Войти
| Страна происхождения | UK |
|---|---|
| Представлен | Mk. I конец 1939 г. (конец 1939 г.). Mk. I * начало 1941 (начало 1941) |
| Тип | AA направление |
| Частота | 54,5–85,7 МГц |
| PRF | 1,5 кГц |
| Ширина импульса | 3 мкс |
| Азимут | ± 20 ° от текущего пеленга |
| Точность | 50 м в диапазоне |
| Мощность | 50 кВт |
| Другие названия | РЛС ПВО № 1, Mk. 1 |
 GL Mk. Фургон-передатчик II | |
| Страна происхождения | UK |
|---|---|
| Появился | конец 1941 (конец 1941) |
| Тип | AA направление |
| Частота | 54,5 - 85,7 МГц |
| PRF | от 1 до 2,5 кГц |
| Ширина импульса | от 1 до 1,2 мкс |
| Диапазон | Обнаружение 50 000 ярдов. Отслеживание 30 000 ярдов. 14 000 ярдов направление пистолета |
| Азимут | ± 20 ° от текущего пеленга |
| Высота | 15–45 ° |
| Точность | 50 м в диапазоне,. менее 0,5 ° направленно |
| Мощность | 150 кВт |
| Другие наименования | РЛС ПВО № 1, Mk. 2, СОН-2 |
РЛС наводки, Mark I или GL Mk. I, для краткости, была ранней системой радар, разработанной британской армией для предоставления информации о дальности связанной зенитной артиллерии. Было два обновления той же базовой системы: GL / EF (Elevation Finder) и GL Mk. II, оба из которых добавили возможность точно определять пеленг и высоту.
Первый набор GL представлял собой элементарную конструкцию, разработанную с 1935 года. Основываясь на Chain Home, GL использовала отдельные передатчики и приемники, расположенные в деревянных каютах, установленных на лафетах, каждый со своими собственными антеннами, которые нужно было поворачивать, чтобы навести на цель. Антенна вырабатывала сигнал, который был полунонаправленным и был способен обеспечить только точную информацию о наклонном диапазоне ; точность пеленга цели составляла примерно 20 градусов, и он не мог предоставить информацию о высоте цели. Некоторые из них были задействованы, и по крайней мере один был захвачен немецкими войсками во время эвакуации из Дюнкерка. Их оценка заставила их поверить, что британский радар был намного менее продвинутым, чем немецкий радар.
В планах представить Mk. II с точным пеленгом и углом места разрабатывались с самого начала, но они не были доступны до 1940 года. Удобным решением было приспособление GL / EF, обеспечивающее измерения пеленга и угла места с точностью примерно до градуса. Благодаря этим усовершенствованиям количество выстрелов, необходимых для уничтожения самолета, упало до 4100, что в десять раз больше, чем в начале войны. Около 410 танков Mk. Я и немного доработал Mk. I * были произведены, когда производство было переведено на Mk. II, который обладал достаточной точностью для прямого наведения орудия. Повышенная точность и простота эксплуатации снизили количество выстрелов на убийство до 2750 у Mk. II. После вторжения в Советский Союз в 1941 г. около 200 Mk. II поставлялись Советам, которые использовали их под названием СОН-2 . 1,679 Mk. II были в конечном итоге произведены.
Появление в 1940 году резонаторного магнетрона привело к новой разработке, в которой использовались высоконаправленные параболические антенны, позволяющие измерять дальность и точные азимуты, будучи гораздо более компактными. Эти GL Mk. III РЛС производились в Великобритании как Mk. IIIB (для британцев) и модель местного производства из Канады под названием Mk. IIIC. Mk. II остался на вооружении в качестве второстепенных как Mk. III заменили их на передовой. Оба обычно заменялись начиная с 1944 года более совершенными SCR-584.
Первое упоминание о радаре в Великобритании было предложение 1930 года, сделанное У. А.С. Бутемент и П.Э. Поллард из Экспериментального центра по сигналам (SEE) сухопутных войск Военного министерства. Они предложили создать радиолокационную систему для обнаружения судов, которая будет использоваться с береговыми батареями, и зашли так далеко, чтобы построить прототип маломощной макетной платы, использующий импульсы на длине волны 50 см (600 МГц).. Военное министерство не проявило интереса и не предоставило финансирования для дальнейшего развития. Этот вопрос был мимоходом упоминался в январском выпуске книги изобретений королевских инженеров.
за январь 1931 года, когда министерство авиации успешно продемонстрировало радар и быстрое развитие системы, которая впоследствии стала Chain Home (CH) В 1936 году армия внезапно заинтересовалась этой темой и посетила радарную группу CH в их новом штабе в Bawdsey Manor. Здесь они познакомились с уменьшенными версиями системы CH, предназначенной для полумобильного развертывания. Это, по-видимому, имело ряд применений в армии, что привело к формированию 16 октября 1936 года Секции военных приложений, которую все называли Армейской ячейкой. Этой группе было предоставлено место в Боудси, и в нее вошли Бутемент и Поллард из ЮВЕ.
Первоначально перед ячейкой была поставлена задача улучшить зенитный огонь, и ей сказали, что основная проблема, которую нужно решить, - это точное измерение дальности. Оптические инструменты использовались для обнаружения самолетов и точного определения их пеленга и возвышения, но дальномерное определение с помощью оптических средств оставалось трудным, медленным и открытым для простых ошибок в процедуре. Радиолокационная система, которая могла бы обеспечить точное и быстрое определение расстояния, значительно повысила бы их шансы на успешное поражение самолета. Им была поставлена цель произвести измерение дальности с точностью до 50 ярдов (46 м) на дальности 14 000 ярдов (13 км).
