB .

Contrôle de tir en bande P

Après que le BTL ait développé le FA , le premier radar de contrôle de tir pour l'US Navy, il l'a amélioré avec le FC (pour une utilisation contre des cibles de surface) et le FD (pour diriger des armes anti-aériennes). Quelques-uns de ces postes de 60 cm (750 MHz) sont entrés en service à l'automne 1941. Ils ont ensuite été désignés respectivement Mark 3 et Mark 4 . Environ 125 ensembles Mark 3 et 375 Mark 4 ont été produits.

S-Band aéroporté

Pour le radar d'interception aéroportée, l'ensemble de maquettes Rad Lab de 10 cm était équipé d'une antenne parabolique ayant des capacités de balayage en azimut et en élévation . Des indicateurs de tube cathodique et des contrôles appropriés ont également été ajoutés. Edwin McMillan était principalement responsable de la construction et des tests de l'ensemble d'ingénierie. Il a été testé pour la première fois en vol vers la fin de mars 1941, donnant des retours de cible jusqu'à cinq milles de distance et sans écho au sol , un avantage principal du radar à micro-ondes. Désigné SCR-520 , il s'agissait du premier radar micro-ondes américain. Il a vu un service limité sur certains gros avions de patrouille, mais était trop lourd pour les avions de chasse. Amélioré en tant que SCR-720 beaucoup plus léger , des milliers de ces ensembles ont été fabriqués et largement utilisés par les États-Unis et la Grande-Bretagne (comme l'AI Mk X) tout au long de la guerre.

Pose d'armes à feu de l'armée S-Band

Le développement d'un système de pose de pistolets à micro-ondes avait déjà commencé en Grande-Bretagne, et il a été inclus avec une haute priorité au Rad Lab en raison de son besoin urgent. Le projet, dirigé par Ivan Getting , a commencé avec la même maquette de 10 cm utilisée dans le projet d'IA. Le développement du système GL était un défi. Un nouveau servomécanisme complexe était nécessaire pour diriger un grand réflecteur parabolique, et un suivi automatique était requis. Lors de la détection d'une cible, la sortie du récepteur serait utilisée pour mettre la servocommande en mode de verrouillage de piste. Le support et le réflecteur ont été développés avec le Central Engineering Office de Chrysler . BTL a développé l'ordinateur analogique électronique, appelé le M-9 Predictor-Corrector , contenant 160 tubes à vide. Les composants ont été intégrés et livrés en mai 1942 à l'Army Signals Corps pour des tests. Désigné le SCR-584 Anti-Aircraft Gun-Laying System , environ 1 500 d'entre eux ont été utilisés en Europe et dans le Pacifique à partir du début de 1944.

Recherche S-Band Marine

Après la démonstration expérimentale de la planche à pain de 10 cm, la Marine a demandé un radar de recherche en bande S pour les applications embarquées et aéroportées. Sous la direction d' Ernest Pollard , l' ensemble de bord 50 kW SG a été testé en mer en mai 1941, suivi de la version ASG pour les gros avions de patrouille et les dirigeables de la Marine . Avec une monture gyrostabilisée, le SG pouvait détecter de gros navires à 15 milles et un périscope sous-marin à 5 milles. Environ 1 000 de ces ensembles ont été construits. ASG était désigné AN/APS-2 et communément appelé « George » ; quelque 5 000 d'entre eux ont été construits et se sont avérés très efficaces pour la détection des sous-marins.

Une version compacte du SG pour les bateaux PT a été désignée SO . Ceux-ci ont été introduits en 1942. D'autres variantes étaient le SF , un ensemble pour les navires de guerre plus légers, le SH pour les grands navires marchands, et le SE et SL , pour d'autres navires plus petits. La Marine a également adopté des versions du SCR-584 de l'armée (sans l' unité M-9 mais avec des stabilisateurs gyroscopiques) pour les radars de recherche à bord, le SM pour les porte - avions et le SP pour les porte-avions d'escorte . Aucun d'entre eux n'a été produit en grande quantité, mais était très utile dans les opérations.

Le BTL a développé le SJ , un supplément S-Band pour le radar à ondes métriques SD sur les sous-marins. L'antenne du SJ pourrait balayer l'horizon jusqu'à environ 6 milles avec une bonne précision. À la fin de la guerre, le SV amélioré a augmenté les portées de détection à 30 milles.

Alerte précoce aéroportée en bande L

L'effort à long terme le plus ambitieux du Rad Lab a été le projet Cadillac , le premier système radar d'alerte précoce aéroporté. Dirigé par Jerome Wiesner , environ 20% du personnel de Rad Lab serait finalement impliqué. Désigné AN/APS-20 , ce radar de 20 cm (1,5 GHz), 1 MW pesait 2 300 livres, y compris un radôme de 8 pieds renfermant une antenne parabolique en rotation. Transporté par un avion porteur TBF Avenger , il pouvait détecter les gros avions à des distances allant jusqu'à 100 milles. Le système radar aéroporté comprenait une caméra de télévision pour capter l'affichage PPI, et une liaison VHF a transmis l'image au Centre d'information de combat sur le porte-avions hôte. Le système a volé pour la première fois en août 1944 et est entré en service en mars suivant. Ce fut le fondement du concept de système aéroporté d'alerte et de contrôle (AWACS) d' après-guerre .

Bande X

En 1941, Luis Alvarez a inventé une antenne à réseau phasé ayant d'excellentes caractéristiques de rayonnement. Lorsque le magnétron de 3 cm a été développé, l'antenne Alvarez a été utilisée dans un certain nombre de radars en bande X. L' Eagle , plus tard désigné AN/APQ-7 , a fourni une image semblable à une carte du sol à quelque 170 milles le long de la trajectoire avant d'un bombardier. Environ 1 600 ensembles Eagle ont été construits et utilisés par les forces aériennes de l'armée principalement au-dessus du Japon. La même technologie a été utilisée dans l' ASD ( AN/APS-2 communément appelé " Dog " ), un radar de recherche et de guidage utilisé par la Marine sur des bombardiers plus petits ; cela a été suivi par plusieurs versions plus légères, dont l' AIA-1 connu sous le nom de « viseur radar ».

L'antenne Alvarez a également été utilisée dans le développement de l' approche de contrôle au sol (GCA), un système combiné d'atterrissage aveugle en bande S et en bande X pour les bases de bombardiers; ce système était notamment utilisé pour assister les avions revenant de missions par mauvais temps.

La BTL a également développé des radars X-Band. Le radar de conduite de tir Mark 8 (FH) était basé sur un nouveau type d'antenne développé par George Mueller . Il s'agissait d'un réseau de 42 guides d'ondes en forme de tuyau qui permettait la direction électronique du faisceau ; pour cela, le BTL a développé le Mark 4 Fire Control Computer . Le Mark 22 était un système de « inclination de tête » utilisé pour la recherche de la hauteur des cibles avec des radars de contrôle de tir. Avec une antenne en forme de tranche d'orange, il donnait un faisceau horizontal très étroit pour rechercher le ciel. L'armée l'a également adopté sous le nom d' AN/TPS-10 , une version terrestre communément appelée " Li'l Abner " d'après un personnage de bande dessinée populaire.

Bien qu'elle n'ait été implémentée dans un système complet qu'après la guerre, la technique monopulse a été démontrée pour la première fois au LNR en 1943 sur un ensemble X-Band existant. Le concept est attribué à Robert Page au LNR, et a été développé pour améliorer la précision de suivi des radars. Après la guerre, pratiquement tous les nouveaux systèmes radar utilisaient cette technologie, y compris l' AN/FPS-16 , le radar de poursuite le plus utilisé de l'histoire.

Union soviétique

L' Union soviétique a envahi la Pologne en septembre 1939 dans le cadre du pacte Molotov-Ribbentrop avec l'Allemagne ; l'Union soviétique envahit la Finlande en novembre 1939 ; en juin 1941, l'Allemagne abroge le pacte de non-agression et envahit l'Union soviétique . Bien que l'URSS ait des scientifiques et des ingénieurs exceptionnels, qu'elle ait commencé des recherches sur ce qui deviendrait plus tard un radar ( radiolokatsiya , lit. radiolocalisation) dès que quelqu'un d'autre et fait de bons progrès avec le développement précoce du magnétron, elle est entrée en guerre sans un radar entièrement capable. système.

Recherche de radiolocalisation d'avant-guerre

Les forces militaires de l'URSS étaient la Raboche-Krest'yanskaya Krasnaya Armiya (RKKA, l'Armée rouge des travailleurs et des paysans), le Raboche-Krest'yansky Krasny Flot (RKKF, la Flotte rouge des travailleurs et des paysans) et le Voyenno -Vozdoushnye Sily (VVS, Forces aériennes soviétiques).

Au milieu des années 1930, la Luftwaffe allemande disposait d'avions capables de pénétrer profondément en territoire soviétique. L'observation visuelle a été utilisée pour détecter les aéronefs en approche. Pour la détection nocturne, le Glavnoye artilleriyskoye upravleniye (GAU, Main Artillery Administration), de l'Armée rouge, avait développé une unité acoustique qui servait à pointer un projecteur sur des cibles. Ces techniques étaient impraticables avec des aéronefs qui se trouvaient au-dessus des nuages ​​ou à une distance considérable; pour y remédier, des recherches ont été lancées sur la détection par des moyens électromagnétiques. Le lieutenant-général MM Lobanov était responsable de ces efforts dans la GAU, et il a documenté en détail cette activité plus tard.

Léningrad

La plupart des premiers travaux en radioobnaruzhenie (radio-détection) ont eu lieu à Leningrad , initialement à l' Institut Leningradskii Elektrofizicheskii , ( Institut d' électrophysique de Leningrad, LEPI). Ici, Abram F. Ioffe , généralement considéré comme le principal physicien de l'Union soviétique, était le directeur scientifique. Le LEPI s'est concentré sur le rayonnement de signaux à ondes continues (CW), détectant l'existence et la direction de leurs réflexions pour une utilisation dans les systèmes d'alerte précoce.

Alors que la GAU s'intéressait à la détection, la Voiska Protivo-vozdushnoi oborony (PVO, Air Defence Forces) s'intéressait à la détermination de la distance cible. Pavel K. Oshchepkov , membre du personnel technique du PVO à Moscou, était fermement convaincu que l' équipement de radiolocalisation ( radiolocalisation ) devait être pulsé, ce qui permettrait potentiellement de déterminer directement la portée. Il est muté à Leningrad pour diriger un Special Construction Bureau (SCB) pour les équipements de radiolocalisation.

Pour examiner les méthodes de détection actuelles et proposées, une réunion a été convoquée par l' Académie des sciences de Russie ; cela a eu lieu à Leningrad le 16 janvier 1934, et présidé par Ioffe. La radiolocalisation est apparue comme la technique la plus prometteuse, mais le type (CW ou pulsé) et la longueur d'onde ( haute fréquence ou micro - ondes ) restaient à résoudre

Au SCB, l'équipe d'Oshchepkov a développé un système expérimental de radiolocalisation pulsée fonctionnant à 4 m (75 MHz.). Celui-ci avait une puissance de crête d'environ 1 kW et une durée d'impulsion de 10 µs ; des antennes d'émission et de réception distinctes ont été utilisées. En avril 1937, des tests atteignirent une portée de détection de près de 17 km à une hauteur de 1,5 km. Bien que ce fut un bon début pour la radiolocalisation pulsée, le système n'était pas capable de mesurer la distance (la technique consistant à utiliser des impulsions pour déterminer la distance était connue des sondes de l' ionosphère mais n'a pas été poursuivie). Bien qu'il n'ait jamais créé de capacité de télémétrie pour son système, Oshchepkov est souvent appelé le père du radar en Union soviétique.

Alors qu'Oshchepkov explorait les systèmes pulsés, les travaux se sont poursuivis sur la recherche CW au LEPI. En 1935, le LEPI est devenu une partie du Nauchno-issledovatel institut-9 (NII-9, Scientific Research Institute #9), l'une des nombreuses sections techniques du GAU. Avec MA Bonch-Bruevich comme directeur scientifique, la recherche s'est poursuivie dans le développement CW. Deux systèmes expérimentaux prometteurs ont été développés. Un poste VHF désigné Bistro (Rapid) et le micro-onde Burya (Storm). Les meilleures caractéristiques de ceux-ci ont été combinées dans un système mobile appelé Ulavlivatel Samoletov (Radio Catcher of Aircraft), bientôt désigné RUS-1 ( РУС-1 ). Cette CW, bi-statique système utilisé un émetteur monté sur camion exploitation à 4,7 m (64 MHz) et deux récepteurs sur camion.

En juin 1937, tous les travaux de Leningrad sur la radiolocalisation s'arrêtent. La Grande Purge de Joseph Staline a balayé l'armée et la communauté scientifique, entraînant près de deux millions d'exécutions. Le SCB a été fermé; Oshchepkov a été inculpé de "crimes graves" et condamné à 10 ans dans un goulag . NII-9 a également été ciblé, mais a été sauvé grâce à l'influence de Bonch-Bruyevich, un favori de Vladimir Lénine au cours de la décennie précédente. NII-9 en tant qu'organisation a été sauvé et Bonch-Bruyevich a été nommé directeur. Les purges ont entraîné une perte de plus d'un an de développement.

