Robert Watson-Watt

Robert Watson-Watt


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Robert Watson-Watt, puusepän poika, syntyi Brechinissä, Skotlannissa, 13. huhtikuuta 1892. James Wattin suora jälkeläinen Watson-Watt opiskeli St Andrewsin yliopistossa.

Watson-Watt liittyi Farnboroughin kuninkaalliseen lentokoneen tehdaseen meteorologiksi vuonna 1915. Watson-Watt käytti radiotietämystään kehittääkseen järjestelmän, joka varoitti lentomiehiä paikallisista ukkosmyrskyistä. Ensimmäisen maailmansodan aikana hän tutki ajatusta kehittää nopea menetelmä radiosignaalien näyttämiseksi lentokoneissa ja ehdotti vuonna 1916 katodisädeoskilloskooppien käyttöä näiden tietojen toimittamiseksi lentäjille.

Vuonna 1924 Watson-Watt muutti hiljattain perustettuun Slough-radiotutkimusasemaan. Kolme vuotta myöhemmin hänestä tuli aseman päällikkö, ennen kuin hän muutti uuteen radio -osastoon National Physics Laboratoryn (NPL) vuonna 1933.

Vuonna 1935 Watson-Watt kirjoitti artikkelin The Detection of Aircraft Radio Methods. Tämä esiteltiin ilmapuolustuksen komitean puheenjohtajalle Henry Tizardille. Tizard oli vaikuttunut ideasta ja 26. helmikuuta 1935 Watson-Watt esitteli ideansa Daventryssä. Tämän seurauksena hänet nimitettiin Bawdseyn tutkimusaseman johtajaksi Felixstowessa.

Toisen maailmansodan syttyessä vuonna 1939 Watson-Watt oli suunnitellut ja asentanut tutka-asemaketjun Englannin itä- ja etelärannikolle. Britannian taistelun aikana nämä asemat pystyivät havaitsemaan vihollisen lentokoneet milloin tahansa vuorokauden aikana ja kaikissa sääolosuhteissa.

Watson-Wattista tuli ilmaministeriön tieteellinen neuvonantaja vuonna 1940 ja seuraavana vuonna hän meni Yhdysvaltoihin, missä hän antoi neuvoja tutka-asemien rakentamisesta. Vuonna 1942 Watson-Watt ritaroitiin roolistaan ​​tutkan kehittämisessä.

Sodan jälkeen Ison-Britannian hallitus myönsi Watson-Wattille 50 000 puntaa hänen panoksestaan ​​tutkan kehittämisessä. Robert Watson-Watt, joka julkaisi kolme askelta voittoon vuonna 1958, kuoli Invernessissä, Skotlannissa 5. joulukuuta 1973.


Robert Watson-Watt

Sir Robert Alexander Watson-Watt oli edelläkävijä ja merkittävä tekijä tutkan kehittämisessä. Tutka oli alun perin nimetön ja sitä tutkittiin muualla, mutta sitä laajennettiin suuresti 1. syyskuuta 1936, kun Watson-Wattista tuli päällikkö uudessa ilmastoministeriössä, Bawdsey Research Station, joka sijaitsee Bawdsey Manorissa, lähellä Felixstowea, Suffolkissa. Siellä tehdyt työt johtivat Chain Home -niminen ilma -alusten havaitsemis- ja seuranta -asemien suunnitteluun ja asentamiseen Englannin itä- ja etelärannikolle ajoissa ennen toisen maailmansodan puhkeamista vuonna 1939. Tämä järjestelmä tarjosi tärkeitä ennakkotietoja, jotka auttoivat Royal Airia Force voittaa Britannian taistelun.

Syntynyt Brechinissä, Anguksessa, Skotlannissa, 13. huhtikuuta 1892 Watson-Watt (tässä käytetään väliviivalla olevaa nimeä johdonmukaisuuden varmistamiseksi, vaikka se hyväksyttiin vasta vuonna 1942) oli James Wattin, kuuluisan insinöörin ja käytännöllisen höyrykoneen keksijän, jälkeläinen. Kun hän oli käynyt Damacren peruskoulun ja Brechinin lukion, hänet hyväksyttiin Dundeen yliopistoon (joka oli silloin osa St Andrewsin yliopistoa, mutta tuli Dundeen yliopistoksi vuonna 1967). Watt menestyi menestyksekkäästi opiskelijana ja voitti Carnelleyn kemianpalkinnon ja luokkamitalin tavallisesta luonnonfilosofiasta vuonna 1910.