В том же году из основной группы была выделена воздушно-десантная группа. Группа разработчиков CH, чтобы разработать радар гораздо меньшего размера, подходящий для установки на большие самолеты. Это станет ролью радара воздушного перехвата (AI), цель которого заключается в обнаружении бомбардировщиков в ночное время и позволяет тяжелым истребителям находить и атаковать их с помощью собственного радара. Когда эти наборы продемонстрировали способность легко подбирать корабли в проливе Ла-Манш, армейская ячейка создала вторую группу для адаптации этих систем к роли береговой обороны (CD), обеспечивая измерения дальности и угла с достаточным количеством точность стрельбы вслепую по их береговым батареям. Эту команду возглавил Бутемент, оставив Полларда главным разработчиком систем GL.
Работа над GL была начата очень рано во время разработки CH, и, как и в CH того времени, использовались относительно длинные волны, поскольку их можно было легко сгенерировать и обнаружить с помощью существующей электроники от коммерческих коротковолновых радиосистемы. Обратной стороной этого целесообразного подхода является то, что радио антенны обычно должны составлять значительную часть длины волны радиосигнала, чтобы работать с разумным усилением. Для 50-метровых длин волн, первоначально используемых CH, потребуются антенны порядка 25 метров (82 фута).
Очевидно, что это было непрактично для какой-либо мобильной системы, но по мере того, как появилась новая электроника. В конце 1930-х годов длины волн, используемых радиолокационными системами, продолжали сокращаться. К тому времени, когда GL был готов начать тестирование, система была способна работать на длинах волн от 3,4 до 5,5 м, уменьшив размер антенны до более приемлемой длины в несколько метров. Аналогичные изменения в электронике также привели к появлению уменьшенных версий CH, мобильных радиостанций или MRU, которые обеспечивали как мобильную службу раннего предупреждения, так и перемещаемую службу в случае выхода из строя главной станции CH.
РЛС типа CH. использовать генератор временной развертки для создания плавно изменяющегося напряжения, которое подается на один из входов электронно-лучевой трубки (CRT). Временная развертка откалибрована для перемещения точки ЭЛТ по экрану одновременно с отражением эхо-сигналов от объектов, находящихся на максимальной дальности действия радара. Точка движется так быстро, что выглядит сплошной линией. Обратный сигнал усиливается и затем отправляется в другой канал ЭЛТ, обычно по оси Y, в результате чего пятно отклоняется от прямой линии, создаваемой временной разверткой. Для небольших объектов, таких как самолет, отклонение вызывает появление на дисплее небольшого всплеска. Дальность до цели можно измерить, сравнив положение метки с калиброванной шкалой на дисплее.
Точность такого отображения зависит от размера трубы и дальности действия радара. Если можно было ожидать, что метку можно будет измерить с точностью до 1 мм по шкале на типичной 3-дюймовой (76 мм) ЭЛТ, и этот радар имеет максимальную дальность 14000 ярдов, то этот 1 мм представляет 14000 / (75 / 1), чуть более 186 ярдов (170 м). Это была гораздо меньшая точность, чем хотелось бы, которая составляла около 50 ярдов (46 м).
Чтобы обеспечить систему, способную производить такие точные измерения, и делать это постоянно, Поллард разработал систему, в которой использовался весь ЭЛТ. дисплей для обеспечения измерения, показывающего только диапазоны на небольшом расстоянии по обе стороны от предварительно выбранной настройки диапазона. Система работала, заряжая конденсатор с известной скоростью до тех пор, пока он не достиг порога, который запускал временную развертку. Временная база была настроена на перемещение по экрану за время, составляющее менее километра. Большой потенциометр использовался для управления скоростью зарядки, что обеспечивало смещение диапазона. Расстояние до цели измерялось с помощью потенциометра для перемещения метки, пока она не оказалась в середине дисплея, а затем считывания диапазона по шкале на потенциометре. Базовая система быстро развивалась, и к лету 1937 года испытательная система обеспечивала точность 100 ярдов (91 м) для самолетов на расстоянии от 3000 ярдов (2700 м) до 14 000 ярдов (13 км). К концу года она улучшилась. с точностью до 25 ярдов (23 м).
Поскольку первоначальным требованием к системе было предоставление дополнительной информации оптическим приборам, точные измерения пеленга не требовались. Однако системе действительно нужен был какой-то способ гарантировать, что цель дальнего действия была той, которую отслеживают оптически, а не другой ближайшей целью. Для этой роли в системе использовались две приемные антенны, установленные на расстоянии одной длины волны друг от друга, так что, когда они были направлены прямо на цель, принятые сигналы нейтрализовались и отображали ноль на дисплее. Это было отправлено на второй дисплей, оператор которого пытался направить антенны на цель.
Передатчик, который имел мощность около 20 кВт, был установлен в большой прямоугольной деревянной кабине на колесном прицепе.. Одинарная полуволновая дипольная антенна была установлена на коротком вертикальном выступе в одном конце кабины с «линией вылета» вдоль длинной оси. Антенна была лишь незначительно направленной, сигнал передавался широким веером под углом 60 градусов с каждой стороны.