Le RUS-1 a été testé et mis en production en 1939, entrant en service limité en 1940, devenant le premier système de radiolocalisation déployé dans l'Armée rouge. Bonch-Bruyevich est décédé en mars 1941, créant un écart de leadership, retardant davantage les développements de la radio-localisation CW.

Le Nauchnoissledovatelskii ispytatelnyi institut svyazi RKKA (NIIIS-KA, Institut de recherche scientifique sur les signaux de l'Armée rouge), qui s'était à l'origine farouchement opposé à la technologie de radiolocalisation , était désormais placé sous le contrôle global de son développement en Union soviétique. Ils ont coopté le système pulsé d'Oshchepkov et, en juillet 1938, disposaient d'un réseau expérimental bistatique à position fixe qui détectait un avion à une distance de 30 km à des hauteurs de 500 m et à une distance de 95 km pour des cibles à 7,5 km d'altitude.

Le projet a ensuite été pris en charge par le LPTI de Ioffe, résultant en un système appelé Redut (Redoubt) avec une puissance de crête de 50 kW et une durée d'impulsion de 10 s. Le Redut a été testé pour la première fois sur le terrain en octobre 1939, sur un site près de Sébastopol , un port naval stratégique de la mer Noire .

En 1940, le LEPI a pris le contrôle du développement de Redut , perfectionnant la capacité critique des mesures de distance. Un affichage à rayons cathodiques, fabriqué à partir d'un oscilloscope, a été utilisé pour afficher les informations de distance. En juillet 1940, le nouveau système fut désigné RUS-2 ( РУС-2 ). Un dispositif d'émission-réception (un duplexeur) permettant de fonctionner avec une antenne commune a été développé en février 1941. Ces percées ont été réalisées dans une station expérimentale à Toksovo (près de Leningrad), et une commande a été passée à l'usine de Svetlana pour 15 systèmes.

Le RUS-2 final avait une puissance d'impulsion de près de 40 kW à 4 m (75 MHz). L'ensemble se trouvait dans une cabine sur une plate-forme motorisée, avec une antenne Yagi-Uda à sept éléments montée à environ cinq mètres au-dessus du toit. La cabine, avec l'antenne, pouvait être tournée sur un grand secteur pour viser le diagramme d'émission-réception. La portée de détection était de 10 à 30 km pour les cibles aussi basses que 500 m et de 25 à 100 km pour les cibles à haute altitude. La variance était d'environ 1,5 km pour la portée et de 7 degrés pour l'azimut.

Kharkov

Un deuxième centre de recherche sur la radiolocalisation se trouvait à Kharkov, en Ukraine . Ici, l' Institut ukrainien de physique et de technologie (UIPT) a étroitement coopéré avec l'Université de Kharkov (KU). L'UIPT est devenue célèbre en dehors de l'URSS et a reçu la visite de physiciens de renommée mondiale tels que Niels Bohr et Paul Dirac . Le futur lauréat du prix Nobel Lev Landau a dirigé le département théorique. Le Laboratoire indépendant d'oscillations électromagnétiques (LEMO) était dirigé par Abram A. Slutskin .

Au LEMO, les magnétrons ont été un axe de recherche majeur. En 1934, une équipe dirigée par Aleksandr Y. Usikov avait développé une série de magnétrons à anode segmentée couvrant 80 à 20 cm (0,37 à 1,5 GHz), avec une puissance de sortie comprise entre 30 et 100 W. Semion Y. Braude a développé un boîtier en verre magnétron produisant 17 kW avec une efficacité de 55 % à 80 cm (370 MHz), accordable sur un changement de longueur d'onde de 30 %, offrant une couverture de fréquence d'environ 260 MHz à 480 MHz (la limite entre VHF et UHF ). Celles-ci ont été décrites en détail dans des revues de langue allemande – une pratique adoptée par l'UIPT pour faire connaître leurs avancées.

En 1937, le NIIIS-KA a passé un contrat avec LEMO pour le développement d'un système de radiolocalisation pulsée pour la détection des aéronefs. Le projet portait le nom de code Zenit (une équipe de football populaire à l'époque) et était dirigé par Slutskin. Le développement de l'émetteur a été dirigé par Usikov. L'unité utilisait un magnétron de 60 cm (500 MHz) pulsé à une durée de 7 à 10 s et fournissant une puissance pulsée de 3 kW, augmentée plus tard à près de 10 kW.

Braude a dirigé le développement du récepteur. Il s'agissait d'une unité superhétérodyne utilisant initialement un magnétron accordable comme oscillateur local, mais celui-ci manquait de stabilité et a été remplacé par un circuit utilisant une triode de gland de type RCA 955 . Les impulsions renvoyées ont été affichées sur un oscilloscope à rayons cathodiques , donnant une mesure de distance.

Zenit a été testé en octobre 1938. Un bombardier moyen a été détecté à une distance de 3 km et des zones d'amélioration ont été déterminées. Une fois les changements effectués, une démonstration a été faite en septembre 1940. Il a été démontré que les trois coordonnées (distance, altitude et azimut) d'un avion volant à des altitudes comprises entre 4 000 et 7 000 mètres pouvaient être déterminées jusqu'à 25 km de distance. , mais avec une faible précision. De plus, avec les antennes orientées à un angle faible, l' écho au sol était un problème.

Bien qu'inapproprié aux applications de pose d'armes à feu, il a ouvert la voie à de futurs systèmes. Une caractéristique opérationnelle, cependant, a rendu Zenit impropre à la pose d'armes à feu pour attaquer les avions se déplaçant rapidement. Une méthode de lecture nulle a été utilisée pour analyser les signaux ; les coordonnées d'azimut et d'élévation ont dû être acquises séparément, nécessitant une séquence de mouvements d'antenne qui a pris 38 secondes pour les trois coordonnées.

Les travaux au LEMO se sont poursuivis sur Zenit , le convertissant en un système à antenne unique appelé Rubin . Cet effort, cependant, a été interrompu par l'invasion de l'URSS par l'Allemagne en juin 1941. En peu de temps, toutes les industries critiques et autres opérations à Kharkov ont reçu l'ordre d'être évacuées loin dans l'Est .

Temps de guerre

Lorsque la blitzkrieg allemande a déferlé sur l'Union soviétique en juin 1941, trois groupes d'armées massifs dirigés par des chars se sont déplacés sur un front de 900 milles avec Leningrad, Moscou et la région de l'Ukraine comme objectifs. S'ensuivit ce que les Soviétiques appelèrent la Grande Guerre patriotique. Le Komitet Oborony (Comité de défense – le petit groupe de dirigeants entourant Staline) a donné la priorité à la défense de Moscou ; les laboratoires et usines de Leningrad devaient être évacués vers l' Oural , suivis par les installations de Kharkov.

Plusieurs systèmes radar différents ont été produits par l'Union soviétique dans les installations déplacées pendant la guerre. complété par quelque 2 600 radars de différents types dans le cadre du programme de prêt-bail.

Au sol

L'usine Sveltana de Leningrad avait construit environ 45 systèmes RUS-1 . Ceux-ci ont été déployés le long des frontières occidentales et en Extrême-Orient. Sans capacité de télémétrie, cependant, l'armée a trouvé le RUS-1 de peu de valeur.

Lorsque les attaques aériennes sur Leningrad ont commencé, l' unité d'essai RUS-2 assemblée sur le site expérimental de Toksovo a été mise en opération tactique, fournissant une alerte précoce aux formations de la Luftwaffe (armée de l'air allemande). Avec une portée allant jusqu'à 100 km, cette unité a fourni des informations opportunes aux réseaux de défense civile et de combat. Cela a attiré l'attention des autorités, qui avaient auparavant montré peu d'intérêt pour les équipements de radiolocalisation.

À la mi-juillet, les activités de radiolocalisation du LEPI et du NII-9 ont été envoyées à Moscou où elles ont été combinées avec les unités existantes du NIIIS-KA. Un système RUS-2 a été installé près de Moscou et piloté par du personnel LPTI récemment déplacé ; il a été utilisé pour la première fois le 22 juillet, lorsqu'il a détecté de nuit un vol entrant d'environ 200 bombardiers allemands alors qu'ils se trouvaient à 100 km. Il s'agissait de la première attaque aérienne contre Moscou, et cela a immédiatement conduit à la construction de trois anneaux de batteries antiaériennes autour de la ville, toutes reliées à un poste de commandement central.

Plusieurs émetteurs et récepteurs construits pour les systèmes RUS-2 ont été rapidement adaptés par le NIII-KA pour les stations de radiolocalisation fixes autour de Moscou. Désignés sous le nom de RUS-2S et également P2 Pegmatit , ceux-ci avaient leur antenne Yagi montée sur des tours en acier de 20 mètres et pouvaient balayer un secteur de 270 degrés. Pour la construction d'équipements supplémentaires, en janvier 1942, l'usine 339 de Moscou devient la première usine de fabrication en Union soviétique consacrée aux postes de radiolocalisation (bientôt officiellement appelés radar). En 1942, cette installation a construit et installé 53 postes RUS-2S autour de Moscou et d'autres endroits critiques de l'URSS.

L'usine 339 avait un personnel de recherche et d'ingénierie exceptionnel; celui-ci avait auparavant été séparé administrativement et désigné comme l'Institut scientifique de l'industrie radiophonique n° 20 (NII-20). Victor V. Tikhomirov , un pionnier de l'ingénierie radio des avions domestiques, était le directeur technique. (Plus tard, l' Institut de recherche scientifique sur la conception d'instruments Tikhomirov a été nommé en son honneur.) L'usine 339 et le NII-20 associé ont dominé le développement et la fabrication d'équipements radar en URSS tout au long de la guerre.

De nombreux ensembles d'un certain nombre de versions différentes du RUS-2 ont été construits à l'usine 339 pendant la guerre. Tout en fournissant une alerte précoce, ces ensembles ont souffert de l'insuffisance de ne pas fournir la hauteur cible (angle d'élévation). Ainsi, ils étaient principalement utilisés en conjonction avec des postes d'observation visuelle, les humains utilisant des dispositifs optiques pour estimer l'altitude et identifier le type d'avion.

Dès les premiers efforts de radiolocalisation, la question s'était posée de savoir comment l'identification de l'avion pouvait être faite : était-il ami ou ennemi ? Avec l'introduction de RUS-2 , ce problème nécessitait une solution immédiate. Le NII-20 a développé une unité à transporter sur un avion qui répondrait automatiquement comme "amicale" à un éclairage radio d'un radar soviétique. Un transpondeur , désigné sous le nom de SCH-3 et plus tard appelé unité d' identification ami ou ennemi (IFF), a été mis en production à l'usine 339 en 1943. Cette unité n'a d'abord répondu qu'au signal de RUS-2 , et seulement un nombre relativement petit de ces unités et des successeurs ont été construits en URSS.

Le RUS-2 était parrainé par le PVO et destiné à l'alerte précoce. Le GAU voulait toujours un système de pose de canons capable de supporter les batteries anti-aériennes. À son arrivée à Moscou, le groupe de radiolocalisation du NII-9 a continué à travailler pour le PVO sur ce problème, retournant à Burya , l'ensemble expérimental de micro-ondes construit plus tôt. En quelques semaines, une équipe dirigée par Mikhail L. Sliozberg et avec la coopération de NII-20, a développé un ensemble CW bi-statique désigné SON ( acronyme de Stancyja Orudijnoi Navodki en russe : Станция орудийной наводки — Gun Laying Station) en utilisant un 15 -cm (2,0 GHz) magnétron.

Début octobre, l'ensemble expérimental Son a été testé au combat par un bataillon anti-aérien près de Moscou. Les performances du Son basé sur la radio étaient médiocres par rapport à celles du Puazo-3 basé sur l' optique , un télémètre stéréoscopique qu'Oshchepkov avait amélioré auparavant. Le projet a été interrompu et aucune autre tentative n'a été faite pour utiliser des magnétrons dans des ensembles de radiolocalisation. Après cet échec, le NII-9 a été envoyé ailleurs et n'était plus impliqué dans les activités de radiolocalisation. Une partie du groupe de radiolocalisation, dont Sliozberg, est restée à Moscou pour travailler pour NII-20.

Peu de temps après l'invasion de l'URSS par l'Allemagne, une délégation d'officiers militaires soviétiques s'est rendue en Grande-Bretagne pour demander de l'aide en matériel de défense. De leurs sources de renseignement, les Soviétiques connaissaient le système britannique de pose d'armes RDF ( Range and Direction Finding ), le GL Mk II, et ont demandé que cet équipement soit testé pour la défense de Moscou. Début janvier 1942, Winston Churchill accepta d'envoyer un de ces systèmes en Russie, mais à condition qu'il soit totalement sécurisé par des officiers britanniques et exploité par des techniciens britanniques.