Hän valmistui tekniikan kandidaatiksi vuonna 1912, ja professori William Peddie, Dundeen yliopiston fysiikan tuolin haltija, tarjosi hänelle apulaisopettajan tehtävän 1907–1942. Peddie kannusti Watson-Wattia opiskelemaan radiota tai "langaton telegrafia", kuten silloin tiedettiin ja kuka vei hänet läpi, joka oli käytännössä yhden asteen jatkotutkinto radiotaajuisten oskillaattorien ja aallon etenemisen fysiikasta. Suuren sodan alussa Watson-Watt työskenteli avustajana College 's Engineering -osastolla.

Vuonna 1916 Watson-Watt halusi työtä sotatoimistossa, mutta viestinnässä ei ollut mitään ilmeistä. Sen sijaan hän liittyi ilmatieteen laitokseen, joka oli kiinnostunut hänen ajatuksistaan ​​radion käytöstä ukkosen havaitsemiseksi. Salama lähettää radiosignaalin, kun se ionisoi ilmaa, ja hänen tavoitteenaan oli havaita tämä signaali varoittaakseen lentäjiä lähestyvistä ukkosmyrskyistä. Signaali esiintyy laajalla taajuusalueella, ja se voitaisiin helposti havaita ja vahvistaa laivaston pitkän aallon sarjoilla, itse asiassa salama oli suuri ongelma viestinnälle näillä yleisillä aallonpituuksilla.

Hänen varhaiset kokeensa onnistuivat havaitsemaan signaalin, ja hän osoittautui nopeasti kykeneväksi tekemään sen jopa 2500 km: n etäisyydellä. Paikan määrittämisessä oli kuitenkin jonkin verran vaikeuksia. Tämä saavutettiin kiertämällä silmukka -antennia signaalin maksimoimiseksi (tai minimoimiseksi) siten "osoittamalla" myrskyyn. Lakot olivat kuitenkin niin ohikiitäviä, että oli hyvin vaikeaa kääntää antennia ajoissa, jotta se löytyisi positiivisesti. Sen sijaan operaattori kuunteli monia lakkoja ja kehitti karkean keskimääräisen sijainnin.

Aluksi hän työskenteli ilmatieteen laitoksen langattomalla asemalla Aldershotissa, Hampshiressa. Vuonna 1924, kun sotaosasto ilmoitti haluavansa miehittää Aldershot-sivustonsa uudelleen, hän muutti Ditton Parkiin lähellä Sloughia, Berkshire. National Physical Laboratory (NPL) käytti jo tätä sivustoa, ja sillä oli kaksi päälaitetta, jotka osoittautuisivat hänen työnsä kannalta keskeisiksi.

Ensimmäinen oli Adcock -antenni, neljän maston järjestely, joka mahdollisti signaalin ohjaamisen vaihe -erojen kautta. Käyttämällä näitä kahdena erillisenä silmukka -antennina suorassa kulmassa voitaisiin mitata samanaikaisesti salaman suunta kahdella akselilla. Katoavien signaalien näyttäminen oli kuitenkin ongelma. Tämä ratkaistiin toisella laitteella, WE-224-oskilloskoopilla, joka hankittiin äskettäin Bell Labsilta. Syöttämällä kahden antennin signaalit oskilloskoopin X- ja Y -kanaviin, yksi isku aiheutti viivan ilmestymisen näytölle, joka osoittaa iskun suunnan. Soveltamisalan suhteellisen "hidas" fosfori mahdollisti signaalin lukemisen kauan sen jälkeen, kun lakko oli tapahtunut. Wattin uutta järjestelmää käytettiin vuonna 1926, ja se oli Wattin ja Herdin laajan paperin aihe.

Met- ja NPL -radiotiimit yhdistettiin vuonna 1927 Radio Research Stationiksi, jonka johtajana toimi Watt. Jatkamalla tutkimusta koko ajan, ryhmät olivat kiinnostuneet "staattisten" radiosignaalien syistä ja havaitsivat, että paljon voitaisiin selittää horisontin yli sijaitsevilla etäisillä signaaleilla, jotka heijastuivat ilmakehän yläosasta. Tämä oli ensimmäinen suora osoitus Heaviside -kerroksen todellisuudesta, jota ehdotettiin aiemmin, mutta tällä hetkellä insinöörit hylkäsivät sen. Kerroksen korkeuden määrittämiseksi Watt, Appleton ja muut kehittivät 'squegger ': n kehittääkseen '. Ajastamalla tikkaaja siten, että piste saapui näytön ääripäähän samaan aikaan kuin odotetut signaalit heijastuivat Heaviside -kerroksesta, kerroksen korkeus voidaan määrittää. Tällä kertaa peruspiiri oli avain tutkan kehittämiseen.