Приемник был значительно сложнее. Кабина оператора была несколько меньше передатчика и была установлена на несущей системе лафета зенитного артиллерийского орудия, что позволяло вращать всю кабину вокруг вертикальной оси. На небольшом расстоянии над крышей находился прямоугольный металлический каркас, примерно совпадающий с очертаниями кабины. Три антенны были установлены в линию на одной из длинных сторон каркаса; Измерения дальности проводились с антенны в середине, а измерения направленности - путем сравнения сигнала на двух антеннах в конце. За двумя несущими антеннами были установлены отражатели на расстоянии около длины волны, что приводило к сужению их угла приема.
В полевых условиях передатчик был бы направлен в ожидаемом направлении атаки, а приемник разместил несколько расстояние, чтобы помочь защитить его от сигнала, отраженного от местных источников.
К 1939 году команда была достаточно довольна состоянием оборудования, и поэтому были разосланы контракты на производство. Метрополитен-Виккерс выиграл контракт на передатчик, а A.C. Cossor приемник. Массовое производство набора GL не оказалось особенно сложным, и к концу 1939 года было поставлено 59 полных систем, а еще 344 системы должны были быть завершены в 1940 году.
Система выполнила именно то, о чем просили. Это; он обеспечивал очень точные измерения дальности порядка 50 ярдов. Однако в полевых условиях стало ясно, что этого просто недостаточно. К концу 1939 года призрак ночных бомбардировок был серьезной проблемой, и поскольку система GL не могла предоставить точную информацию о пеленге и высоту, она не могла направлять орудия ночью. Вместо этого использовался стиль работы Первой мировой войны, при котором прожекторы охотились на цели в основном случайным образом, а обычные оптические инструменты использовались для определения пеленга и угла места после того, как цель была освещена. На практике этот стиль работы оказался столь же неэффективным, как и во время Первой мировой войны.
Несмотря на значительные затраты времени, усилий и денег на систему GL, когда The Blitz открыл Вся армейская система ПВО оказалась неэффективной. Генерал Фредерик Пайл, командующий армейским противовоздушным командованием, выразился так:
Первые проблемы с радаром были огромными. К началу октября 1940 года нам не удалось сделать ни одного выстрела ночью. Это было горько разочаровывающим - мы установили все в прекрасное время, но тогда у нас возникли большие трудности с их калибровкой. Каждый план, который мы составляли, рушился, и всегда по причинам, с которыми мы не могли справиться.
Для обнаружения целей GL был в значительной степени неэффективен. С механической точки зрения необходимость поворота всей системы для отслеживания представляла серьезную проблему. Более серьезным ограничением были сами дисплеи, которые отображали только небольшую часть неба на индикаторе дальности и единственную индикацию попадания / отклонения от цели в пеленге. Хотя можно было повернуть антенну по азимуту, чтобы найти цель, направление было точным только с точностью до 20 градусов, что было достаточно, чтобы антенны были выровнены с целью, но малопригодным для наведения оптических инструментов на цель, особенно ночью. Кроме того, дисплей пеленга только показывал, выровнены антенны или нет, но не с какой стороны или с другой лежала цель, если она была выровнена неправильно, что требовало дополнительной работы, чтобы определить, в каком направлении повернуть антенну для отслеживания.
Помимо этих проблем, широкий веерообразный сигнал представлял серьезные проблемы, когда в луч попадали более одного самолета. В этом случае показания пеленга всегда говорят о неправильном выравнивании, и считыватели дальности не могли знать, какой самолет они измеряют. Даже самые опытные экипажи не могли должным образом отслеживать цель в этих условиях.
GL Mk. Наборы I были развернуты вместе с модулями MRU, которые обеспечивали раннее предупреждение. После обрушения оборонительных сооружений и возможной эвакуации из Дюнкерка эти наборы пришлось бросить во Франции.
. Было оставлено достаточно деталей для радара Вольфганга Мартини. команда, чтобы собрать воедино проект и определить основные эксплуатационные возможности систем. То, что они обнаружили, их не впечатлило. Радары Люфтваффе как для раннего предупреждения (Freya ), так и для наводки орудия (Вюрцбург ) были значительно более совершенными, чем их британские аналоги в то время, работая на гораздо более коротких волнах около 50 см.
Эта оценка в сочетании с неудачей миссии LZ-130 по обнаружению британских радаров в августе 1939 г. привело к общей недооценке полезности британских радиолокационных систем. Несмотря на то, что было известно о Chain Home, в немецких отчетах о состоянии Королевских ВВС, написанных незадолго до Битвы за Британию, даже не упоминался радар. В других отчетах это упоминается, но не считается очень важным. Другие подразделения Люфтваффе, похоже, пренебрежительно относятся к системе в целом.
Группа GL уже начала планы по значительно улучшенной версии системы, которая также могла бы предоставлять точную информацию о пеленге и высоте. Они всегда хотели, чтобы система GL могла направлять орудия во всех измерениях, но острая необходимость вывести систему на поле боя как можно скорее помешала этому.
Чтобы добавить эту возможность, они адаптировали концепция от радаров береговой обороны, разрабатываемых компанией Butement. Идея заключалась в том, чтобы использовать две антенны, которые нацелены в несколько разных направлениях, но их чувствительные области слегка перекрывают их по средней линии. В результате получается диаграмма приема, в которой каждая из антенн выдает максимальный сигнал, когда цель находится немного по одну сторону от центральной линии, в то время как цель, расположенная точно посередине, будет давать немного меньший, но равный сигнал на обеих антеннах. Переключатель используется для переключения сигналов между двумя антеннами, отправляя их на один и тот же приемник, усилитель и ЭЛТ. Один из сигналов также отправляется с задержкой, поэтому его метка отображается с небольшим смещением.