Lorsque le navire transportant l'équipement est arrivé à Mourmansk , un port maritime au large de la mer de Béring au- dessus du cercle polaire arctique , il y a eu une tempête hivernale et le déchargement a dû attendre la nuit. Le lendemain matin, il a été constaté que l'ensemble du système GL Mk II - monté sur trois camions - avait disparu. L'ambassade britannique a immédiatement protesté et, après plusieurs jours, les officiers ont été informés que le matériel avait été transporté à Moscou pour des raisons de sécurité.

Il était en effet allé à Moscou – directement au NII-20 et à l'Usine 339, où des experts du renseignement l'ont entièrement examiné et Sliozberg a dirigé une équipe de rétro-ingénierie rapide du matériel. À la mi-février, le NII-20 a annoncé avoir développé un nouveau système de radiolocalisation nommé Son-2a . C'était essentiellement une copie directe du GL Mk II.

Fonctionnant à 5 m (60 MHz), Son-2a utilisait des camions séparés pour l'équipement de transmission et de réception, et un troisième camion transportait un groupe électrogène. En cours d'utilisation, une antenne émettrice à dipôle donnant un large diagramme était fixée en position au sommet d'un pôle mis à la terre. Séparée de l'émetteur d'environ 100 mètres, la station de réception était sur une cabine rotative avec des antennes en forme d'aile montées de chaque côté. Un mât au-dessus de la cabine contenait une paire d'antennes utilisées avec un goniomètre pour la recherche d'altitude.

Comme le GL Mk II britannique d'origine, le Son-2a n'était pas d'une grande aide pour diriger les projecteurs et les canons anti-aériens. Néanmoins, il a été mis en production et remis à l'Armée rouge en décembre 1942. Au cours des trois années suivantes, environ 125 de ces ensembles ont été construits. De plus, plus de 200 systèmes GL Mk IIIC (améliorations par rapport au Mk II et construits au Canada) ont été fournis dans le cadre du programme de prêt-bail , faisant de cette combinaison l'équipement radar le plus utilisé en Union soviétique pendant la guerre.

L'Ukraine avait été le troisième objectif de l'armée d'invasion allemande. À la fin de juillet 1941, leurs forces mécanisées approchaient de cette région et, suivant les ordres du Comité de défense, l'UIPT à Kharkov a fait des préparatifs d'évacuation. Pour cela, le LEMO était séparé de l'UIPT, et les deux organisations seraient envoyées dans des villes différentes : Alma-Ata pour l'opération principale et, distante de 1 500 km, Boukhara pour le LEMO.

Pendant les préparatifs du déménagement, le LEMO a reçu l'ordre d'amener l' équipement expérimental Zeni à Moscou pour qu'il soit testé par le NIIIS-KA. À la mi-août, Usikov, Braude et plusieurs autres membres du personnel du LEMO se sont rendus à Moscou, où ils ont été rattachés au NIIIS-KA. Le système Zenit a été installé dans la périphérie de Moscou, donnant la possibilité de tester au combat. Il a été constaté que, bien que la précision du système n'était pas suffisante pour une visée précise, elle était satisfaisante pour le tir de barrage. Il pourrait également être utilisé en complément du système de surveillance RUS-2 dans le guidage des avions de chasse.

En septembre, l'équipe a apporté des modifications sur le terrain au Zenit et d'autres tests ont été effectués. Il a été constaté que la portée de détection avait été doublée, mais la zone morte a augmenté d'une quantité similaire. Le NIIIS-KA a estimé que les perspectives étaient bonnes pour que ce système soit développé en un système approprié, mais des conditions de laboratoire étaient nécessaires. Ainsi, le Zenit et tout le personnel du NIIIS-KA ont été envoyés à 3 200 km de Boukhara, rejoignant le reste du LEMO alors qu'il se déplaçait également.

En raison de la méthode d'analyse des signaux par lecture nulle, le système Zenit souffrait de la lenteur des mesures (38 secondes pour déterminer les trois coordonnées) ainsi que de la précision. Il y avait aussi une grande zone morte causée par les retours au sol. Alors qu'il était encore à Kharkov, les travaux avaient commencé sur Rubin , un système destiné à corriger les déficiences du Zenit . Avec Slutskin comme directeur de LEMO, ce projet s'est poursuivi à Boukhara sous la direction d'Usikov.

Un nouveau magnétron a été développé; celui-ci fonctionnait à 54 cm (470 MHz) avec une puissance d'impulsion portée à 15 kW. Un dispositif d'émission-réception à décharge gazeuse (un diplexeur) a été développé pour isoler le récepteur de l'impulsion d'émission directe, permettant ainsi l'utilisation d'une structure d'émission-réception commune. (Un développement similaire avait été fait pour l' antenne commune RUS-2 , mais cela n'aurait pas été adapté pour le micro-ondes Rubin .)

Plusieurs techniques pour remplacer les méthodes de lecture nulle ont été envisagées, la sélection finale utilisant un dispositif pour fournir un dipôle stationnaire par rapport auquel la position directionnelle de l'antenne pourrait être déterminée en continu. La distance, l'azimut et l'élévation ont été affichés sur un écran à tube cathodique. Il n'était cependant pas prévu d'introduire ces informations dans une unité automatique de pointage des projecteurs et des canons.

Des dipôles d'émission et de réception séparés étaient au centre d'un réflecteur paraboloïde de 3 mètres . L'ensemble antenne, avec télécommandes, pouvait pivoter de 0 à 90 degrés verticalement et de 0 à 400 degrés horizontalement. La largeur du faisceau principal était de 16 degrés équatoriaux et 24 degrés méridiens.

Le système était transporté sur deux camions, l'électronique et la console de commande dans l'un et le groupe électrogène dans l'autre. Le magnétron de l'émetteur et les parties avant du récepteur se trouvaient dans des conteneurs scellés fixés à l'arrière du réflecteur. L'antenne était montée sur des rails et pouvait être déployée jusqu'à proximité du camion.

En août 1943, le prototype du système Rubin était terminé, tout le travail étant effectué par les petits états-majors LEMO et NIIIS-KA. Le système a été transporté à Moscou où Usikov, Truten et d'autres ont effectué d'autres tests et ont fait des démonstrations sans combat. A cette époque, le GL Mk II britannique et sa réplique soviétique, le SON-2 , étaient également disponibles et étaient peut-être utilisés en comparaison directe avec le Rubin ; si c'était le cas, le Rubin ne s'en serait pas bien tiré.

Plutôt que de libérer le prototype pour la production, l'armée a pris des dispositions pour que le Rubin soit jugé par le Red Fleet Command. Au début de 1944, le système a été transporté à Mourmansk, le seul port non gelé de l'Arctique soviétique. Ici, malgré le froid, Usikov a continué avec des tests et des démonstrations dans de meilleures conditions que dans le Moscou encore chaotique.

Des tests à bord d'un navire ont montré une détection d'avion à 60 km et une mesure fiable à partir de 40 km. Les erreurs moyennes ne dépassaient pas 120 m de portée et 0,8 degré d'azimut et d'angle d'élévation. Le temps de détermination des coordonnées angulaires n'a jamais dépassé 7 secondes, et la zone morte était descendue à 500 m. Des précisions similaires ont été trouvées pour détecter tous les types de navires de surface, mais avec l' antenne Rubin au niveau du pont, la portée de détection était naturellement bien inférieure à celle des avions.

Au cours de la dernière année de la guerre, Rubin a été utilisé par la Flotte Rouge pour la surveillance aérienne et de surface dans le secteur polaire. Si le GL Mk II et son clone, SON-2ot , n'étaient pas devenus disponibles, le Rubin aurait probablement été achevé beaucoup plus tôt et serait entré en production. Bien que jamais mis en service régulier, ce système a fourni une bonne base pour les futurs radars à magnétron en Union soviétique.

La guerre froide a apporté la menace des bombardiers supersoniques intercontinentaux. Cela a conduit au développement de systèmes de défense aérienne intégrés tels que Uragan-1 où les radars de recherche et d'acquisition à grande distance des zones stratégiques détectent les menaces entrantes, intègrent ces données dans une solution d'attaque ou d'interception, puis engagent la cible avec des avions intercepteurs ou anti- l'artillerie aérienne à mesure que l'intrus progresse dans plusieurs couches de systèmes d'armes.

Aéroporté

Un certain nombre de nouveaux avions de chasse et de bombardement ont été conçus dans les années qui ont précédé la guerre. Vladimir Petlyakov a dirigé un bureau de conception des forces aériennes soviétiques (VVS), responsable du développement d'un bombardier bimoteur en piqué d'attaque qui a finalement été désigné Pe-2 . Ayant pris du retard, Petlyakov a été accusé de sabotage et jeté dans un goulag technique ; il a en fait réalisé une grande partie de sa conception pendant son incarcération.

À la fin de 1940, le VVS a développé l'exigence d'un système de détection d'avions ennemis à bord. Le groupe de radiolocalisation du NII-9 à Leningrad a été chargé de concevoir un tel ensemble pour le Pe-2 . La plupart des équipements de radiolocalisation à cette époque étaient volumineux et lourds, et pour cet avion, un petit ensemble léger était nécessaire. De plus, les limitations sur la taille de l'antenne ont conduit la conception à des fréquences aussi élevées que possible. Le klystron réflexe (comme on l'appela plus tard) venait d'être développé par Nikolay Devyatkov . Grâce à cela, la conception a été lancée sur un ensemble désigné Gneis (Origin) et fonctionnant à 16 cm (1,8 GHz).

Lorsque le NII-9 a été évacué vers Moscou en juillet 1941, cela a considérablement affecté le calendrier. Aussi, le klystron réflexe n'avait pas été mis en production et sa disponibilité dans le futur était douteuse ; par conséquent, le projet a été terminé. Le besoin, cependant, d'un poste de radiolocalisation aéroporté était maintenant encore plus important; le Pe-3 , une variante de chasseur lourd du Pe-2 , était en production. Certains de ces avions étaient configurés comme chasseurs de nuit, et le radar (comme on l'appelait maintenant) était nécessaire de toute urgence. Le NII-20 et l'Usine 339 ont repris la conception, dirigés par le directeur technique, Victor Tikhomirov.

Le nouvel ensemble, désigné Gneiss-2 ( Гнейс-2 ), fonctionnait à 1,5 m (200 MHz). Le chasseur Pe-3 était un avion à deux places, avec le pilote et le mitrailleur arrière/opérateur radio assis dos à dos. Le radar a été conçu comme une autre pièce d'équipement pour l'opérateur radio.

Les antennes étaient montées au-dessus de la surface supérieure des ailes, un réseau de transmission à large motif sur une aile et deux antennes de réception Yagi sur l'autre. Un Yagi était dirigé vers l'avant et l'autre, à quelques mètres, pointait vers l'extérieur à 45 degrés. Le fuselage de l'avion fournissait un bouclier entre les antennes d'émission et de réception. Le système avait une portée d'environ 4 km et pouvait donner l'azimut de la cible par rapport à la trajectoire de vol du chasseur.

Le Gneis-2 , le premier radar d'avion en Union soviétique, a fait ses preuves au combat à Stalingrad en décembre 1942. Environ 230 de ces ensembles ont été construits pendant la guerre. Quelques-uns ont été installés sur des avions Yak-9 et (hors numérotation) Yak-3 , les chasseurs avancés qui ont finalement donné au VVS la parité avec la Luftwaffe . D'autres ensembles portant des désignations Gneis ont été développés à l'usine 339 à des fins expérimentales, en particulier avec les chasseurs Lavochkin La-5 et les avions d' assaut au sol Ilyushin Il-2 , mais aucun de ces ensembles n'a été mis en production.

Naval

Au cours des années 1930, la RKKF (Flotte Rouge) avait d'importants programmes de développement des communications radio. À partir de 1932, cette activité fut dirigée par Aksel Ivanovich Berg ( directeur du NIIIS-KF, Red Fleet Signals Research) et reçut plus tard le grade d'ingénieur-amiral. Il a également été professeur dans les universités de Leningrad et a suivi de près les premiers progrès de la radiolocalisation au LPTI et au NII-9. Il entame un programme de recherche sur cette technologie au NIIIS-KF, mais est interrompu par son arrestation en 1937 lors de la Grande Purge et passe trois ans en prison.

Berg a été libéré au début de 1940 et réintégré dans ses fonctions. Après avoir revu les tests du Redut menés à Sébastopol, il obtient une cabine RUS-2 et la fait adapter pour les tests à bord. Désigné Redut-K , il fut placé sur le croiseur léger Molotov en avril 1941, ce qui en fait le premier navire de guerre du RKKF doté d'une capacité de radiolocalisation. Après le début de la guerre, seuls quelques-uns de ces ensembles ont été construits.

Au milieu de 1943, le radar ( radiolokatsiya ) a finalement été reconnu comme une activité soviétique vitale. Un Conseil du radar, rattaché au Comité de défense de l'État, a été créé ; Berg a été nommé sous-ministre, responsable de tous les radars en URSS. Tout en étant impliqué dans tous les développements futurs de cette activité, il s'est particulièrement intéressé aux systèmes de la Marine. Berg était plus tard principalement responsable de l'introduction de la cybernétique en Union soviétique .