Vuoden 1933 uudelleenorganisoinnin jälkeen Wattista tuli Teddingtonin NPL: n radio -osaston päällikkö.


Kuinka tutka oli toisen maailmansodan pelinmuuttaja ja se vain paranee

Toisen maailmansodan aikana, elokuussa 1940, Saksa aloitti taistelun Ison -Britannian taivaalle, joka oli viimeinen Euroopan kansa, joka vastusti heitä. Luftwaffella, Saksan ilmavoimilla, oli taivaalla yli 2500 lentokonetta ja liittolaisilla vain 1900, mutta mikä pahempaa, vain noin 600 heistä oli brittiläisiä hävittäjiä kotikentän perusteella, kun taas loput olivat liittoutuneita lentokentät kaukana edestä.

Jos Ison -Britannian maaperälle tapahtuisi valtava hyökkäys, muut koneet eivät saapuisi ajoissa sieppaamaan sitä. Kuitenkin oli olemassa uusi salainen ase, joka tasoittaisi brittiläisten kertoimet: tutka.

Skotlantilainen insinööri Robert Watson-Watt oli jo tutkinut tutka-aaltoja jo vuosia. Hän ei keksinyt niitä, ja#8211 tutka -aallot olivat olleet olemassa jonkin aikaa –, mutta hän keksi tekniikan, joka voisi kohdistaa tutkasäteen kohteeseen ja säde palaisi takaisin antaen objektille sijainnin ja korkeuden.

Muotokuva Robert Watson-Wattista

Hän sai lentokoneen lentämään kahden radiotornin välillä useita kertoja todistaakseen konseptinsa ja säätääkseen järjestelmäänsä. Tämän seurauksena Ison -Britannian itärannikolle pystytettiin massiivisia tutkatornit, jotka näyttivät paljon FM -radiotorneilta. Tätä puolustusjärjestelmää kutsuttiin ketjukotiksi.

Tuolloin tornit eivät antaneet pyörivää tutkakuvaa, jonka olemme tottuneet näkemään elokuvissa, mutta ne sylkivät raakadataa, jonka käyttäjien oli tulkittava oppiakseen vihollisen lentokoneiden sijainnin, korkeuden ja määrän. Silloinkin tiedot oli vahvistettava toisen tornin tiedoilla vihollisen tason sijainnin kolmioimiseksi.

Menettely oli hankala ja vaati tutkatornien välittämään tietonsa huoneeseen, joka oli täynnä ihmisiä, jotka liikuttivat muovisiruja raivokkaasti taulun yli ja tarkistivat jokaisen kontaktin manuaalisesti nähdäkseen, oliko se ystävällinen lento vai ei. Tätä kutsuttiin vitsaillen "hulluksi ludoksi" ja huoneita "suodatushuoneiksi".

Vaikka menettely oli hankala, briteillä ei ollut varaa ylellisyyteen olla käyttämättä sitä, koska ilman sitä heillä olisi vain 5 minuutin varoitus ennen kuin Luftwaffen pommikoneet satoivat kuolemaa ja tulta kaupunkiensa yli, eivätkä riittäneet saamaan lintuja taivaalle . Tutkan avulla tämä varoitus pidentyi puoleen tuntiin.

Ensimmäinen toimiva yksikkö, jonka Robert Watson-Watt ja hänen tiiminsä rakensivat. Kirjoittanut Elektrik Fanne CC BY-SA 4.0

Operaattoreille britit käyttivät ainoaa taisteluvoimaa, joka ei osallistunut aktiivisesti taisteluun tuolloin: Women ’s Airxiliary Force, tai WAAF. Nämä nuoret naiset olivat innokkaita todistamaan arvonsa etulinjassa kaikin mahdollisin tavoin ja jopa pysyivät paikoillaan, kun muutamia tutka -asemia pommitettiin. Yksi näistä naisista oli Avis Parsons, joka sai yhden vain kuudesta mitalista, jotka annettiin naisille koko sodan aikana.

Mutta Luftwaffen komentaja Herman Göring oli vakuuttunut siitä, että brittiläiset tutkatornit olivat vain bluffia, ja määräsi pommikoneet lopettamaan hyökkäyksen. Se oli hänen suurin erehdyksensä, joka saattoi maksaa yksipuolisesti Luftwaffelle Britannian taistelun. Vaikka liittolaisille tuli kallis voitto, Saksa sai näin ensimmäisen voiton näennäisesti voittamattomalle sotakoneelleen.

