Istoria timpurie a radarului este legata in primul rand de război, şi abia în ultima vreme a avut aplicaţii civile cu tendinte tehnologice, lucru care a facut  sa câştige  atenţie în public.

Cele mai timpurii vremuri ale radarului

Cel mai vechi sistem radar a fost dezvoltat cu milioane de ani in urma si este inca in folosul lumii intregi: el este generatorul semnalelor supersonice numit “liliacul”… Ei bine, liliecii emit scurte “sunete” pe nas si primesc ecoul lor cu un “set de antene” ce  “se intampla”  sa fie urechile. Intr-adevar, un radar “liliac” nu foloseste undele electromagnetice, dar functioneaza pe acelasi principiu cu un sitem radar modern: cu un scurt ciripit devenit “semnal”, dupa aprecierea Doppler, liliacul urmareste tinta apreciind terenul de atac si unghiul cu un principiu bazat pe impulsuri. De asemenea, Fluturii omidei-urs (care adesea apar pe liliac) sunt echipaţi cu urechi care pot să detecteze şi să se blocheze semnalul supersonic al liliacului, şi ei au dezvoltat tactica de a evita atacul unui liliac.

Zilele timpurii: Experienţe şi descoperiri

 Oamenii au pornit in afacerile cu radar abia la inceputul secolului 20. In 1904, Christian Hülsmeyer (1881-1957) a primit o patenta germana pentru Tlemobiloskop, sau camera de laut vederi comandata de la distanta. Acest dispozitiv avea o raza de actiune in jurul vasului pe care era montat de 3000m, si asta chair inainte de inventia amplificatoarelor. El a fost oferit intr-o aplicatie  pentru prevenirea ciocnirii dintre vase, dar nu a gasit un interes deosebit pentru clienti si a inceput sa fie dat uitarii. Totusi, radarul a fost inventat mai tarziu decat Soanrul (un echipapament acustic folosit pentru a vedea de la distanta) care s-a dezvoltat abia dupa urmarile catrastofice ale Titanicului din 1912.

            In 1925/26 fizicienii americani Berit si Tuve , la fel ca si cercetatorii britanici Appleton si Barnett, au facut masuratori ale stratului de ionosfera a Pamantului, folosind un emitator radio de impuls care paote fi descris ca un radar.

            Era deja 1928 cand H.K. Signal School din UK. A primit prima audienta la Radio Location  ce fusese acreditata lui L.S. Alder.

In 1930, o echipa de ingineri din US Naval Research Lab au efectuat masuratori cu o antena radio si, mai mult sau mai putin, ei au descoperit in mod independent radarul. Legatura lor prin radar ese extindea pana la un avion ce ateriza si calitatea semnalului s-a imbunatatit semnificativ dupa lansarea avionului.

In 1935 Sir Robert Watson-Watt (1892-1973) a demonstrat detectia unui avion cu un dispozitiv radio, in asa-numitului experiment Daventry. O ordine pe intregul domeniu de dezvoltare a radarului s-a stablit mai tarziu, dupa ce s-a descoperit ca aparatele de reglaj prin sunet (care la acea vreme erau singurele mijloace de detectie a bombardierelor) furniza timpul de reactie adecvat. Acesta a fost punctul de plecare al primei retele radar numita Chain Home sau CH pe scurt. Chain Home a devenit functionala in 1937, numai bine inainte de inceperea razboiului. Bombele puteau fi detectate de la peste 150 Km si astfel Sir Watson-Watt este adesea numit “parintele” si “inventatorul” radarului.

Odata cu 1939, urmatoarele tari au avut mai mult sau mai putin  nedezvoltare, dar totusi aveau radare in inventarele lor: Britania, Franta, Germania, Ungaria, Italia, Japonia, Norvegia, Rusia si SUA. Pe baza acestor tehnologii pot fi descrise in termeni actuali si efectul Doppler, scanarea conica, sau chiar spectrul static si imprastiat al radarelor.   

Al doilea razboi mondial

            In timpul Luptei Britaniei (1939-1941) un succes important a fost atribuit Casei de retele Chain, care detectase atacurile aeriene si adusese informatii cu privire la ghidarea avioanelor de inteceptie spre bombardiere. Detectarea spunea unei “camere de filtrare”, prin linia telefonica, unde au fost trimise aceste avioane. Astfel au fost coordonate eforturile rezerveli insuficiente de avioane de interceptare spre o dezvoltare rapida si o multiplicare formidabila. CH-ul nu a fost niciodata inteleasa de catre nemti si din pricina asta n-au avut intentia serioasa de a le bloca sau distruge sistemul care avea ca parte semnificativa radarul.