D'autres radars indigènes de la marine soviétique développés (mais non mis en production) pendant la guerre comprenaient le Gyuis-1 , fonctionnant à 1,4 m avec une puissance d'impulsion de 80 kW. C'était un successeur de Redut-K pour l'alerte précoce ; le prototype fut installé sur le destroyer Gromkii en 1944. Deux radars de conduite de tir furent développés simultanément : Mars-1 pour les croiseurs et Mars-2 pour les destroyers. Les deux ont été testés juste à la fin de la guerre, et plus tard mis en production comme Redan-1 et Redan-2 , respectivement.

Allemagne

L'Allemagne a une longue tradition d'utilisation des ondes électromagnétiques pour détecter des objets. En 1888, Heinrich Hertz , qui démontra le premier l'existence de ces ondes, nota également qu'elles, comme la lumière, étaient réfléchies par des surfaces métalliques. En 1904, Christian Hülsmeyer obtient des brevets allemands et étrangers pour un appareil, le Telemobilskop , utilisant un émetteur à éclateur capable de détecter les navires et d'éviter les collisions ; celui-ci est souvent cité comme le premier radar, mais, sans fournir directement la portée, il ne répond pas à cette classification. Avec l'avènement du tube radio et de l'électronique, d'autres systèmes de détection uniquement ont été développés, mais tous utilisaient des ondes continues et ne pouvaient pas mesurer la distance.

En 1933, le physicien Rudolf Kühnhold , directeur scientifique de la Kriegsmarine (marine allemande) Nachrichtenmittel-Versuchsanstalt (NVA) (Signals Research Establishment) à Kiel , initia des expériences dans la région des micro - ondes pour mesurer la distance à une cible. Pour l'émetteur, il a obtenu l'aide de deux opérateurs radioamateurs, Paul-Günther Erbslöh et Hans-Karl Freiherr von Willisen. En janvier 1934, ils forment à Berlin- Oberschöneweide la société Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate (GEMA) pour ce travail.

Le développement d'un Funkmessgerät für Untersuchung (appareil de mesure radio pour la reconnaissance) a rapidement commencé sérieusement à la GEMA. Hans Hollmann et Theodor Schultes, tous deux affiliés au prestigieux Heinrich Hertz Institute de Berlin , ont été ajoutés en tant que consultants. Le premier développement était un appareil à ondes continues utilisant l'interférence Doppler pour la détection. Kühnhold a ensuite déplacé le travail GEMA vers un système modulé par impulsions.

En utilisant un magnétron de 50 cm (600 MHz) de Philips , leur premier émetteur a été modulé avec des impulsions de 2 µs à une fréquence de répétition des impulsions (PRF) de 2000 Hz. L'antenne émettrice était un réseau de 10 paires de dipôles avec un maillage réfléchissant, et l'antenne réceptrice avait trois paires de dipôles et une commutation de lobe incorporée . Le récepteur régénératif à large bande utilisait une triode de gland RCA 955 . Un dispositif de blocage (un duplexeur ), ferme l'entrée du récepteur lorsque l'émetteur émet des impulsions. Un tube Braun a été utilisé pour afficher la gamme. Il a été testé pour la première fois en mai 1935 sur le site de la NVA (à partir de 1939 : Nachrichten-Versuchskommando (NVK) (commandement de recherche sur les signaux)) Pelzerhaken dans la baie de Lübeck près de Neustadt dans le Holstein , détectant les retours des bois de l'autre côté de la baie à une distance de 15 km (9,3 mi). En Allemagne, Kühnhold est souvent appelé le "père du radar".

Ce premier Funkmessgerät de GEMA incorporait des technologies plus avancées que les premiers ensembles en Grande-Bretagne et aux États-Unis, mais il semble que le radar ait reçu une priorité beaucoup plus faible jusqu'à la fin de la Seconde Guerre mondiale ; au début de la guerre, peu avaient été déployés. Cela était dû en grande partie au manque d'appréciation de cette technologie par la hiérarchie militaire, en particulier au sommet où le dictateur Adolf Hitler considérait le radar comme une arme défensive et son intérêt était pour le matériel offensif. Ce problème a été aggravé par l'approche nonchalante de la dotation en personnel de commandement. Il fallut un certain temps avant que la Luftwaffe ne dispose d' un système de commandement et de contrôle presque aussi efficace que celui mis en place par la Royal Air Force en Grande-Bretagne avant la guerre.

Wolfgang Martini , un officier de carrière de la Luftwaffe , était le principal promoteur du radar auprès du haut commandement allemand. Bien qu'il n'ait pas fait d'études universitaires, sa maîtrise de cette technologie était instinctive et son implication a peut-être été la plus grande impulsion au développement ultime du radar en temps de guerre en Allemagne. En 1941, il est élevé au grade de général der Luftnachrichtentruppe (général de l'Air Signal Corps) et reste à ce poste jusqu'à la fin de la guerre en mai 1945.

Les trois branches des forces armées combinées de la Wehrmacht de l'Allemagne nazie : la Luftwaffe (armée de l'air), la Kriegsmarine (marine) et la Heer (armée) ; utilisé la technologie et le matériel radar allemands. Bien qu'un certain nombre de laboratoires de développement aient été exploités par ces utilisateurs, la grande majorité des radars ont été fournis par quatre sociétés commerciales : GEMA, Telefunken , Lorenz et Siemens & Halske . Vers la fin de la guerre en 1945, GEMA a dirigé le travail radar allemand, atteignant plus de 6 000 employés.

La désignation officielle des systèmes radar était FuMG ( Funkmessgerät , littéralement " compteur sans fil "), avec la plupart également avec une lettre (par exemple, G, T, L ou S) indiquant le fabricant, ainsi qu'un nombre indiquant l'année de sortie et éventuellement une lettre ou un chiffre donnant le modèle. Il y avait cependant un manque d'uniformité dans les désignations.

Au sol et sur navire

Au début de 1938, la Kriegsmarine a financé la GEMA pour le développement de deux systèmes, l'un pour la pose d'armes à feu et l'autre pour l'avertisseur aérien. En production, le premier type est devenu le Flakleit de 80 cm (380 MHz) , capable de diriger le feu sur des cibles de surface ou aériennes dans un rayon de 80 km. Il avait une configuration d'antenne très similaire à l'US SCR-268. La version à position fixe, le Flakleit-G , comprenait un télémètre.

Le deuxième type développé par GEMA était le Seetakt de 2,5 m (120 MHz) . Tout au long de la guerre, GEMA a fourni une grande variété d' ensembles Seetakt , principalement pour les navires mais aussi pour plusieurs types de sous-marins. La plupart disposaient d'un excellent module de mesure de distance appelé Messkette (chaîne de mesure) qui fournissait une précision de distance à quelques mètres, quelle que soit la distance totale. Le Seetakt à bord du navire utilisait une antenne "matelas" similaire au "sommier" du CXAM américain.

Bien que la Kriegsmarine ait tenté d'empêcher la GEMA de travailler avec les autres services, la Luftwaffe a pris connaissance du Seetakt et a commandé sa propre version à la fin de 1938. Appelé Freya , il s'agissait d'un radar au sol fonctionnant à environ 2,4 m (125 MHz) avec une puissance crête de 15 kW pour une autonomie d'environ 130 km. Le radar de base Freya a été continuellement amélioré, avec plus de 1 000 systèmes finalement construits.

En 1940, Josef Kammhuber a utilisé Freyas dans un nouveau réseau de défense aérienne s'étendant à travers les Pays - Bas , la Belgique et la France . Appelée ligne Kammhuber par les Alliés, elle était composée d'une série de cellules portant le nom de code Himmelbett (lit à baldaquin), chacune couvrant une zone d'environ 45 km de large et 30 km de profondeur, et contenant un radar, plusieurs projecteurs et un avions de chasse de nuit principaux et de secours. C'était relativement efficace sauf quand le ciel était couvert. Un nouveau radar de guidage des canons était nécessaire pour combler cette lacune et la Luftwaffe a alors contracté avec Telefunken pour un tel système.

Sous la houlette de Wilhelm Runge , le nouveau radar a été construit par Telefunken autour d'une nouvelle triode capable de délivrer une puissance d'impulsion de 10 kW à 60 cm (500 MHz). Nom de code Würzburg (le principal ingénieur Runge préfère les noms de code de villes allemandes comme Würzburg ), il avait un réflecteur parabolique de 3 m (10 pi) fourni par la société Zeppelin et était efficace à une portée d'environ 40 km pour les avions . Deux de ces radars étaient normalement ajoutés à chaque Himmelbett , un pour capter la cible d'un Freya et un second pour suivre l'avion de chasse. Ne nécessitant qu'un seul opérateur, le Würzburg est devenu le principal système mobile de pose d'armes à feu utilisé par la Luftwaffe et la Heer pendant la guerre. Environ 4 000 des différentes versions du système de base ont finalement été produites.

Le système de défense aérienne a été continuellement amélioré. Pour améliorer la portée et la précision, Telefunken a développé le Würzburg-Riese et GEMA a agrandi les dipôles Freya pour fabriquer le Mammut et le Wassermann . Le Würzburg-Riese (Giant Würzburg ) avait une parabole de 7,5 m (25 pieds) (un autre produit de Zeppelin) qui était montée sur un wagon de chemin de fer. Le système avait également une puissance d'émission accrue; combiné au réflecteur agrandi, cela a permis d'obtenir une portée allant jusqu'à 70 km, ainsi qu'une précision considérablement accrue. Environ 1 500 de ce système radar ont été construits.

Le Mammut (mammouth) utilisait 16 Freyas reliés à une antenne géante de 30 mètres sur 10 (100 pieds sur 33 pieds) avec une direction de faisceau à commande de phase , une technique qui deviendrait finalement la norme dans les radars. Il avait une portée allant jusqu'à 300 km et couvrait environ 100 degrés de largeur avec une précision de près de 0,5 degré. Environ 30 ensembles ont été construits, certains avec des faces dos à dos pour une couverture bidirectionnelle. Le Wassermann (waterman) disposait de huit Freya également avec des antennes multiéléments , empilées sur une tour orientable de 56 mètres (190 pieds) et offrant une portée allant jusqu'à 240 km. Une variante, Wassermann-S , avait les radars montés sur un grand cylindre. Environ 150 de tous types ont été construits à partir de 1942.

Un système à grande portée était nécessaire pour suivre les formations de bombardiers britanniques et américains alors qu'elles traversaient l'Allemagne. Pour cette fonction, les consultants Theodor Schultes et Hans Hollmann ont conçu un radar expérimental de 2,4 m (125 MHz) et 30 kW appelé Panorama . Construit par Siemens & Halske en 1941, il a été placé au sommet d'une tour en béton à Tremmen , à quelques kilomètres au sud de Berlin. L'antenne avait 18 dipôles sur un long support horizontal et produisait un faisceau vertical étroit ; celui-ci tournait à 6 tr/min pour balayer 360 degrés de couverture jusqu'à environ 110 km.

Sur la base de l'exploitation de Panorama , Siemens & Halske a amélioré ce système et l'a renommé Jagdschloss (pavillon de chasse). Ils ont ajouté un deuxième fonctionnement commutable à 150 kW à 1,2 m (250 MHz), augmentant la portée à près de 200 km. Les informations des récepteurs ont été envoyées via un câble coaxial ou une liaison de 50 cm de la tour à un centre de commandement central, où elles ont été utilisées pour diriger les avions de combat. Le CRT à coordonnées polaires (PPI) de Hollmann a été utilisé dans l'affichage, le premier système allemand avec cet appareil ; il a également été ajouté au Panorama. Le Jagdschloss est entré en service à la fin de 1943 et environ 80 systèmes ont finalement été construits. La Jagdwagen (voiture de chasse) était une version mobile à fréquence unique ; fonctionnant à 54 cm (560 MHz), il avait un système d'antenne proportionnellement plus petit.

Dans le cadre d'un projet financé en interne, la société Lorenz AG a développé un ensemble modulé par impulsions. Le Heer a contracté quelques ensembles pour le soutien de la Flak (anti-aérien), mais cette mission a ensuite été transférée à la Luftwaffe . Pendant plusieurs années, Lorenz n'a pas réussi à vendre de nouvelles versions appelées Kurfürst et Kurmark (les deux termes impériaux du Saint-Empire ). Alors que la guerre se poursuivait, la Luftwaffe a vu un besoin de radars supplémentaires. Lorenz a de nouveau modifié leurs ensembles pour devenir le Tiefentwiel , un système transportable construit pour compléter le Freya contre les avions volant à basse altitude, et le Jagdwagen , une unité mobile utilisée pour la surveillance aérienne. Ces unités de 54 cm (560 MHz) dotées d'indicateurs de position en plan étaient dotées de deux antennes soutenues par des réflecteurs paraboliques à mailles sur des cadres fourchus rotatifs qui se soulevaient au-dessus de la cabine de l'équipement. À partir de 1944, ces deux systèmes ont été produits par Lorenz pour la Luftwaffe en relativement petit nombre.