В результате отображается экран, аналогичный CH, показывающий расстояние до целей в пределах видимости, но с каждой из целей, производящих две близко расположенные точки. Сравнивая длину меток, оператор может определить, какая антенна направлена на цель более точно. При повороте антенн в сторону более сильного сигнала, более длинной метки, цель будет центрирована, и две точки станут равной длины. Даже при использовании относительно длинных волн точность порядка ½ градуса может быть достигнута с этими системами переключения лепестков.
Как Mk. Приехал в поле, был внесен ряд улучшений в базовую электронику. Они были собраны вместе, чтобы сформировать Mk. I * версия. Отличия Mk. Я и Мк. Я был прежде всего в деталях. Было обнаружено, что при определенных ориентациях передатчика и приемника небольшая антенна, используемая для запуска временной развертки, будет воспринимать слишком слабый сигнал для работы. Он был заменен тросом между двумя каютами, который был известен как тросовый замок. Некоторые детали ВЧ каскадов на приемнике улучшили отношение сигнал / шум, был добавлен регулятор напряжения для корректировки различий в генераторах, а также была представлена новая система, которая заменила сложную систему заземления для потенциометра. с электронной версией. Более серьезным изменением стало введение средств защиты от помех.
К концу 1939 года стало ясно, что Mk. I в его нынешнем виде не был бы полностью полезен в полевых условиях, особенно ночью, и, по крайней мере, до начала 1941 года до Mk. II был доступен. Лесли Бедфорд сформировал в Cossor отдел разработки радаров для производства приемников CH и был хорошо знаком как с желаниями зенитчиков, так и с возможностями, присущими радиолокационным системам. Он предположил, что будет относительно легко адаптировать антенну и системы индикации от Mk. II к Mk. I, обеспечивающая многие из тех же преимуществ.
Результатом стал GL / EF для Gun Laying / Elevation Finder, хотя на него ссылались почти повсеместно как Приложение Бедфорда . Эта модификация добавила набор вертикальных антенн и новую ЭЛТ для измерения высоты для их считывания, а также радиогониометр, который позволял точно измерять вертикальный угол. Mk. I * с GL / EF начали развертываться в начале 1941 года, как раз в то время, когда Blitz достигли апогея.
С Бедфордской приставкой армия впервые получила полную систему наводки. Поскольку все три оси могли считываться непрерывно, предсказатели могли получать информацию непосредственно с радара без необходимости в оптических входах. Аналогичным образом, сами пистолеты либо автоматически приводились в действие от предсказателя, либо требовали, чтобы слои следовали только за механическими указателями, чтобы соответствовать выходным данным предсказателя, концепция, известная как «наложение иглы на иглу». Даже настройки предохранителя устанавливались автоматически из значений дальности, поступающих с радара. Вся проблема артиллерийской стрельбы теперь была полностью автоматизирована.
Аэрофотоснимок коврика для укладки оружия, установленного на восточном побережье, к северу от Сандерленда. Пандус и платформа в центре видны. Именно в этот момент появились серьезные проблемы с калибровкой. После тщательного изучения с использованием отражателей, подвешенных к воздушным шарам, и испытаний на случайных самолетах, стало ясно, что основная проблема заключалась в выравнивании земли вокруг станции. Длинные волны, используемые в этих ранних радарах, сильно взаимодействовали с землей, заставляя лучи отражаться вперед, а не поглощаться или рассеиваться. Эти отраженные сигналы иногда доходили до целей и возвращались в приемник вместе с сигналами, поступавшими непосредственно от передатчика. Интерференция между ними вызывала появление нулей в диаграмме приема, что затрудняло поиск цели.
На практике эти нули, особенно по углу места, перемещались, когда антенны вращались для отслеживания цели. Сначала считалось, что это не будет серьезной проблемой и что ее можно решить, разработав калибровочную таблицу для каждого объекта. Но даже первые тесты показали, что калибровка меняется в зависимости от длины волны. Это означало, что им пришлось бы составить несколько калибровочных таблиц, по одной для каждого радара, или что, если бы потребовалась единая таблица поправок для разных пеленгов, антенны пришлось бы перемещать вертикально по мере изменения длины волны.
И снова Бедфорд предложил решение; вместо калибровки радара он предложил откалибровать саму землю, сгладив территорию вокруг станции с помощью металлического коврика. На самом деле разработка такой системы выпала на долю Невилла Мотта, физика, который недавно присоединился к армейской ячейке. В конечном итоге были найдены подходящие размеры восьмиугольника диаметром 130 ярдов (120 м) с квадратной проволочной сеткой 2 дюйма (5,1 см). Он поддерживался в воздухе сотнями натянутых тросов, проходящих по деревянным кольям на высоте около 1,5 м (5 футов) в воздухе. Чтобы обеспечить надлежащий зазор между антенной и проволочным заземляющим ковриком, радарную систему нужно было поднять в воздух на блоках, и доступ к ней можно было получить через деревянный мостик.
