Trong những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ XX, châu Âu và Hoa Kỳ bắt đầu nhận thấy rằng máy bay bay trên bầu trời tạo ra một số nhiễu trong liên lạc vô tuyến, vì tín hiệu vô tuyến bị phản xạ một phần từ các thiết bị trên không. Chẳng bao lâu, hiện tượng này bắt đầu được cố ý sử dụng để phát hiện các vật thể ở xa khác nhau. Kết quả là, các trạm radar đã được xây dựng.
Nguyên lý hoạt động của radar
Trạm ra-đa (radar) có một tên viết tắt khác - ra-đa. Đây là cách viết tắt của cụm từ "vô tuyến phát hiện và phạm vi", có nghĩa là "phát hiện và phạm vi vô tuyến." Một trạm như vậy hoạt động theo nguyên tắc sau.
Đầu tiên, các xung vô tuyến được gửi từ máy phát ra-đa với tần số rất cao, sau đó ăng-ten thu nhận bất kỳ tiếng vọng nào của tín hiệu vô tuyến đã đến nơi phát xạ.
Hướng mà tín hiệu đến sau khi phản xạ từ một bề mặt rắn được gọi là phương vị mục tiêu. Khoảng cách tới nó có thể được tính toán dựa trên thời gian tín hiệu truyền đến mục tiêu và quay lại.
Những phát minh và thử nghiệm đầu tiên
Một thiết bị có nguyên lý hoạt động này đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1904 bởi một kỹ sư đến từ Đức Christian Hülsmeier. Nó được gọi là kính viễn vọng. Tuy nhiên, trên đất Đức, thiết bị này không được sử dụng ở bất kỳ đâu.
Năm 1922, các kỹ sư Hải quân Hoa Kỳ bắt đầu thử nghiệm truyền tín hiệu vô tuyến qua sông Potomac. Kết quả của các thí nghiệm như vậy, các con tàu rơi vào trường phát hiện, trong khi đi qua đường này, nó đã chặn đường đi của sóng vô tuyến phát ra.
Robert Watson-Watt, một nhà vật lý đến từ Scotland, đang nghiên cứu cách sóng vô tuyến có thể được sử dụng để phát hiện máy bay giữa không trung. Ông được cấp bằng sáng chế cho radar của mình vào năm 1935. Người Anh nhận thấy rằng Thế chiến thứ hai sẽ sớm bắt đầu, vào đầu mùa thu năm 1938 đã xây dựng một số trạm radar dọc theo một số bờ biển quan trọng chiến lược của Anh.
Ngoài ra, radar bắt đầu được sử dụng để xác định mục tiêu chính xác của pháo phòng không và hải quân.
Magnetron và klystron
Radar có tần số bức xạ rất cao, đòi hỏi thiết bị điện tử đặc biệt. Máy phát đầu tiên được trang bị magnetron - một thiết bị điện chân không. Nhà vật lý Albert Hull (Mỹ) đã tham gia vào việc xây dựng nó. Đến năm 1921, thiết bị được tạo ra.
Nhưng 14 năm sau, kỹ sư Hans Holman đã phát minh ra magnetron nhiều khoang. Một thiết bị tương tự đã được lắp ráp tại Liên Xô vào năm 1936-1937. (do M. Bonch-Bruevich lãnh đạo) và ở Anh năm 1939 - các nhà vật lý Henry Booth và John Randall.
9 cm - đây là độ dài của sóng vô tuyến mà thiết bị mới tạo ra. Nhờ đó, radar đã có thể phát hiện kính tiềm vọng của tàu ngầm từ khoảng cách 11 km.
Năm 1938, hai anh em đến từ Hoa Kỳ, Russell và Sigurd Varian, đã phát minh ra một thiết bị khác để khuếch đại tín hiệu vô tuyến - klystron.
Sử dụng radar cho mục đích hòa bình
Cuộc chiến trong cuộc chiến đã kết thúc. Radar vẫn được sử dụng. Nhưng không phải vì mục đích quân sự, mà vì mục đích hòa bình. Năm 1946, các chuyên gia trong lĩnh vực thiên văn học nhận được tín hiệu vô tuyến phản xạ từ bề mặt Mặt Trăng, và năm 1958 - từ bề mặt Sao Kim. Các nhà thiên văn học của Liên Xô đã nghiên cứu thành công (sử dụng radar) các hành tinh khác - Sao Thủy (năm 1962), Sao Hỏa và Sao Mộc (năm 1963).
Cơ quan vũ trụ NASA đã sử dụng tàu vũ trụ trên quỹ đạo để lập bản đồ đáy đại dương của địa cầu. Ngoài ra, radar cũng giúp ích rất nhiều cho các dịch vụ khí tượng trong việc dự đoán thời tiết.