Bien que des chercheurs allemands aient développé des magnétrons au début des années 1930 (Hans Hollmann a reçu un brevet américain sur son appareil en juillet 1938), aucun n'était adapté aux radars militaires. En février 1943, un bombardier britannique contenant un radar H2S est abattu au-dessus des Pays-Bas et le magnétron de 10 cm est retrouvé intact. En peu de temps, le secret de la fabrication de magnétrons réussis a été découvert et le développement du radar à micro-ondes a commencé.

Telefunken a été chargé de construire un ensemble de pose d'armes à feu pour les applications Flak , et au début de 1944, un ensemble de 10 cm portant le nom de code Marbach a émergé. Utilisant un réflecteur Mannheim de 3 m , cet ensemble avait une portée de détection d'environ 30 km. Sa caractéristique la plus importante était une immunité relative à Window – la paille utilisée par les Britanniques comme contre - mesure contre le Würzburg de 50 cm . Le Marbach a été produit en quantités limitées pour les batteries Flak autour d'un certain nombre de grandes villes industrielles.

Plusieurs autres ensembles de 10 cm ont été développés, mais aucun n'a été produit en série. L'un était Jagdschloss Z , un ensemble expérimental de type Panorama avec une puissance d'impulsion de 100 kW construit par Siemens & Halske. Klumbach était un ensemble similaire mais avec une puissance d'impulsion de seulement 15 kW et utilisant un réflecteur parabolique cylindrique pour produire un faisceau très étroit ; lorsqu'il est utilisé avec Marbach , le système de contrôle de tir combiné s'appelle Egerland .

Vers la fin de 1943, les Allemands récupèrent également des radars contenant des magnétrons de 3 cm, mais les ensembles fonctionnant à cette longueur d'onde n'ont jamais été produits. Ils ont cependant joué un rôle important dans le développement allemand des contre-mesures, en particulier des récepteurs d'alerte radar .

Aéroporté

En juin 1941, un bombardier de la RAF équipé d'un radar ASV (Air-to-Surface Vessel) Mk II effectua un atterrissage d'urgence en France. Bien que l'équipage ait tenté de détruire l'ensemble, les restes étaient suffisants pour que le Laboratoire allemand d'aviation puisse discerner l'opération et sa fonction. Les tests ont indiqué les mérites d'un tel radar, et Wolfgang Martini a également vu la valeur et a chargé Lorenz de développer un système similaire.

Avec une formation en équipement de navigation aérienne et une expérience dans le développement de leurs systèmes radar au sol financés en interne, Lorenz avait d'excellentes capacités pour ce projet. Avant la fin de l'année, ils avaient construit un ensemble basé sur leur conception Kurfürst/Kurmark , mais considérablement réduit en taille et en poids, et avec une électronique améliorée. Désigné FuG 200 Hohentwiel , il produisait une puissance d'impulsion de 50 kW à des fréquences de bande UHF basses (545 MHz) et avait un PRF très faible de 50 Hz. L'ensemble utilisait deux dispositions d'antenne distinctes, permettant une recherche vers l'avant ou sur le côté.

La démonstration de Hohentwiel a détecté un grand navire à 80 km, un sous-marin en surface à 40 km, un périscope sous-marin à 6 km, un avion à 10 à 20 km et des éléments terrestres à 120 à 150 km. Une précision de relèvement d'environ 1 degré a été obtenue en commutant rapidement entre deux antennes réceptrices dirigées à 30 degrés de chaque côté de la direction de l'antenne émettrice. Mis en production en 1942, le Hohentwiel connaît un vif succès. Il a d'abord été utilisé sur de gros avions de reconnaissance tels que le Fw 200 Condor . En 1943, le Hohentwiel-U , une adaptation pour les sous-marins, offrait une autonomie de 7 km pour les navires de surface et de 20 km pour les avions. Au total, quelque 150 ensembles par mois ont été livrés.

L'utilisation des radars précis Freya et Würzburg dans leurs systèmes de défense aérienne a permis aux Allemands d'avoir une approche un peu moins vigoureuse du développement du radar aéroporté. Contrairement aux Britanniques, dont les systèmes CH imprécis exigeaient une sorte de système dans l'avion, le Würzburg était suffisamment précis pour leur permettre de laisser le radar au sol. Cela est revenu les hanter lorsque les Britanniques ont découvert le mode de fonctionnement de la tactique Himmelbett , et le développement d'un système aéroporté est devenu beaucoup plus important.

Au début de 1941, la défense aérienne a reconnu le besoin d'un radar sur ses avions de chasse de nuit. Les exigences ont été données à Runge à Telefunken, et à l'été, un système prototype a été testé. Nom de code Lichtenstein , il s'agissait à l'origine d'un système à bande UHF basse (485 MHz), 1,5 kW dans son premier modèle B/C , généralement basé sur la technologie désormais bien établie par Telefunken pour le Würzburg. Les problèmes de conception étaient la réduction du poids, la fourniture d'une bonne portée minimale (très importante pour le combat air-air) et une conception d'antenne appropriée. Une excellente portée minimale de 200 m a été obtenue en façonnant soigneusement l'impulsion. Le réseau d'antennes Matratze (matelas) dans sa forme complète avait seize dipôles avec réflecteurs (un total de 32 éléments), donnant un large champ de recherche et une portée maximale typique de 4 km (limitée par l'encombrement du sol et dépendant de l'altitude), mais produisant beaucoup de traînée aérodynamique. Un déphaseur rotatif a été inséré dans les lignes de transmission pour produire un faisceau tourbillonnant. L'élévation et l'azimut d'une cible par rapport au chasseur étaient indiqués par les positions correspondantes sur un écran CRT à triple tube.

Les premiers ensembles de production ( Lichtenstein B/C ) sont devenus disponibles en février 1942, mais n'ont été acceptés au combat qu'en septembre. Les pilotes de Nachtjäger (chasseur de nuit) ont constaté à leur grand désarroi que le réseau Matratze à 32 éléments ralentissait leur avion jusqu'à 50 km/h. En mai 1943, un avion de chasse de nuit Ju 88R-1 équipé de B/C atterrit en Écosse, qui survit encore en tant que pièce de musée restaurée ; il avait été transporté en Ecosse par un trio de pilotes de la Luftwaffe en défection . Les Britanniques ont immédiatement reconnu qu'ils disposaient déjà d'une excellente contre-mesure à Window (la paille utilisée contre les Würzburg ) ; en peu de temps, le B/C a été considérablement réduit en utilité.

Lorsque le problème de la paille a été réalisé par l'Allemagne, il a été décidé de rendre la longueur d'onde variable, permettant à l'opérateur de s'éloigner des retours de paille. Au milieu de 1943, le Lichtenstein SN-2 grandement amélioré est sorti, fonctionnant avec une bande de longueur d'onde VHF variable entre 3,7 et 4,1 m (81 à 73 MHz). Les Britanniques ont mis plus de temps à trouver le brouillage pour le SN-2 , mais cela a finalement été accompli après juillet 1944. L'ensemble beaucoup plus long de huit éléments dipolaires pour l'ensemble du réseau d'antennes Hirschgeweih (bois de cerf) a remplacé l'ensemble de trente-deux éléments du Réseau Matratze des ensembles B/C et C-1 de la bande UHF, mais avec les premiers ensembles SN-2 ayant une portée minimale déficiente d'environ un demi-kilomètre, les avions devaient souvent conserver le premier équipement pour compenser cela jusqu'à ce que le carence a été corrigée. Cela résultait parfois en des ensembles complets d' antennes Matratze et Hirschgeweih festonnant le nez des chasseurs de nuit allemands, causant un problème désastreux de traînée jusqu'à ce qu'un sous-ensemble "un quart" du réseau Matratze soit créé pour une installation montée au centre sur le nez, remplaçant le réseau UHF complet à quatre ensembles. Ensuite, comme le problème de la portée minimale a été résolu avec les ensembles SN-2 plus tard en 1943, les anciens ensembles B/C et C-1 en bande UHF et leurs antennes ont pu être entièrement supprimés. En remplacement prévu de la série d'ensembles Lichtenstein , le radar Neptun développé par le gouvernement , fonctionnant sur un troisième ensemble de fréquences différentes de la bande moyenne VHF (de 125 MHz à 187 MHz) pour éviter les interférences avec la fenêtre , a été mis en production au début 1944, et pourrait utiliser les mêmes antennes Hirschgweih - avec des dipôles plus courts installés - que les ensembles SN-2 avaient utilisé. D'ici 1943-44, les radars SN-2 et Neptun pourraient également utiliser l' antenne radar expérimentale allemande Morgenstern AI à bande VHF, en utilisant des paires de trois dipôles à angle de 90 ° d' antennes Yagi montées sur un seul mât en projection vers l'avant, permettant d'aligner le réseau à des fins de réduction de la traînée dans un radôme conique en contreplaqué recouvert de caoutchouc sur le nez d'un avion, les extrémités extrêmes des éléments d'antenne du Morgenstern dépassant de la surface du radôme. Au moins un chasseur de nuit Ju 88G-6 du vol d'état-major de l'escadre de chasseurs de nuit NJG 4 l'a utilisé à la fin de la guerre pour son installation radar Lichtenstein SN-2 AI.

Bien que Telefunken n'ait jamais été impliqué dans des radars de quelque type que ce soit pour les avions de combat, en 1944, ils ont commencé la conversion d'un ensemble Marbach de 10 cm pour cette application. Des avions américains et britanniques abattus ont été récupérés à la recherche de composants radar; les mécanismes de pivotement utilisés pour balayer le faisceau au-dessus de la zone de recherche étaient particulièrement intéressants. Un ensemble aéroporté avec une antenne parabolique fermée à radôme semi-elliptique , le nom de code FuG 240 Berlin a été achevé en janvier 1945, et environ 40 ensembles ont été construits et placés sur des avions de chasse de nuit. Quelques ensembles, nommés de code Berlin-S , ont également été construits pour la surveillance à bord des navires.

Japon

Dans les années qui ont précédé la Seconde Guerre mondiale, le Japon disposait de chercheurs compétents dans les technologies nécessaires au radar ; ils étaient particulièrement avancés dans le développement du magnétron. Cependant, le manque d'appréciation du potentiel du radar et la rivalité entre l'armée, la marine et les groupes de recherche civils signifiaient que le développement du Japon était lent. Ce n'est qu'en novembre 1941, quelques jours avant l' attaque de Pearl Harbor , que le Japon mit en service son premier système radar complet. En août 1942, les marines américains capturèrent l'un de ces premiers systèmes et, bien que grossier, même selon les normes des premiers radars américains, le fait que les Japonais aient une capacité radar fut une surprise. La technologie radar japonaise avait 3 à 5 ans de retard sur celle de l'Amérique, de la Grande-Bretagne et de l'Allemagne tout au long de la guerre.

Hidetsugu Yagi , un professeur et chercheur de statut international, est l'un des principaux leaders du développement technologique précoce . Ses articles de la fin des années 1920 sur les antennes et la conception des magnétrons ont été étudiés de près par des scientifiques et des ingénieurs du monde entier. Il n'a cependant pas été autorisé à participer au développement des radars de guerre du Japon. Ses travaux antérieurs ont reçu si peu d'attention de la part de l'armée japonaise que, lorsqu'ils ont reçu un radar britannique capturé, ils ne savaient pas au début que le " Yagi " mentionné dans les notes d'accompagnement faisait référence à une invention japonaise.

Bien que le Japon ait rejoint l'Allemagne nazie et l'Italie fasciste dans un pacte tripartite en 1936, il n'y a eu pratiquement aucun échange d'informations techniques. Cela a changé en décembre 1940 lorsqu'un groupe d'officiers japonais représentant la technologie de l'armée a été autorisé à se rendre en Allemagne, suivi en janvier par un groupe similaire de la marine. Lors de la visite, les Japonais ont vu des radars allemands et un MRU britannique (leur premier radar de contrôle de projecteurs), laissés sur place lors de l' évacuation de Dunkerque . De plus, Yoji Ito , formé à l'allemand et chef de la délégation de la Marine, a pu obtenir des informations de l'hôte sur l'opération pulsée de la MRU. Ito a immédiatement envoyé cette information chez lui par courrier diplomatique, et la marine a commencé à travailler sur le premier vrai radar du Japon.

Après le début de la guerre avec les États-Unis en décembre 1941, les Allemands ont expédié un radar Würzburg au Japon. Le sous-marin transportant cet équipement a été coulé en route, et un deuxième ensemble a connu le même sort ; cependant, du matériel et de la documentation clés, envoyés sur un navire séparé, l'ont fait en toute sécurité.

Lorsque Singapour fut prise par le Japon en février 1942, les restes de ce qui s'avéra être un radar britannique GL Mk-2 et un radar Searchlight Control (SLC) furent trouvés. Avec le matériel, il y avait un ensemble de notes manuscrites, donnant des détails sur la théorie et le fonctionnement du SLC. A Corregidor en mai suivant, les ravisseurs ont trouvé deux radars de l'armée américaine, un SCR-268 en état de fonctionnement et un SCR-270 fortement endommagé . Dans un rare effort de coopération, l'armée et la marine ont mené conjointement une ingénierie inverse sur ces ensembles.