Усилия по оснащению британских комплектов GL с этими матами было огромных размеров. На каждый мат израсходовано 230 рулонов проволочной сетки, каждый шириной 4 фута (1,2 м) и длиной 50 ярдов (46 м). В общей сложности они покрывали площадь около 15000 квадратных ярдов (13000 м) и используются до 650 миль (1050 км) проволоки - не включая 10 миль (16 км) от проволоки, используемых в опорной конструкции под сеткой. Первоначально они планировали установить маты на 101 участке немедленно, но к декабрю 1940 года они израсходовали более 1000 миль (1600 км) оцинкованной проволоки, израсходовав весь национальный запас материала и вызвав по всей стране нехватку проволочной сетки..
На строительство мата ушло около 50 человек за четыре недели. К концу января 1941 года было модернизировано только 10 объектов, и все это время создавались новые зенитные огневые точки, поэтому количество перспективных объектов увеличивалось быстрее, чем их можно было достроить. К апрелю Пайл пришел к выводу, что 95% площадок AA будут нуждаться в матах, и они ожидали, что к марту 1942 года будут введены в эксплуатацию 600 площадок. В конечном итоге программа продолжалась годами, прекращая свое существование по мере появления новых систем, не требовавших коврики. Программа по матам формально завершилась в марте 1943 года.
Другая проблема, которая так и не была решена полностью, заключалась в том, что любой воздушный обстрел в этом районе мог образовывать мощный отражатель, делающий все, что находится за ним, невидимым. Это особенно раздражало, поскольку воздушные шары часто размещались рядом с зенитными орудиями, поскольку две системы использовались вместе для защиты важных целей. Решение было рассмотрено в виде системы, которая позволила бы устранить низколежащие отражения, но это не было полностью разработано.
В дополнение к постоянному технологическому развитию Начиная с сентября 1940 года, Пайл значительно улучшил общее состояние ПВО, назначив научного советника в высший эшелон командования ПВО. На эту роль он выбрал Патрика Блэкетта, который имел опыт Первой мировой войны в Королевском флоте и с тех пор продемонстрировал значительные математические способности. Блэкетт планировал изучить проблему ПВО с чисто математической точки зрения, концепция, которая оказалась чрезвычайно ценной в других областях противовоздушной обороны и в конечном итоге переросла в общую область оперативных исследований.
Блэкетт сформировал исследовательскую группу, известную как Исследовательская группа командования ПВО, но повсеместно известная как «Цирк Блэкетта». Блэкетт сознательно выбирал членов из разных слоев общества, включая физиологов Дэвида Кейнса Хилла, Эндрю Хаксли и Л. Бейлисса, физиков-математиков А. Портера и Ф. Набарро, астрофизик Х. Батлер, геодезист Г. Рейбоулд, физик И. Эванс и математики А.Дж. Скиннер и М. Кист, единственная женщина в команде. Их цели были четко сформулированы Блэкеттом:
... первая задача заключалась в том, чтобы разработать лучший метод построения данных [радара] и прогнозирования будущего положения врага для использования орудий только на основе карандаша. и бумажные таблицы, таблицы диапазонов и предохранителей. Вторая задача заключалась в том, чтобы помочь в разработке простых форм плоттеров, которые должны были быть изготовлены за несколько недель. Третье состояние заключалось в том, чтобы найти средства для использования существующих предсказателей в связи с радиолокационными установками.
Между тем, в ноябре 1940 года Джон Эшворт Рэтклифф был перемещен со стороны Министерства авиации Боудси, чтобы начать работу. зенитная артиллерийская школа в Петершеме на западе Лондона. Одна проблема, которая сразу стала очевидной, заключалась в том, что входные данные для предикторов, аналоговых компьютеров, которые обрабатывали баллистические вычисления, очень легко ошиблись. Эта информация передавалась обратно через армейскую иерархию, и снова именно Бедфорд предложил решение. Это привело к созданию нескольких инструкторов, которые использовались в школе AA, что позволило операторам отточить свои навыки.
Чтобы лучше изучить проблему AA, Цирк вскоре добавил четвертый трейлер на некоторые сайты AA в Лондон область, предназначенная исключительно для записи входных данных для предсказателей, количества выпущенных выстрелов и результатов. Эти цифры были переданы через командную структуру AA, чтобы найти какие-либо возможности для улучшения. В официальной истории, опубликованной сразу после войны, отмечалось, что с сентября по октябрь 1940 года было выпущено 260 000 зенитных снарядов, в результате чего было уничтожено 14 самолетов, что составляет 18 500 выстрелов на поражение. Это уже было большим улучшением по сравнению со статистикой до радара, которая составляла 41 000 выстрелов на убийство. Но с добавлением матов GL / EF, GL и улучшенной доктрины это упало до 4100 выстрелов на убийство к 1941 году.
Пайл прокомментировал улучшения, отметив:
Первоначальные трудности в основном были связаны с сглажены, и 11–12 мая [1941], когда рейды были настолько широко распространены, что нам дали больший размах, мы получили 9 жертв, из которых одна вероятная и не менее 17 пострадавших. [...] Блиц фактически закончился той ночью. К концу блиц-атаки мы уничтожили 170 ночных налетчиков, вероятно, уничтожили еще 58 и повредили в той или иной степени еще 118.
Производство Mk. II принадлежал Граммофонной компании и Коссору. Прототип Mk. II начали появляться уже в июне 1940 года, но в конструкцию были внесены значительные изменения по мере того, как больше информации от Mk. Поступили наборы I. Окончательный дизайн начал поступать в серийное производство в начале 1941 года.