            In 1941 radarul a pierdut o sansa de a schimba semnificativ istoria. Exista deja un sistem desfasurat pe o insula linistita din Hawaii, aproape de Pearl Harbour. Operatorii de fapt detectasera si anuntasera atacul escadroanelor japoneze, insa nici unul dintre superiorii lor nu i-au crezut pentru ca ii considerau neexperimantati. Astfel atacul s-a dovedit a fi un dezastru pentru americani chiar daca ei fusesera avertzati de aparitia japonezilor. In 17 Februarie 1942 un raid a fost menit sa obtina partile esentiale ale unui radar german Würzburg aflat langa Bruneval, Normandie. Aceste parti au fost evaluate si s-a aratat ca dispozitivul nu putea sa functioneze decat intr-o banda ingusta de frecventa. In plus aceasta recunoastere a dezvaluit ca toate radarele nemtesti nu operau decat in trei bezi de frecventa. Prima utilizare a fasiilor de aluminiu antiradar folosite de avioane a avut loc in 1943 cand Hamburgul a fost supus unui bombardament devastator. Ecranele radar au fost “parazitate” de reflexiile provocate de fasiile de aluminui, apararea antiaeriana fiind orbita. Aceste fasii au fost decoperite independent, atat de britanici cat si de germani. Germanii erau constienti de vulnerabilitatea lor dar au fost incapabili sa-si regleze radarele in timp util, sperand ca nefolosirea acestui procedeu va duce la tinerea lui in secret.

            Tehnologia Stealth a fost inventata in 1940, cand submarinele germane au suferit grave pierderi fiind detectate de radare aeriene in momentul in care ieseau la suprafata. Tehnicienii au descoperit ca un amestec de grafit si cauciuc diminua substantial ecourile radarelor daca era aplicat pe corpul submarinelor. Dar lucrul acesta era posibil doar daca navele erau intr-un doc uscat. Odata ce invelisul antireflexiv venea in contact cu apa marii, aceasta reflecta semnalele radarelor.

In timpul razboiului au inceput sa fie folosite frecvente din ce in ce mai mari din spectrul electromagnetic. Cercetatorii au inceput in primele aplicatii de la frecventa de 10MHz apoi, cei de la The Chain Home au operat cu frecvente in jurul a 20MHz (cu extensiile de mai tarziu de 70MHz). In supravegerea aeriana si la radarele de urmarire se ajunge apoi la frecvente de ordinul sutelor de MHz.(200-800MHz). Perfectionarea din 1921 a dispozitivelor de transmisie pe  baza magnetronului cu cavităţi rezonatoare al lui Randall şi H. Boot (în 1940) a fost o pătrundere semnificativă.

Magnetronul a fost inima bombei radarului american H2S care a funcţionat la 3GHZ. Acest tip de magnetron nu a fost a ştiut în Germania,  3GHz fiind mult peste banda de frecvenţe  in care ei puteau intercepta undele si avertiza mecanismele de functionare.

De fapt, la o conferinţă între rândurile de vârf ale armatei germane şi  unii cercetători vestiti s-a ajuns la concluzia ca 800MHz a fost de ajuns si a ramas îndoielnic dacă semnalele de frecvenţe de mai mari de 1GHz ar putea sa se propage prin atmosfera.

Mai tarziu radarul H2S nu a mai fost folosit nici de Germania din teama ca dezvoltarea lui ar putea fi stagnata si magnetronul ar putea ajunge in maini rele.

Dar mai tarziu, in  primavara anului 1943, un bombardier a fost impuscat langa Rotterdam si radarul H2S cu magnetronul folosit de el a fost o mare surpriza pentru nemti. Astfel eforturile semnificative de refacere, studiere si reproducere a dispozitivului au devenit operationale odata cu sfarsitul anului 1944.

La sfarsitul razboiului majoritatea tehnologiilor actuale au fost fuse in functiune, desi ei se bazau pe “averile” tehnice contemporane. Atunci exista un asa-numit radar de “ciripit” în producţie functionand pe principiul de impulsuri şi se inventase chiar şi un radar cu deschizatura artificiala, sintetica.

Printre ideile puţine care s-au născut dupa  1945 sunt tehnologia reţelei de antene comandate de matrice de fază (phased array antenna) şi conceptul de radar static.

Pierzand razboiul, Germania a iesit din afaceri. Pana in 1950, orice cercetare in domeniul radarelor a fost interzisa. Multi cercetatori au emigrat urmand pasii lui Wernher von Braun si altii.