Environ 7 250 ensembles de radars de 30 types différents ont été développés pour l'armée et la marine.

Armée impériale

Le Tama Technology Research Institute (TTRI) a été créé par l'armée pour diriger ce que l'on a appelé le développement du télémètre radio (RRF). Le TTRI était doté d'un personnel compétent, mais la plupart de leurs travaux de développement ont été effectués par des sous-traitants des laboratoires de recherche de Toshiba Shibaura Denki ( Toshiba ) et de la Nippon Electric Company ( NEC ).

Le TTRI a établi un système de désignation de l'équipement radar de l'armée, basé sur son utilisation. Les préfixes étaient Ta-Chi (écrit ici Tachi) pour les systèmes terrestres, Ta-Se pour les systèmes embarqués et Ta-Ki pour les systèmes aéroportés. Le « Ta » dénotait Tama, le « Chi » venait de tsuchi (terre), le « Se » signifiait les rapides mizu (eau) et « Ki » venait de kuki (air).

En juin 1942, NEC et Toshiba ont lancé des projets basés sur le SCR-268. Le système américain fonctionnait à 1,5 m (200 MHz). Il avait un ensemble très complexe de trois antennes sur une flèche horizontale rotative et utilisait une commutation de lobe. Le projet NEC concernait un système de poursuite de cibles appelé Tachi-1, essentiellement une copie du SCR-268. La duplication de ce système s'est avérée trop difficile et Tachi-1 a été rapidement abandonné. Chez Toshiba, le projet portait également sur un système de suivi des cibles nommé Tachi-2. Cela devait incorporer de nombreuses simplifications au SCR-268. Des tests préliminaires ont montré qu'il serait trop fragile pour une opération sur le terrain ; ce projet a également été abandonné.

Le GL Mk 2 britannique était beaucoup moins compliqué que le SCR-268 et était facilement rétro-conçu; de plus, les notes sur le SLC étaient disponibles. De là est né le Tachi-3, un radar de poursuite au sol. Cela comprenait de nombreux changements importants au système britannique d'origine; avant tout, un changement vers une configuration à emplacement fixe et un système d'antenne totalement différent.

L'émetteur Tachi-3 fonctionnait à 3,75 m (80 MHz) et produisait une puissance de crête d'environ 50 kW, avec une largeur d'impulsion de 1 à 2 ms et une PRF de 1 ou 2 kHz. L'émetteur a été conçu pour être enfermé dans un abri souterrain. Il utilisait une antenne Yagi qui était montée de manière rigide au-dessus de l'abri et l'ensemble de l'unité pouvait être tourné en azimut. En mettant en phase les éléments d'antenne, un certain changement d'élévation pourrait être atteint.

Le récepteur de Tachi-3 était situé dans un autre abri souterrain à environ 30 m de l'émetteur. Quatre antennes dipôles ont été montées sur des bras orthogonaux, et l'abri et les antennes ont tourné pour balayer en azimut. La portée maximale était d'environ 40 km. NEC a construit quelque 150 de ces ensembles, et ils sont finalement entrés en service au début de 1944.

Le projet de suivi à Toshiba a été désigné Tachi-4. Il s'agissait d'un radar de poursuite au sol, utilisant à nouveau le SCR-268 comme modèle. Toujours avec l'opération originale de 1,5 m (200 MHz), cet ensemble a fonctionné assez bien et environ 70 ensembles ont été produits. Ceux-ci ont commencé le service à la mi-1944; cependant, à ce moment-là, le Tachi-3 était disponible et ses performances étaient supérieures.

Les ingénieurs de Toshiba avaient déjà commencé à travailler sur un système à modulation d'impulsions. Avec l'arrivée du SCR-270 endommagé, des parties ont été intégrées au développement en cours d'un système d'alerte précoce à site fixe appelé Tachi-6. L'émetteur fonctionnait dans la bande de 3 à 4 m (100 à 75 MHz) avec une puissance de crête de 50 kW. Il utilisait une antenne à dipôle au sommet d'un grand poteau. Plusieurs stations réceptrices étaient espacées d'environ 100 m autour de l'émetteur. Chacun d'eux avait un poteau tourné à la main avec des antennes Yagi à deux niveaux, permettant des mesures d'azimut et d'élévation. Une station de réception pouvait suivre un avion pendant que les autres cherchaient. Des portées allant jusqu'à 300 km ont été atteintes et affichées sur un écran CRT. Cela est entré en service au début de 1943; environ 350 systèmes Tachi-6 ont finalement été construits.

Une version transportable de ce système d'alerte précoce a été ajoutée. Désigné Tachi-7, la principale différence était que l'émetteur avec une antenne repliable était sur une palette. Environ 60 d'entre eux ont été construits. Cela a été suivi en 1944 avec le Tachi-18, une version beaucoup plus légère et simplifiée qui pouvait être transportée avec des troupes. Plusieurs centaines de ces ensembles "portables" ont été construits, et un certain nombre ont été trouvés alors que les Japonais quittaient un territoire occupé éloigné. Tous ont continué à fonctionner dans la bande de 3 à 4 m.

D'autres radars terrestres développés par l'armée impériale comprenaient deux ensembles de télémètre, Tachi-20 et Tachi-35, mais ils étaient trop tard pour être mis en service. Il y avait aussi Tachi-28, un ensemble de guidage d'avion basé sur un radar. Le TTRI a également développé le Tachi-24, leur version légèrement modifiée du radar allemand Würzburg , mais celui-ci n'a jamais été mis en production.

L'armée impériale avait ses propres navires, dont la taille allait des bateaux à moteur d'attaque aux grandes péniches de débarquement. Pour ceux-ci, ils ont développé Tase-1 et Tase-2, tous deux des radars anti-surface. L'armée impériale avait également ses propres divisions aériennes avec des chasseurs, des bombardiers, des transports et des avions de reconnaissance. Seuls deux systèmes ont été développés pour ces avions : Taki-1, un radar de surveillance aéroporté en trois modèles, et Taki-11, un ensemble de contre-mesures électroniques aéroportées (ECM).

Marine impériale

Le Naval Technical Research Institute (NTRI) a commencé à travailler sur un système à modulation d'impulsions en août 1941, avant même le retour de Yoji Ito d'Allemagne. Avec l'aide de NEC (Nippon Electric Company) et du Laboratoire de recherche de la NHK (Japan Broadcasting Corporation), un ensemble prototype a été développé sur une base accidentelle. Kenjiro Takayanagi , ingénieur en chef de NHK, a développé les circuits de formation d'impulsions et de synchronisation ainsi que l'affichage du récepteur. Le prototype a été testé début septembre.

Le système, le premier radar complet du Japon, a été désigné Mark 1 Model 1. (Ce type de désignation est abrégé ici aux chiffres uniquement ; par exemple, Type 11.) Le système fonctionnait à 3,0 m (100 MHz) avec une puissance de crête de 40kW. Des réseaux de dipôles avec des réflecteurs de type mat ont été utilisés dans des antennes séparées pour l'émission et la réception. En novembre 1941, le premier Type 11 fabriqué a été mis en service en tant que radar d'alerte précoce basé à terre sur la côte du Pacifique. Un grand système, il pesait près de 8 700 kg. Quelque 30 ensembles ont été construits et utilisés tout au long de la guerre. La portée de détection était d'environ 130 km pour les avions isolés et de 250 km pour les groupes.

Le Type 12, un autre système d'alerte précoce basé à terre, a suivi en 1942. Il était similaire à son prédécesseur mais plus léger (environ 6 000 kg) et sur une plate-forme mobile. Trois versions ont été faites; ils fonctionnaient à 2,0 m (150 MHz) ou à 1,5 m (200 MHz), chacun avec une puissance de crête de seulement 5 kW. La puissance inférieure a considérablement réduit la portée. Environ 50 ensembles de toutes les versions de ces systèmes ont été construits.

Un autre système similaire était le Type 21. Fondamentalement, il s'agissait de la version 200 MHz du Type 12 repensée pour une utilisation à bord des navires et ne pesant qu'environ 840 kg. Les premiers ensembles ont été installés sur les cuirassés Ise et Hyuga en avril 1942. Environ 40 ensembles ont finalement été construits.

Au cours de cette même période, le Type 13, plus flexible d'utilisation, était également en cours de conception. Fonctionnant à 2,0 m (150 MHz) et avec une puissance crête de 10 kW, cet ensemble comprenait une avancée majeure. Un duplexeur unitaire avait été développé pour permettre l'utilisation d'une antenne commune. Avec un poids de 1 000 kg (une petite fraction de celui du Type 11), ce système pouvait être facilement utilisé à bord des navires ainsi que dans les stations terrestres. Sa portée de détection était à peu près la même que celle du Type 12. Il a été mis en service à la fin de 1942 et, en 1944, il avait également été adapté pour être utilisé sur des sous-marins en surface. Avec quelque 1 000 ensembles finalement construits, le Type 13 était de loin le radar de recherche aérienne et de surface le plus utilisé de la marine impériale.

Le Type 14 était un système de bord conçu pour les applications de recherche aérienne à longue portée. Avec une puissance de crête de 100 kW et fonctionnant à 6 m (50 MHz), cela pesait un énorme 30 000 kg. Seuls deux de ces systèmes ont été mis en service en mai 1945, juste à la fin de la guerre.

La marine impériale a construit deux radars basés sur le SCR-268 capturé. Le Type 41 était électroniquement comme l'original, mais avec deux grandes antennes réseau dipôles et configuré pour les applications de contrôle de tir à bord des navires. Une cinquantaine d'entre eux ont été construits et il est entré en service en août 1943. Le Type 42 a subi d'autres révisions, notamment une modification de l'utilisation de quatre antennes Yagi. Une soixantaine ont été construits et mis en service en octobre 1944. Les deux systèmes avaient une autonomie d'environ 40 km.

Le NTRI a apporté des modifications minimes au Würzburg à 60 cm (500 MHz) , principalement en convertissant l'oscillateur des tubes à vide en magnétron. Le résultat fut le radar anti-navire de type 23 destiné aux croiseurs et aux grands navires. Avec le passage à un magnétron, la sortie a été approximativement réduite de moitié à une puissance de crête d'environ 5 kW; cela a donné une portée de seulement 13 km pour détecter la plupart des navires de surface. Bien que le prototype ait été achevé en mars 1944, seuls quelques ensembles ont été construits et il n'a jamais été mis en production en série.

Japan Radio Company (JRC) travaillait depuis longtemps avec le NTRI pour développer des magnétrons. Au début de 1941, le JRC a reçu un contrat de NTRI pour concevoir et construire un système de détection de surface par micro-ondes pour les navires de guerre. Désignée de type 22, elle utilisait un magnétron à modulation d'impulsions de 10 cm (3,0 GHz) avec refroidissement par eau et produisant une puissance de crête de 2 kW. Le récepteur était de type super-hétérodyne avec un magnétron de faible puissance servant d'oscillateur local. Des antennes cornets séparées ont été utilisées pour l'émission et la réception. Ceux-ci étaient montés sur une plate-forme commune qui pouvait être tournée dans le plan horizontal. Comme il s'agissait du premier ensemble complet japonais utilisant un magnétron, Yoji Ito en a été responsable et lui a accordé une attention particulière.

Le prototype du Type 22 fut achevé en octobre 1941 ; des tests ont montré qu'il détectait des avions isolés à 17 km, des groupes d'avions à 35 km et des navires de surface à plus de 30 km (selon la hauteur de l'antenne au-dessus de la mer). Les premiers navires de guerre japonais équipés d'un radar à micro-ondes les ont reçus en mars 1942 et, à la fin de 1944, le radar à micro-ondes était largement utilisé sur les navires de surface et les sous-marins ; environ 300 ensembles de type 22 ont été construits.

Avec la faible portée du Type 23 (la copie de Würzburg ), le développement a commencé sur trois systèmes à micro-ondes pour les applications de conduite de tir. Le Type 31 fonctionnait à 10 cm (3 GHz) et, comme le Würzburg , utilisait un réflecteur parabolique commun. Alors que le prototype pouvait détecter des navires plus gros jusqu'à 35 km, il n'a été achevé qu'en mars 1945 et n'a jamais été mis en production.

Le Type 32 était un autre système de 10 cm, celui-ci ayant des antennes à cornet carrées séparées. La portée de détection des grands navires était d'environ 30 km. Il est devenu opérationnel en septembre 1944 et une soixantaine de décors ont été produits. Le type 33 était encore un autre ensemble de 10 cm; celui-ci utilisait des antennes à cornet rondes séparées. Le prototype a été achevé en août 1944, mais comme le Type 23, la portée de détection n'était que de 13 km et il n'a pas été mis en production.