Дисплеи были расположены в деревянной кабине под решеткой приемников, включая отдельные ЭЛТ для измерения дальности, пеленга и высоты, что позволяло непрерывно отслеживать на всем протяжении помолвка. Антенна передатчика теперь выпускалась в двух версиях: одна с широкоугольным лучом для первоначального захвата цели или ее поиска, а другая с гораздо более узким лучом, который использовался при отслеживании одиночной цели. Хотя это внесло сложность, это также значительно уменьшило проблему отображения более чем одной цели на дисплеях.
Mk. II также включал новый передатчик, мощность которого увеличилась в три раза с 50 до 150 кВт. Эта дополнительная мощность обеспечила несколько лучший диапазон, но, что более важно, она позволила значительно уменьшить ширину импульса при сохранении того же диапазона. Резкость эхо-сигнала зависит от ширины импульса, поэтому, уменьшив ее, система стала более точной. Модель Mk. II может предложить измерения пеленга с точностью до ½ градуса, что примерно в два раза точнее, чем у Mk. I *, и в пределах досягаемости, необходимой для прямого прицеливания орудия. Модель Mk. II в значительной степени заменил Mk. I * к середине 1942 года и оставался на вооружении до 1943 года. Анализ показал, что Mk. II улучшил количество выстрелов на убийство до 2750, что стало еще одним значительным достижением. С июня 1940 по август 1943 года было произведено 1679 комплектов GL Mark II.
GL Mk. Радар III C Введение в 1940 году магнетрона с резонатором позволило радарам эффективно работать на гораздо более коротких микроволновых длинах волн, что уменьшило длину антенн до нескольких сантиметров. Эти антенны были настолько короткими, что их можно было разместить перед параболическими отражателями , которые фокусировали сигнал в очень узкий луч. Вместо ширины диаграммы направленности до 150 градусов, в типичных микроволновых схемах ширина луча может составлять около 5 градусов. Используя технику, известную как коническое сканирование, вращающийся вариант переключения лепестков, это можно было бы дополнительно уменьшить до менее ½ градуса, что более чем достаточно для прямой наводки оружия.
В конце 1940 Армия активно занималась созданием радарной системы S-диапазона GL, и к 1942 году уже разослала планы компаниям в Великобритании для производства. В 1940 году в Канаде также началась работа над полностью разработанной и построенной в Канаде версией, производство которой начнется в сентябре 1942 года, а поставки в Великобританию начнутся в ноябре 1942 года под названием GL Mk. IIIC, а в следующем месяце прибудут британские подразделения под названием Mk. IIIB. Они были значительно более мобильны, чем более ранние Mk. Я и Мк. II, состоящий из двухколесных прицепов и генераторной установки.
Поскольку антенны были намного более направленными, чем широкие веерообразные лучи более ранних систем, всей проблемы с отражениями от земли можно было просто избежать. гарантируя, что антенны всегда были направлены на несколько градусов над горизонтом. Это гарантировало, что ни один из сигналов не отразится от земли при передаче, и что любые ближайшие отражения возвращенного сигнала также не будут видны. Потребность в проводном заземляющем коврике более ранних моделей была устранена, и площадки могли быть сняты с высоты и полностью готовы к работе за часы.
Новые микроволновые установки начали заменять Mk. II в 1943 году, но поставки не были особенно быстрыми, и эти наборы часто отправлялись в новые подразделения, а не на замену Mk. Я в поле. Появление в 1944 году американского радара SCR-584 стало катализатором быстрой замены всех этих наборов, поскольку он сочетал сканирование и отслеживание в одном устройстве с внутренней генераторной установкой. В послевоенное время они, в свою очередь, были заменены более компактными и легкими AA No. 3 Mk. 7 радар, который оставался в эксплуатации до тех пор, пока зенитные орудия не были сняты с вооружения в конце 1950-х гг.
Mk. Я использовал две антенны, одну для передачи и одну для приема. Оба были построены на деревянных хижинах, похожих по конструкции на туристический трейлер , в котором была соответствующая электроника. Хижины были установлены на больших опорных плитах, которые позволяли всей хижине вращаться для отслеживания целей. Они, в свою очередь, для мобильности устанавливались на лафеты зенитных орудий. Генераторная установка была помещена между ними и обеспечивала питание обоих.
Система передатчика на Mk. Я произвел 3 длительных импульса микросекунд (мкс) с мощностью до 50 кВт 1500 раз в секунду. Они транслировались в полунаправленном направлении, освещая всю территорию перед текущим пеленгом передающей антенны. Поскольку сигнал был даже менее направленным по вертикали, чем по горизонтали, значительная часть сигнала упала на землю. Из-за используемых длин волн этот сигнал сильно отражался вперед, и из-за геометрических соображений любой сигнал, падающий на землю рядом со станцией, отражался бы с достаточным вертикальным углом, чтобы смешаться с основным сигналом в интересующей области (около 30 км вокруг станции). Это было целью коврика GL, который не устранял отражения, но делал их гораздо более предсказуемыми.
Отдельные приемные блоки дальности и пеленга могли работать в нескольких диапазонах частот. Оба приемника использовали общий генератор, который подавался в секцию с четырьмя трубками радиочастотой (RF). Частоту генератора можно переключать между двумя широкими полосами: НЧ-диапазон от 54,5 до 66,7 МГц и ВЧ-диапазон от 66,7 до 84,0 МГц. Затем приемники были настроены с использованием обычных вращающихся железных сердечников, которые были механически соединены для настройки обоих приемников с одного диска. Чтобы скорректировать небольшие различия в двух приемниках, выход одного из сердечников можно отрегулировать, сдвинув медное кольцо по стойке на сердечнике. Чтобы гарантировать, что сигнал не будет отражаться от одного из каскадов RF, приемник диапазона добавил буферную схему в конце каскада RF.
