Στις πρώτες δεκαετίες του εικοστού αιώνα, η Ευρώπη και οι Ηνωμένες Πολιτείες άρχισαν να παρατηρούν ότι αεροπλάνα που πετούν στον ουρανό δημιουργούν κάποια παρεμβολή στις ραδιοεπικοινωνίες, καθώς τα ραδιοσήματα αντανακλώνται εν μέρει από τον αερομεταφερόμενο εξοπλισμό. Σύντομα, αυτό το φαινόμενο άρχισε να χρησιμοποιείται σκόπιμα για την ανίχνευση διαφόρων μακρινών αντικειμένων. Ως αποτέλεσμα, χτίστηκαν σταθμοί ραντάρ.
Η αρχή της λειτουργίας του ραντάρ
Ο σταθμός ραντάρ (ραντάρ) έχει ένα διαφορετικό, συντομογραφία - ραντάρ. Αυτή είναι μια συντομογραφία της φράσης "ραδιοανίχνευση και εύρος", η οποία μεταφράζεται ως "ραδιοανίχνευση και εύρος". Ένας τέτοιος σταθμός λειτουργεί σύμφωνα με την ακόλουθη αρχή.
Πρώτον, οι ραδιοφωνικοί παλμοί αποστέλλονται από τον πομπό ραντάρ με πολύ υψηλή συχνότητα, μετά την οποία η κεραία λήψης λαμβάνει οποιαδήποτε ηχώ του ραδιοσήματος που έχει φτάσει στη θέση της ακτινοβολίας.
Η κατεύθυνση από την οποία προέρχεται το σήμα μετά την ανάκλαση από μια στερεή επιφάνεια ονομάζεται αζιμούθιο στόχος. Η απόσταση από αυτό μπορεί να υπολογιστεί με βάση το χρόνο που χρειάζεται για να ταξιδέψει το σήμα στο στόχο και να επιστρέψει.
Πρώτες εφευρέσεις και πειράματα
Μια συσκευή αυτής της αρχής λειτουργίας κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1904 από έναν μηχανικό από τη Γερμανία Christian Hülsmeier. Ονομάστηκε τηλε-κινητικό πεδίο. Ωστόσο, στο γερμανικό έδαφος, η συσκευή δεν χρησιμοποιήθηκε πουθενά.
Το 1922, οι μηχανικοί του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ άρχισαν να πειραματίζονται με τη μετάδοση ραδιοφωνικών σημάτων στον ποταμό Potomac. Ως αποτέλεσμα τέτοιων πειραμάτων, τα πλοία έπεσαν στο πεδίο ανίχνευσης, το οποίο κατά τη διέλευση μπλόκαρε τη διαδρομή των εκπεμπόμενων ραδιοκυμάτων.
Ο Robert Watson-Watt, ένας φυσικός από τη Σκωτία, ερεύνησε πώς τα ραδιοκύματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση αεροπλάνων στον αέρα. Πατένισε το ραντάρ του το 1935. Οι Βρετανοί, συνειδητοποιώντας ότι ο Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος θα ξεκινήσει σύντομα, στις αρχές του φθινοπώρου του 1938 είχε κατασκευάσει έναν αριθμό σταθμών ραντάρ σε ορισμένες στρατηγικά σημαντικές ακτές της Αγγλίας.
Επίσης, το ραντάρ άρχισε να χρησιμοποιείται για την ακριβή στόχευση αντιαεροπορικών και ναυτικών όπλων.
Magnetron και klystron
Τα ραντάρ είχαν πολύ υψηλή συχνότητα ακτινοβολίας, η οποία απαιτούσε ειδικό ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Οι πρώτοι πομποί ήταν εξοπλισμένοι με μαγνήτη - μια συσκευή ηλεκτροαερίου. Ο φυσικός Albert Hull (ΗΠΑ) ασχολήθηκε με την κατασκευή του. Μέχρι το 1921, η συσκευή δημιουργήθηκε.
Αλλά 14 χρόνια αργότερα, ο μηχανικός Hans Holman εφηύρε το μαγνήτη πολλαπλών κοιλοτήτων. Μια παρόμοια συσκευή συναρμολογήθηκε στην ΕΣΣΔ το 1936-1937. (με επικεφαλής τον M. Bonch-Bruevich) και στη Βρετανία το 1939 - φυσικοί Henry Booth και John Randall.
9 cm - αυτό ήταν το μήκος των ραδιοκυμάτων που παρήγαγε η νέα συσκευή. Χάρη σε αυτό, το ραντάρ ήταν ήδη σε θέση να εντοπίσει το περισκόπιο του υποβρυχίου από απόσταση 11 χλμ.
Το 1938, δύο αδέλφια από τις Ηνωμένες Πολιτείες, ο Russell και ο Sigurd Varian, εφηύραν μια άλλη συσκευή για την ενίσχυση του ραδιοφωνικού σήματος - το klystron.
Χρήση του ραντάρ για ειρηνικούς σκοπούς
Οι μάχες στον πόλεμο τελείωσαν. Το ραντάρ ήταν ακόμη σε χρήση. Όχι όμως για στρατιωτικούς σκοπούς, αλλά για ειρηνικούς σκοπούς. Το 1946, ειδικοί στον τομέα της αστρονομίας έλαβαν ένα ραδιοφωνικό σήμα που ανακλάται από τη σεληνιακή επιφάνεια και το 1958 - από την επιφάνεια της Αφροδίτης. Οι αστρονόμοι από την ΕΣΣΔ έχουν μελετήσει επιτυχώς (χρησιμοποιώντας ραντάρ) άλλους πλανήτες - τον Ερμή (το 1962), τον Άρη και τον Δία (το 1963).
Η διαστημική υπηρεσία της NASA χρησιμοποίησε διαστημικό σκάφος σε τροχιά για να χαρτογραφήσει τον πυθμένα του ωκεανού του πλανήτη. Επίσης, τα ραντάρ βοηθούν σημαντικά τις μετεωρολογικές υπηρεσίες στην πρόβλεψη του καιρού.