La marine impériale disposait d'un grand nombre d'avions. Il s'est écoulé près d'un an après le début de la guerre, cependant, avant que le premier ensemble aéroporté ne soit développé au Dépôt technique aéronaval d'Oppama (ONATD). Initialement désigné Type H-6, avec un certain nombre d'ensembles expérimentaux construits, il a finalement été produit sous le nom de Type 64 et est entré en service en août 1942. Le plus gros problème de développement était de réduire le poids à celui autorisé pour un avion ; 110 kg a finalement été atteint.

Destiné à la fois à la recherche aérienne et de surface, le Type 64 fonctionnait à 2 m (150 MHz) avec une puissance de crête de 3 à 5 kW et une largeur d'impulsion de 10 ms. Il utilisait une seule antenne Yagi dans le nez de l'avion et des dipôles de chaque côté du fuselage, et pouvait détecter de grands navires de surface ou des vols d'avions jusqu'à 100 km. Cet ensemble a d'abord été utilisé sur des hydravions à coque à 4 moteurs de classe H8K, puis plus tard sur une variété d'avions d'attaque de taille moyenne et de bombardiers torpilleurs. C'était de loin le radar aéroporté le plus utilisé, avec environ 2 000 ensembles produits.

Le développement s'est poursuivi sur des systèmes plus légers à l'ONATD. Le Type N-6 pesant 60 kg était disponible en octobre 1944, mais seulement 20 ensembles furent construits. Il s'agissait d'un ensemble expérimental de 1,2 m (250 MHz) de 2 kW destiné à un avion de chasse monomoteur à 3 places (pilote, mitrailleur et opérateur radar). Un autre était le Type FM-3; fonctionnant à 2 m (150 MHz) avec une puissance de crête de 2 kW, il pesait 60 kg et avait une portée de détection allant jusqu'à 70 km. Spécifiquement conçu pour le Kyūshū Q1W Tokai , un nouvel avion anti-sous-marin 2 moteurs 3 places, environ 100 ensembles ont été construits, entrant en service en janvier 1945.

Avec l'aide du NTRI et de Yoji Ito, l'ONATD a également développé le seul radar micro-ondes aéroporté du Japon. Désigné FD-2 (parfois FD-3), il s'agissait d'un ensemble à base de magnétron, 25 cm (1,2 GHz), 2 kW pesant environ 70 kg. Il pouvait détecter des avions à une distance comprise entre 0,6 et 3 km, satisfaisant pour les avions de chasse de nuit à courte portée tels que le Nakajima J1N1-S Gekko . Il utilisait quatre antennes Yagi montées dans la zone du nez ; des éléments séparés pour la transmission et la réception étaient faussés pour la recherche. Contrairement à la guerre aérienne en Europe, il y avait peu d'avions de chasse de nuit utilisés par le Japon ; par conséquent, c'est au milieu de 1944 que le Type FD-2 a été mis en service. Une centaine d'ensembles ont été fabriqués.

Lorsque les magnétrons ont été développés au Japon, l'application principale initiale était destinée à être la transmission d'énergie, et non le radar. Au fur et à mesure que ces dispositifs augmentaient en énergie de sortie, leur application pour une arme est devenue apparente. Pour la recherche sur les armes spéciales, une grande installation a été construite à Shimada. En 1943, un projet de développement d'un Ku-go (Rayon de la mort) à l'aide de magnétrons a commencé. À la fin de la guerre, des magnétrons développant 100 kW de puissance continue à 75 cm (400 MHz) avaient été construits, et l'intention était apparemment d'en coupler 10 pour produire un faisceau de 1 000 kW. Essentiellement, tout l'équipement et les documents de Shimada ont été détruits avant que les Américains n'atteignent l'installation.

Italie

Les premiers prototypes de radar en Italie ont été développés dès 1935 par le chercheur en électronique Ugo Tiberio qui, après avoir été diplômé en 1927 de la Royal School of Engineering de Naples, a publié des articles sur l'électromagnétisme et, pendant son service militaire, a été affecté au Military Communications Institut à Rome où le colonel Luigi Sacco - après avoir observé quelques expériences faites par Guglielmo Marconi sur la réflexion des ondes radio - lui a confié la tâche de vérifier si ces propriétés des ondes radio pouvaient être utilisées pour trouver la localisation d'objets distants.

Après sa libération de l'armée royale, les travaux de Tiberi attirent l'attention de Nello Carrara , professeur à l'Académie navale italienne de Livourne , qui obtient pour lui une commission de lieutenant afin de lui permettre de poursuivre ses recherches à l'Académie. Cela a conduit au développement dans la période 1936-1937 du premier prototype fonctionnel d'un radar naval, l'EC-1 surnommé " Gufo " (hibou).

Malgré leur réalisation, menée sous la supervision du capitaine de vaisseau Alfeo Brandimarte, le projet a été bloqué en raison du manque de financement et de ressources, car Tiberi et Carrara devaient tous deux assumer leurs fonctions d'enseignement et ne pouvaient faire de la recherche que pendant leur temps libre. De plus, malgré les efforts du capitaine Brandimarte pour faire valoir l'importance de l'appareil aux échelons supérieurs de la marine royale italienne, ses péroraisons ont été accueillies avec arrogance et incrédulité. Un amiral est allé jusqu'à lui dire que : « Dans toute l'histoire de la guerre navale, les batailles ont eu lieu pendant la journée, donc le fait que votre appareil puisse localiser les navires ennemis la nuit est complètement inutile ! .

Cette attitude a duré jusqu'en 1941, lorsque l'intérêt pour le radar a été brusquement ravivé peu de temps après que la marine italienne a subi une série de revers lourds dans les actions de nuit contre les unités équipées de radars de la Royal Navy , en particulier celle de la bataille du cap Matapan où plus de 3 000 marins et officiers sont perdus en mer sans parvenir à tirer un seul coup de feu.

Les premiers essais ont été effectués à bord du torpilleur vieillissant Giacinto Carini en avril 1941. Les radars ont été produits par la société italienne SAFAR. Seuls 12 appareils avaient été installés à bord des navires de guerre italiens au 8 septembre 1943, jour où l' Italie a signé un armistice avec les Alliés . À partir du printemps 1943, la recommandation du haut commandement italien était d'activer le radar uniquement à proximité des forces ennemies, après un avis allemand incorrect selon lequel les Britanniques avaient des récepteurs d'alerte radar similaires au Metox . Les Alliés, cependant, n'ont développé une telle technologie qu'en 1944. Malgré cela, il a été rapporté que les équipages ont largement utilisé le Gufo comme radar de recherche, omettant de le mentionner sur le journal de bord du navire pour éviter les sanctions.

Le radar a été utilisé au combat par le croiseur léger Scipione Africano dans la nuit du 17 juillet 1943 , alors qu'il se rendait de La Spezia à Tarente , lorsqu'il a détecté une flottille de quatre vedettes lance-torpilles britanniques Elco cinq milles plus loin dans le détroit de Messine . L'un des bateaux à moteur, le MTB 316, a été détruit par les canons du croiseur, et un autre a été gravement endommagé. Douze marins britanniques ont perdu la vie.

Après l'armistice de l'Italie en septembre 1943, toute la documentation relative à la recherche et au développement du « Gufo » et de sa version au sol, nommée « Folaga » ( foulque ) et construite par Radiomarelli , a été détruite sur ordre de la Marine royale italienne Commandement pour l'empêcher de tomber entre les mains des troupes d'occupation nazies. Brandimarte, qui avait été promu lieutenant-commandant en raison de ses réalisations dans le développement du radar, a rejoint le mouvement de résistance antifasciste italien et a été fait prisonnier puis exécuté par les Allemands en 1944.

Autres pays du Commonwealth

Lorsque la guerre avec l'Allemagne était considérée comme inévitable, la Grande-Bretagne a partagé ses secrets de RDF (radar) avec les dominions du Commonwealth d'Australie, du Canada, de Nouvelle-Zélande et d'Afrique du Sud - et leur a demandé de développer leurs propres capacités pour les systèmes indigènes. Après l'invasion de la Pologne par l'Allemagne en septembre 1939, la Grande-Bretagne et les pays du Commonwealth ont déclaré la guerre à l'Allemagne. En peu de temps, les quatre pays du Commonwealth ont mis en service des systèmes radar conçus localement et la plupart ont continué à évoluer tout au long de la guerre.

Australie

Après la déclaration de guerre de l'Australie à l'Allemagne en septembre 1939, le Conseil pour la recherche scientifique et industrielle a créé le Laboratoire de radiophysique (RPL) à l' Université de Sydney pour mener des recherches sur les radars. Dirigé par John H. Piddington , leur premier projet a produit un système de défense côtière , désigné ShD , pour l' armée australienne . Cela a été suivi par l' AW Mark 1 , un système d'avertissement aérien pour l' armée de l'air australienne . Ceux-ci fonctionnaient tous les deux à 200 MHz (1,5 m).

La guerre contre le Japon a commencé en décembre 1941 et des avions japonais ont attaqué Darwin, Territoire du Nord, en février suivant. Le RPL a demandé au groupe d'ingénierie des chemins de fer de la Nouvelle-Galles du Sud de concevoir une antenne légère pour le radar d'avertissement aérien, également connue sous le nom de Worledge Aerial. LW/AW Mark I.

De là résulta le LW/AW Mark II ; environ 130 de ces ensembles aérotransportables ont été construits et utilisés par les forces militaires américaines et australiennes lors des premiers débarquements insulaires dans le Pacifique Sud, ainsi que par les Britanniques en Birmanie .

Les troupes américaines arrivées en Australie en 1942-1943 ont emporté avec elles de nombreux systèmes radar SCR-268 . La plupart d'entre eux ont été remis aux Australiens, qui les ont reconstruits pour devenir des dispositifs d'avertissement aérien modifiés ( MAWD ). Ces systèmes à 200 MHz ont été déployés sur 60 sites en Australie. Au cours de 1943-1944, le RPL impliquait un personnel de 300 personnes travaillant sur 48 projets de radar, dont beaucoup étaient associés à des améliorations sur le LW/AW . La recherche d' altitude a été ajoutée ( LW/AWH ), et des affichages complexes l'ont converti en un système d'interception de contrôle au sol ( LW/GCI ). Il y avait aussi une unité pour les aéronefs volant à basse altitude ( LW/LFC ). Vers la fin de la guerre en 1945, le RPL travaillait sur un système de télémétrie à micro-ondes ( LW/AWH Mark II ).

Canada

Des quatre nations du Commonwealth, le Canada avait de loin la plus grande implication en temps de guerre dans le domaine du radar. La responsabilité principale revenait au Conseil national de recherches du Canada (CNRC), plus précisément à sa Direction de la radio dirigée par John Tasker Henderson . Leur premier effort consistait à développer un système d'avertissement de surface pour la Marine royale canadienne (MRC) afin de protéger l' entrée du port d'Halifax . Appelé Night Watchman ( NW ), cet ensemble à 200 MHz (1,5 m) et 1 kW a été achevé en juillet 1940.

En septembre 1940, lors de leur voyage aux États-Unis pour des échanges coopératifs, la mission Tizard a visité le Canada et a recommandé que la Grande-Bretagne utilise du personnel et des installations canadiennes pour compléter les programmes britanniques. Research Enterprises, Ltd. (REL), a ensuite été créé pour fabriquer des équipements radar et optiques.

Le système suivant était un ensemble embarqué désigné Surface Warning 1st Canadian ( SW1C ) pour les corvettes et les navires marchands. L'électronique de base était similaire au NW, mais il utilisait initialement une antenne Yagi qui était tournée à l'aide d'un volant d'automobile. Il a été testé pour la première fois en mer à la mi-mai 1941. L'ingénieur de projet du NRCC était H. Ross Smith, qui est resté responsable des projets de la MRC tout au long de la guerre.

Au début de 1942, la fréquence du SW1C a été changée à 215 MHz (1,4 m) et un entraînement électrique a été ajouté pour faire tourner l'antenne. Il était connu sous le nom de SW2C et produit par le REL pour les corvettes et les dragueurs de mines. Une version plus légère, désignée SW3C , a suivi pour les petits navires tels que les vedettes lance-torpilles. Un indicateur de position plan (PPI) a été ajouté en 1943. Plusieurs centaines d'ensembles SW ont finalement été produits par le REL.

Pour la défense côtière par l' armée canadienne , un poste à 200 MHz avec un émetteur similaire au NW a été développé. Désigné CD , il utilisait une grande antenne rotative au sommet d'une tour en bois de 70 pieds. Le bataillon de tir étant éloigné, un "correcteur de déplacement" compensait automatiquement cette séparation. Le CD a été mis en service en janvier 1942

À la suite des réunions de la mission Tizard à Washington, il a été décidé que le Canada construirait un système de pose de canons à micro-ondes pour l'armée canadienne. Ce système de 10 cm (3 GHz) a été désigné GL IIIC , le « C » pour le distinguer des systèmes similaires développés en Amérique (« A ») et en Grande-Bretagne (« B »). (Finalement, le système américain fut le SCR-584 .) Une source locale de magnétrons était vitale et la National Electric Company (NEC) de Montréal commença à fabriquer ces appareils.