Это изображение из AI Mk. РЛС IV по своей концепции аналогична GL Mk. II, хотя он отображает точки по обе стороны от центральной линии, а не в виде двух пиков с одной стороны. Пятна видны примерно на полпути от базовой линии. Большие треугольники вверху и справа вызваны отражениями от земли и не присутствуют в системах GL. Сигнал дальности был получен на одном полуволновом диполе, установленном в середине горизонтальной антенной решетки, и подавался в четырехламповый радиоприемник, а затем в четырехтрубную систему промежуточной частоты (ПЧ). В выходной сигнал подавался непосредственно на нижнюю пластину оси Y одного из двух ЭЛТ. На верхнюю пластину на оси Y поступал выходной сигнал калибратора, что позволяло регулировать его так, чтобы луч был центрирован по вертикали. Таким образом, сигналы, принимаемые от антенны, могут привести к отклонению луча вниз и возникновению всплеска, как в случае Chain Home.
Ось X системы запитывалась генератором временной развертки, который тянул луч слева направо по экрану. Обычно развертка развертки запускается для начала развертки, как только появляется сигнал от передатчика, но, как отмечалось выше, это не обеспечивает точности, необходимой для этой роли. Вместо этого временная база была настроена так, чтобы охватить экран с гораздо большей скоростью, представляя только часть общего времени полета сигнала. Запуск временной развертки осуществлялся с использованием очень точного маслонаполненного потенциометра, который экспоненциально увеличивал заряд в конденсаторной батарее, пока не достигал значения запуска. Требовалась очень сложная система заземления для обеспечения точности выходных напряжений, выходящих из системы потенциометров, так как любые паразитные напряжения могли подавить сигнал.
Для измерения диапазона оператор с усилием поворачивал ручку потенциометра. чтобы передний край целевой точки совпадал с вертикальной линией на ЭЛТ. Диапазон считывался не с ЭЛТ, а с циферблата. Циферблат также имел форму магнита, или сельсин, как это более широко известно сегодня. Выходные данные журнала использовались для непосредственного включения элементов управления на предсказателе, что позволяло радару постоянно обновлять измерение дальности.
Измерение пеленга было получено на отдельных приемниках и антенных системах. В этом случае использовались два полуволновых диполя, расположенных на расстоянии примерно одной длины волны друг от друга по горизонтали на корпусе антенны. Обе антенны были электрически соединены друг с другом перед входом в приемники, при этом выходы одной из них были инвертированы. Это означало, что выходной сигнал упадет до нуля, когда антенны будут точно совмещены с целью. Любое рассогласование немного изменяет относительную фазу сигналов, создавая чистый сигнал, который поступает в приемник и производит отображение. Однако было невозможно узнать, какая из двух антенн производит чистый выходной сигнал; система показывала, когда антенна находилась на цели, но не указывала, в какую сторону повернуть, когда она была вне цели.
Приемник пеленга в остальном был идентичен версии дальномера и подавался на ЭЛТ таким же образом. Использовался более медленный генератор временной развертки, запускаемый тем же сигналом, что и первый, но настроенный на гораздо более медленное сканирование. В этом случае для измерения дальности не использовалась временная база, и горизонтальное положение точки не имело значения. Вместо этого временная развертка использовалась просто для того, чтобы гарантировать, что оператор пеленга смотрит на ту же цель, что и оператор диапазона - интересующий сигнал будет где-то близко к центру.
Оператор пеленга затем поворачивает всю приемник с помощью комплекта оборудования, подключенного к велосипедным педалям, для поиска точки исчезновения сигнала, что указывает на то, что цель теперь идеально выровнена между двумя антеннами. Эта система поиска нуля часто использовалась, поскольку она более четко указывает местоположение; максимальные сигналы имеют тенденцию к распространению. Если цель не была выровнена, наличие сигнала не могло указывать, в каком направлении повернуть. Чтобы решить эту проблему, электрическая система переключения на антенных фидах позволила их соединить вместе в разных фазах, и, изучив способ изменения метки при повороте переключателя, оператор мог определить, какая антенна была ближе к цели. называется брекетингом. Система фазирования была представлена E.C. Slow и стала известна как Slowcock.
В целом системы, оборудованные GL / EF, были аналогичны Mk. I, но добавил еще один набор антенн, расположенных вертикально вдоль лестницы , выступающей из верхней части кабины приемника. Первоначальная антенна диапазона была установлена внизу лестницы, а две новые антенны были расположены на равном расстоянии друг от друга. Антенны были разнесены примерно на половину длины волны, поэтому сигналы будут конструктивно мешать одной паре и деструктивно - другой. Радиогониометр использовался для изменения относительной чувствительности верхней пары антенн, а выходы радиогониометра и дальномерной антенны были направлены на отдельные предварительные усилители.