Radarul a fost asadar tinut secret si abia in 1946 a fost publicat ca un dispozitiv american a masurat cu succes distanta pana la luna care este de aproximativ 770000 Km. Mai tarziu a fost stiut chair faptul ca un dispozitiv al Ungariei facuse acelasi lucru in 1944. Este foarte greu sa descoperim vreo urma a echipamemtelor radar din al doilea  razboi mondial in muzeele de azi. Chiar daca radarele nu sunt atat de interesante precum tancurile de lupta de 50 de tone, fiecare radar a avut o influenta comparabila cu cea a unui intreg vas de lupta, asa ca o paarte din semnificatia impactului s-a pierdut. Muzeul Online al Radarelor Antiaeriene prezinta o buna selectie a radarelor americane. Muzeul Istoric al Electronicelor, din Linthicum, Maryland (de langa Aeroportul International Baltimore Washington) are un SCR-270 asemanator celor care au detectat raidul japonez asupra Pearl Harborului. Muzeul Regal al Razboiului din Londra are o singura expozitie a unui radar de tip Wurzburg, radar german de urmarire. Muzeul German din Munich, precum si Muzeul Radarului din Douvres, Franta, prezinta un radar de tip Wurzburg urias. Muzeul de Automobile si Tehnica din Sinsheim-Steinfurt ( in apropiere de Heidelberg, Germania) nu prezinta nici unul, ca si Muzeul National al Aerului din Wright Paterson, Dayton, Ohio.

Razboiul Rece (1945-1989)

            Razboiul din Vietnam (1961-1975) a fost prima confruntare in care s-au folosit rachete antiradiatii (“Anti Radiation Missiles” - ARM) purtate la bordul avioanelor de tip F-4 Phantom, denumite si “nevastuicile salbatice” . O data ce un receptor de avertizare al radarului aflat in avioane detecta semnale de la sol sau de la radarul de ghidare al rachetelor, ghidajul acestora din urma era setat si tinta aleasa, racheta era lansata asupra sursei semnalului (in cazul acesta racheta insasi) si il distrugea.

Furtuna in Desert (1991)

            Distrugerea Defensivei Aeriene Inamice a fost prima misiune a fortelor de coalitie si care avea ca scop alungarea fortelor irakiene din Kuveitul ocupat. In cadrul acestor misiuni a fost utilizat intreg spectrul de mijloace electronice de lupta pentru a deschide drum fortelor de la sol si celor care plantau bombe.

In zilele noastre

Omul obisnuit cunoaste radarul ca pe o amenintare invizibila si asta doar cand depaseste viteza legala pe autostrada, radarele politiei fiind folosite ca simple mijloace de aplicare a legii. Insa radarele vor fi folosite si spre avantajul nostru al tuturor ca radare pentru masini si vor intra in curand pe piata. Vor fi folosite pentru a pastra automat distanta intre masina dvs si cea din fata si pentru a avertiza cand apar obstacole in drumul dvs. In zilele acestea, nici un aeroport mare nu poate opera fara radar. Controlorii de zbor din turnuri au in grija zeci de avioane care se rotesc in aer si le programeaza pentru aterizare.

Publicul este constient de radar doar cand acesta este defect si atunci sute de zboruri sunt anulate sau redirectionate catre alte aeroporturi, iar hotelurile locale nu mai faca fata valului de oameni.

Viitorul

Multe din primele aparate cu care s-au jucat cercetatorii au fost radare bistatice (de exemplu transmitatoarele si receptoarele nu se aflau in aceleasi locatii, ci erau asezate in doua locatii diferite). Aceste radare bistatice redevin interesante, dar bineinteles ca au o mai mare capacitate de procesare a  semnalelor. Prin extensia principiului, folosind un transmitator si mai multe locatii de receptare interconectate, a aparut Radarul Multistatic care e de asemenea subiectul cercetarilor actuale.

            Astazi, cand citim aceste randuri, Radarul Pasiv, radarul cu imagini si cel multi colorat sunt ultimele noutati in materie din laboratoarele de cercetare. Radarele pasive se bazeaza pe iluminarea oricarei surse aflate in apropiere. Radarul in imagini este cee ce sugereaza si numele: rezultatele par a fi adunate cu o camera de luat vederi si cu o rezolutie destul de mare. Radarul multicolorat este doar un alt nume pentru radarele de banda larga capabile sa extraga mai multa informatie dintr-o locatie pe care o vede – este un fel de televizor color pentru o lume care vede in alb si negru.

Totusi, aceste avtivitati de mare interes actual sunt de fapt primii pasi ai umanitatii in imitarea capabilitatilor senzoriale pe care natura le-a dezvoltat acum milioane de ani.