Le GL IIIC était logé dans deux remorques, l'une avec cabine rotative et l'autre fixe. Le rotatif s'appelait Accurate Position Finder et contenait l'équipement principal et des antennes séparées avec des réflecteurs paraboliques pour l'émission et la réception. L'autre remorque transportait l'indicateur de position de zone, un radar à 150 MHz (2 m) qui trouvait la position de tous les aéronefs dans la couverture du système.

À la mi-1941, le REL a reçu des commandes pour 660 systèmes GL IIIC . En juillet, une démonstration très satisfaisante du système prototype a eu lieu, et en décembre, les six premiers systèmes avaient été construits. En 1942 et l'année suivante, il y eut de nombreux problèmes techniques et administratifs. En septembre 1943, la décision fut prise d'utiliser les systèmes britannique et américain pour libérer l'Europe ; ainsi, la grande commande REL n'a jamais été exécutée.

Le succès de la branche radio avec l'ensemble expérimental de 10 cm pour l'armée a conduit la MRC à demander un ensemble à micro-ondes embarqué d'alerte précoce. Une section micro-ondes distincte a été formée et le développement d'un ensemble de 10 cm (3 GHz) désigné RX/C a été lancé en septembre 1941. En raison de nombreux changements dans les exigences de la RCN, les premiers ensembles n'ont été disponibles qu'en juillet 1943. RX/C incorporait de nombreuses caractéristiques des ensembles SW , mais disposait d'un affichage PPI et d'une antenne à réflecteur parabolique. D'autres ensembles ont été produits par le REL et utilisés tout au long de la guerre.

L'Amirauté en Grande-Bretagne a posé des questions sur l'intérêt et la capacité du Canada à fabriquer des magnétrons de 3 cm. Cela a conduit au développement d'un dispositif de 3 cm par le NEC et d'un radar complet de 3 cm (10 GHz) pour les petites embarcations. En mai 1942, l'Amirauté britannique donna un bon de commande formel pour ces développements. L'ensemble était désigné Type 268 (à ne pas confondre avec le SCR-268 de l'US Signal Corps), et était particulièrement conçu pour détecter un tuba de sous - marin . Avec des tests approfondis et des modifications ultérieures, la production à grande échelle n'a commencé qu'en décembre 1944. Environ 1 600 ensembles de type 268 ont été fabriqués avant la fin de la guerre.

Alors que l'Armée canadienne était essentiellement satisfaite des systèmes CD à 200 MHz , elle a demandé une amélioration du fonctionnement à 10 cm. Étant donné que la section micro-ondes était alors bien expérimentée dans ces systèmes, elle a facilement fourni une conception. Avant même qu'un prototype ne soit construit, l'armée a donné une commande au REL pour un certain nombre d'ensembles désignés CDX . La production a commencé en février 1943, mais seuls 19 ensembles ont été livrés, dont 5 pour l'URSS.

Au printemps 1943, les sous-marins allemands ont commencé à opérer juste à l'extérieur de la Voie maritime du Saint-Laurent – la principale route maritime du Canada vers la Grande-Bretagne. Pour contrer cela, l' Aviation royale canadienne (ARC) a demandé que 12 ensembles d'un système à micro-ondes à longue portée soient construits. Un magnétron produisant 300 kW à 10,7 cm (2,8 GHz) a été développé par la firme NEC. Pour rayonner un faisceau horizontal étroit pour balayer la surface de la mer, une antenne à fentes de 32 pieds sur 8 pieds a été conçue par William H. Watson à l'Université McGill . Le système a été désigné MEW/AS ( Microwave Early Warning Anti Submarine ).

L'équipement d'émission et de réception était situé derrière l'antenne et l'ensemble pouvait pivoter jusqu'à 6 tr/min. Les commandes et l'affichage PPI se trouvaient dans un bâtiment fixe voisin. Cela pourrait détecter des cibles à une portée allant jusqu'à 120 milles (196 km). Une deuxième version, conçue pour détecter les aéronefs volant à haute altitude, a été désignée MEW/HF ( Height Finding ). Dans ce cas, la puissance pourrait être commutée sur une antenne rotative plus petite qui donnait un faisceau vertical étroit. L'ARC a mis en service les deux versions du MEW sur plusieurs sites à Terre-Neuve, au Québec et en Ontario.

En plus des radars décrits précédemment, de nombreux autres ont été conçus à la Branche radio du CNRC pendant les années de guerre – un total de 30 de tous types. Parmi ceux-ci, 12 types ont été remis au REL où ils ont été construits en quantités variant de quelques-uns à des centaines ; au total, quelque 3 000 ont été produits avant la fermeture du REL en septembre 1946.

Nouvelle-Zélande

À la fin de 1939, le Département néo-zélandais de la recherche scientifique et industrielle (DSIR) a établi deux installations pour le développement de RDF - l'une, dirigée par Charles Watson et George Munro (Watson-Munro) était à la section radio du bureau de poste central de la Nouvelle-Zélande à Wellington. , et l'autre, sous la responsabilité de Frederick White, était au Canterbury University College à Christchurch .

L'objectif du groupe Wellington était de développer des ensembles RDF terrestres et aéroportés pour détecter les navires entrants et un ensemble pour aider à diriger les armes vers les batteries côtières. En quelques mois, ils avaient converti un émetteur de 180 MHz (1,6 m) et 1 kW de la Poste pour qu'il soit modulé par impulsions et l'avaient utilisé dans un système appelé CW ( Coastal Watching ). Le CW a été suivi d'un système similaire et amélioré appelé CD ( Coast Defence ); il utilisait un tube cathodique pour l'affichage et avait une commutation de lobe sur l'antenne de réception. Celui-ci a été mis en service à la base navale de Devonport à Auckland . Au cours de cette même période, un ensemble ASV 200 MHz partiellement achevé de Grande-Bretagne a été transformé en ensemble aéroporté pour la Royal New Zealand Air Force (RNZAF). Une vingtaine d'ensembles ont été construits et mis en service. Ces trois radars ont été mis en service avant la fin de 1940.

Le groupe de Christchurch devait développer un ensemble pour la détection à bord d'avions et d'autres navires, et un ensemble complémentaire pour diriger les tirs navals. Il s'agissait d'un effectif plus petit et le travail était beaucoup plus lent, mais en juillet 1940, ils avaient développé un ensemble expérimental de conduite de tir VHF et l'avaient testé sur le croiseur marchand armé Monowai . Celui-ci a ensuite été amélioré pour devenir le SWG ( Ship Warning, Gunnery ) à 430 MHz (70 cm) , et en août 1941, il est entré en service sur les Archilles et Leander , des croiseurs transférés à la nouvelle Royal New Zealand Navy (RNZN).

Le même équipement de base a été utilisé par le groupe de Christchurch pour développer un système d'avertissement aérien et de surface basé sur un navire. La principale différence était que les antennes SW pouvaient être dirigées en élévation pour la détection des aéronefs. Désigné SW ( Ship Warning ), il était généralement installé avec le SWG . Huit de chaque type ont finalement été acceptés par le RNZN. Un certain nombre de SWG ont également été construits pour la flotte britannique stationnée à Singapour ; certains d'entre eux avec leurs manuels ont été capturés par les Japonais au début de 1942.

Après avoir envoyé des ingénieurs au Rad Lab aux États-Unis pour étudier leurs produits, un projet de développement de systèmes mobiles de 10 cm (3 GHz) pour la surveillance des côtes et le contrôle des tirs de surface qui pourraient être utilisés dans tout le Pacifique. Avec une forte demande pour de tels systèmes, une unité expérimentale a été développée et testée avant la fin de 1942.

Désignée ME , l'électronique était montée dans la cabine d'un camion à 10 roues et un deuxième camion transportait le groupe électrogène et l'atelier. L'équipement a été construit à Christchurch et à Wellington. Le radar avait une seule antenne parabolique sur le toit et un indicateur de position en plan CRT a été utilisé, le premier de ce type en Nouvelle-Zélande. Le premier d'entre eux est entré en service au début de 1943 à l'appui d'une base américaine de torpilleurs dans les îles Salomon . Certains des radars MD ont été utilisés pour remplacer les ensembles CW à 200 MHz , et plusieurs systèmes ont été construits pour fonctionner sur les dragueurs de mines RNZN.

Au fur et à mesure que les Alliés progressaient dans le Pacifique, un besoin s'est fait sentir pour un ensemble d'avertissement à longue portée qui pourrait être rapidement mis en place après une invasion. Le RDL a pris cela comme un projet à la fin de 1942, et en quelques mois, six systèmes d' avertissement aérien à longue portée ( LWAW ) étaient disponibles. Ceux-ci fonctionnaient à 100 MHz (3 m) et, comme les postes à micro-ondes, étaient montés dans des camions. Une seule antenne Yagi était normalement utilisée, mais il y avait aussi un réseau large qui pouvait être utilisé lorsqu'une opération plus permanente était établie. La portée en utilisant le Yagi était de près de 150 km; cela a augmenté à plus de 200 km avec la bordée.

Depuis le début, fin 1939, 117 radars de tous types ont été construits en Nouvelle-Zélande, tous par petits groupes ; aucun type n'a jamais été mis en production en série. Après 1943, peu d'équipements de ce type ont été produits dans le pays, et les navires de guerre RNZN ont ensuite été équipés d'équipements britanniques pour remplacer les premiers ensembles néo-zélandais.

Afrique du Sud

Comme en Grande-Bretagne, le développement du RDF (radar) en Afrique du Sud est né d'un organisme de recherche centré sur l'instrumentation de la foudre : le Bernard Price Institute (BPI) for Geophysical Research, une unité de l' Université du Witwatersrand à Johannesburg . Lorsque le Premier ministre Jan Smuts a été informé de cette nouvelle technologie, il a demandé que les ressources de BPI soient consacrées à cet effort pendant toute la durée de la guerre. Basil Schonland , une autorité mondialement reconnue en matière de détection et d'analyse de la foudre, a été nommé à la tête de l'effort.

Avec rien de plus que des copies de quelques « documents vagues » et des notes fournies par le représentant de la Nouvelle-Zélande lors des briefings en Angleterre, Schonland et une petite équipe ont commencé le développement fin septembre 1939. Avant la fin novembre, les différents éléments du système étaient terminé, le tout en utilisant des composants disponibles localement. Ceux-ci ont été assemblés dans des véhicules séparés pour l'émetteur et le récepteur.

L'émetteur fonctionnait à 90 MHz (3,3 m) et avait une puissance d'environ 500 W. L'impulsion avait une largeur de 20 µs et la PRF était de 50 Hz, synchronisée avec la ligne électrique. Le récepteur était super-régénératif, utilisant des tubes Acorn de type 955 et 956 à l'avant et un amplificateur FI à 9 MHz. Des antennes séparées et rotatives avec des paires empilées de dipôles pleine onde ont été utilisées pour l'émission et la réception. Les faisceaux avaient une largeur d'environ 30 degrés, mais l'azimut du signal réfléchi a été déterminé plus précisément à l'aide d'un goniomètre . Les impulsions ont été affichées sur le tube cathodique d'un oscilloscope commercial.

Avant la fin de l'année, un système complet avait été assemblé et détecté un réservoir d'eau à une distance d'environ 8 km. Des améliorations ont été apportées au récepteur et la puissance d'impulsion de l'émetteur a été portée à 5 kW. Désigné JB-1 (pour Johannesburg), le système prototype a été transporté près de Durban sur la côte pour des tests opérationnels. Là, il a détecté des navires sur l' océan Indien , ainsi que des avions à des distances allant jusqu'à 80 km.

Début mars 1940, le premier système JB-1 a été déployé à Mambrui sur la côte du Kenya , aidant une brigade anti-aérienne à intercepter les bombardiers italiens attaquants, les traquant jusqu'à 120 kilomètres (75 mi). Au début de 1941, six systèmes ont été déployés en Afrique de l'Est et en Égypte ; Des systèmes JB ont également été installés dans les quatre principaux ports sud-africains.

Un système amélioré, désigné JB-3 , a été construit au BPI; les changements les plus importants ont été l'utilisation d'un dispositif d'émission-réception (un duplexeur ) permettant une antenne commune, et une augmentation de la fréquence à 120 MHz (2,5 m). La portée est passée à 150 km pour les avions et à 30 km pour les petits navires, avec une précision de relèvement de 1 à 2 degrés. Douze ensembles de radars JB-3 ont commencé à être déployés autour de la côte sud-africaine en juin 1941.

À la mi-1942, les radars britanniques étaient disponibles pour répondre à tous les nouveaux besoins sud-africains. Ainsi, aucun autre développement n'a été fait à la BPI. La plupart des membres du personnel ont rejoint l'armée. Basil Schonland, en tant que lieutenant-colonel de l' armée sud-africaine , s'est rendu en Grande-Bretagne pour servir en tant que surintendant du groupe de recherche opérationnelle de l'armée et plus tard conseiller scientifique du maréchal Bernard Montgomery .

Voir également

• Histoire du radar

Les références