W pierwszych dziesięcioleciach XX wieku Europa i Stany Zjednoczone zaczęły zauważać, że samoloty lecące na niebie powodują pewne zakłócenia w komunikacji radiowej, ponieważ sygnały radiowe są częściowo odbijane od sprzętu lotniczego. Wkrótce zjawisko to zaczęto celowo wykorzystywać do wykrywania różnych odległych obiektów. W efekcie powstały stacje radarowe.
Zasada działania radaru
Stacja radarowa (radar) ma inną, skróconą nazwę - radar. Jest to skrót wyrażenia „wykrywanie i zasięg radiowy”, co tłumaczy się jako „wykrywanie i zasięg radiowy”. Taka stacja działa zgodnie z następującą zasadą.
Najpierw z nadajnika radarowego wysyłane są impulsy radiowe o bardzo wysokiej częstotliwości, po czym antena odbiorcza odbiera echo sygnału radiowego, który dotarł do miejsca promieniowania.
Kierunek, z którego dochodzi sygnał po odbiciu od powierzchni stałej, nazywany jest azymutem celu. Odległość do niego można obliczyć na podstawie czasu potrzebnego na dotarcie sygnału do celu iz powrotem.
Pierwsze wynalazki i eksperymenty
Urządzenie o tej zasadzie działania opatentował w 1904 roku inżynier z Niemiec Christian Hülsmeier. Nazywano go teleskopem. Jednak na terenie Niemiec urządzenie nie było nigdzie używane.
W 1922 roku inżynierowie amerykańskiej marynarki wojennej rozpoczęli eksperymenty z przesyłaniem sygnałów radiowych przez rzekę Potomac. W wyniku takich eksperymentów statki wpadły w pole detekcji, które podczas przejścia blokowało drogę emitowanych fal radiowych.
Robert Watson-Watt, fizyk ze Szkocji, badał, w jaki sposób fale radiowe można wykorzystać do wykrywania samolotów w powietrzu. Opatentował swój radar w 1935 roku. Brytyjczycy, zdając sobie sprawę, że wkrótce rozpocznie się II wojna światowa, na początku jesieni 1938 roku zbudowali szereg stacji radarowych wzdłuż niektórych strategicznie ważnych wybrzeży Anglii.
Ponadto zaczęto wykorzystywać radar do dokładnego namierzania dział przeciwlotniczych i okrętów.
Magnetron i klistron
Radary miały bardzo wysoką częstotliwość promieniowania, co wymagało specjalnego sprzętu elektronicznego. Pierwsze nadajniki zostały wyposażone w magnetron – urządzenie elektropróżniowe. W jego budowę zaangażowany był fizyk Albert Hull (USA). Do 1921 roku powstało urządzenie.
Ale 14 lat później inżynier Hans Holman wynalazł magnetron z wieloma wnękami. Podobne urządzenie montowano w ZSRR w latach 1936-1937. (kierowany przez M. Bonch-Bruevicha) oraz w Wielkiej Brytanii w 1939 r. - fizycy Henry Booth i John Randall.
9 cm - taka była długość fal radiowych, które wyprodukowało nowe urządzenie. Dzięki temu radar był już w stanie wykryć peryskop łodzi podwodnej z odległości 11 km.
W 1938 r. dwaj bracia ze Stanów Zjednoczonych, Russell i Sigurd Varian, wynaleźli kolejne urządzenie do wzmacniania sygnału radiowego - klistron.
Wykorzystanie radaru do celów pokojowych
Walki na wojnie się skończyły. Radar nadal był w użyciu. Ale nie do celów wojskowych, ale do celów pokojowych. W 1946 roku eksperci w dziedzinie astronomii otrzymali sygnał radiowy odbity od powierzchni Księżyca, aw 1958 - od powierzchni Wenus. Astronomowie z ZSRR z powodzeniem badali (za pomocą radaru) inne planety - Merkurego (w 1962), Marsa i Jowisza (w 1963).
Agencja kosmiczna NASA wykorzystała statek kosmiczny na orbicie do mapowania dna oceanicznego globu. Ponadto radary są bardzo pomocne dla służb meteorologicznych w przewidywaniu pogody.