В завершение системы был добавлен электронный переключатель, который был синхронизирован с сигналом 50 Гц National Grid. Сигнал использовался для переключения входа приемников от дальномерной антенны на выход двух других антенн, смешанных через радиогониометр. Тот же сигнал также немного скорректировал смещение оси Y ЭЛТ, так что альтернативные трассы появлялись выше или ниже центра нового ЭЛТ, предназначенного для измерения высоты. В результате верхняя кривая содержала исходный сигнал дальности, как и раньше, а нижняя кривая содержала выходной сигнал радиогониометра; Посмотрев на нижнюю кривую под индикатором диапазона, оператор мог повернуть радиогониометр до тех пор, пока сигнал не достигнет нуля, открывая угол. Оператор будет периодически корректировать настройку, поскольку нижняя метка снова появляется во время движения цели.
По мере разработки системы были внесены дополнительные улучшения, которые позволили непрерывное отслеживание, а не периодическую повторную настройку. Система переключения была изменена таким образом, что диапазон передавался в верхнюю строку в течение 2,5 миллисекунд (мс), а сигналы диапазона и радиогониометра - в течение 7,5 мс. Если сигнал был должным образом обнулен, два верхних сигнала смешались бы и дали бы одну яркую вспышку на верхней кривой, тогда как нижняя кривая обнулялась бы, как и раньше. Если бы сигнал не был обнулен, то могло бы показаться, что вторая слабая точка размывает верхнюю трассу, что становится заметным даже до того, как метка на нижней трассе станет видимой.
При тестировании было обнаружено, что слабый сигнал только диапазона сигнал становился трудноразличимым, когда сигнал был шумным и прыгающим. Последнее изменение добавило небольшую фиксированную задержку к сигналу только диапазона, что привело к смещению его кривой вправо. Теперь на индикаторе высоты появились три отчетливых метки, метка дальности справа и два сигнала возвышения, выровненные по вертикали чуть левее.
Обычная проблема с антенными системами такого типа заключается в том, что это невозможно чтобы узнать, принимается ли сигнал передней или задней частью антенны, которые одинаково чувствительны. Чтобы решить эту проблему, как только был обнаружен ноль, оператор пеленга включал сенсорный переключатель, который подключал вторую антенну, расположенную немного позади основной. Смешанный выход из двух четко указывал, с какой стороны лежала цель, спереди или сзади. Однако это привело к проблемам в системах фазирования, которые так и не были полностью устранены.
Передатчик в кабине Mk. II радар. Отдельные антенны можно просто разглядеть. Эта версия, похоже, сочетает в себе широкоугольные и узкоугольные антенны в одном устройстве. Mk. II была очень похожа на Mk. I * с GL / EL, хотя ряд дополнительных деталей улучшил дальность и точность. К ним относятся более мощный передатчик, обновленные приемники и уменьшение ширины импульса для обеспечения более точных измерений.
Более серьезным отличием был метод, используемый для создания разделенных трасс на дисплеях. В отличие от электронной системы, используемой на GL / EL, Mk. II использовал механическую и моторизованную систему, которую Бедфорд считал менее продвинутой. Основная идея заключается в использовании двух антенн, направленных в несколько разных направлениях и чьи диаграммы приема перекрываются посередине. Сравнивая уровень сигнала между двумя антеннами, оператор мог определить, была ли цель больше сосредоточена на одной из антенн, и вращать их, пока оба сигнала не стали одинаковыми. Эта система широко использовалась в радарах RAF AI и ASV еще в то время, когда Mk. Я разрабатывалась, но не была принята на вооружение, чтобы получить Mk. Я в сервис. Mk. II был, по сути, попыткой адаптировать эти дисплеи к набору GL.
В отличие от дисплея GL / EL, Mk. II использовал один приемник для каждой пары антенн. Переключатель быстро чередовал тот или иной сигнал в приемник. Он также отправил один из сигналов через короткую линию задержки. Однако он не сдвинул базовую линию оси Y. В результате получился единственный след в центре дисплея с двумя слегка разделенными метками, по одному от каждой антенны. Сравнивая относительную длину двух меток, оператор мог определить, какая антенна была более близко выровнена с целью, и продолжать вращать ее, пока метки не стали равной длины.
Бортовые системы RAF перемещали антенны на расстояние перемещение всего самолета. В случае с GL угол пеленга уже можно было перемещать за счет вращающейся кабины. Одним из решений для изменения угла возвышения может быть вертикальный наклон вехи, но по причинам, не указанным в справочных материалах, это решение не использовалось. Вместо этого верхняя антенна вертикальной пары могла перемещаться вверх и вниз по лестничному удлинению.
Еще одна проблема, решенная в Mk. II был одним из сигналов настолько широким, что на дисплее появлялось несколько самолетов. Это было решено просто добавлением второй передающей антенной системы. У одного был довольно узкий горизонтальный разброс антенны, что делало передачу похожей на Mk. Мне 20 градусов. Другой имел гораздо более широкую антенную решетку, что сужало диаграмму направленности и значительно упрощало обнаружение отдельных целей. Во время первоначального поиска использовалась антенна с широкой диаграммой направленности, и после выбора цели был включен переключатель, чтобы переместить передачу на узкий луч. Существуют изображения, на которых обе антенны объединены в одной кабине.
Mk. II также добавил простое, но эффективное калибровочное устройство, шахту, соединенную с регулятором высоты, которая выходила за пределы кабины. Для калибровки рукоятка возвышения должна быть повернута на ноль, а телескоп подсоединен к валу так, чтобы он был направлен на горизонт. Затем воздушный шар будет подниматься и отслеживаться радаром, а поправки считываются через телескоп.