Pitkän kantaman tutka-antenni, jota käytetään avaruusobjektien ja ballististen ohjusten seurantaan.

Vaikka amerikkalaisilla oli myös tutka, niiden järjestelmät eivät olleet läheskään niin kehittyneitä. Itse asiassa tutkaoperaattori Oahun saarella havaitsi massiivisen japanilaisen hyökkäyksen, joka oli menossa Pearl Harboriin 7. joulukuuta 1941. Tällä saarella oli juuri lähetetty 5 liikkuvaa tutka -asemaa, joista jokaisessa oli 2 hengen miehistö. harjoittelijoita.

Kaikki tornimiehistö oli lopettanut koulutuksensa ja sulkeutunut kello 7 aamulla, mutta yksi kunnianhimoinen miehistö antoi asemansa ajaa hieman pidempään. Hän ei voinut uskoa silmiään, kun hän näki suuren sumeuden näytöllä, jossa hän ei voinut edes laskea lentokoneiden lukumäärää, mutta ilman muita kolmionmuotoisia asemia hän ei voinut vahvistaa sitä.

Valokuva otettu japanilaiselta koneelta torpedohyökkäyksen aikana Ford -saaren molemmin puolin kiinnitettyihin aluksiin pian Pearl Harborin hyökkäyksen alkamisen jälkeen

Hän epäröi aluksi soittaa pääkonttoriin tarkistusta varten, ja sitten kun hän teki, päivystävä luutnantti ei aivan uskonut häntä, olettaen että yhteys oli alokasvirhe tai viallinen laite. Kun hän vihdoin pääsi tarkistamaan tiedot, koneet olivat menneet suuren mäen ohi ja kadonneet tutkalta.

Mutta tämä epäonnistuminen varoitti amerikkalaisia ​​tutkan tärkeydestä, ja he astuivat kaasuun tutkakehityksessä. Tätä varten britit antoivat todella suuren lisäyksen tutkimukseensa: onkalon magnetroni, laite, joka suurensi tutkasignaalin tuhat kertaa ja mahdollisti pienempien kohteiden tarkan jäljittämisen.

Sodan loppuun mennessä amerikkalainen tutkateknologia olisi yli 4 vuotta edellä japanilaisia. Amerikkalainen tutka pystyi havaitsemaan laivan tai lentokoneen kilometrejä ennen kuin japanilaiset kollegansa pystyivät vertaamaan sitä, että japanilaiset laivaston komentajat taistelivat sokeasti.

Vanhentunut 9 GHz: n magnetroniputki ja magneetit Neuvostoliiton lentokoneen tutkalta.

Sivuhuomautuksena sama brittien kehittämä onkalon magnetroni teki mahdolliseksi H2S -tutkan, jota British Stirlingin ja Halifaxin pommikoneet käyttivät ensimmäistä kertaa vuonna 1943, kartoittamaan maata yöoperaatioille.

Mutta toisen maailmansodan tutkat, vaikka ne olivat tuolloin uusinta tekniikkaa, olivat analogisia, putkipohjaisia ​​ja yksikaistaisia, eli ne toimivat vain yhdellä taajuudella. Tutka -aalto on pohjimmiltaan radioaalto, ja jos taajuus tiedetään, se voidaan siepata tai jumittaa. Joten seuraavan sukupolven tutkajärjestelmät olivat niitä, jotka voisivat toimia useilla taajuuksilla.

H2S -radomi (ylhäällä) ja sen mukana tuleva skannausantenni (alhaalla) Halifaxissa. Heijastimen yläosaan kiinnitetty kulmalevy muutti lähetyskuviota siten, että lähellä olevat kohteet näkyvät vähemmän kirkkaina.

Vietnamin sodassa amerikkalaiset alkoivat menettää monia lentokoneita maa-ilma-ohjuksiin eli SAM: iin. Nämä ohjukset kohdistettiin lentokoneeseen maanpäällisellä tutkalla. Mekaanista häirintää, kuten akanoita ja#8211a -metallipalopilviä, jotka laukaistiin lentokoneilla ja jotka on suunniteltu sekoittamaan tutkat, ja useita muita menetelmiä testattiin.

”Wild-Weasel” oli koodinimi erityiselle tehtävälle, jonka tavoitteena oli löytää vihollisen tutka-asennukset ja joko tuhota ne tai merkitä ne kiertämiseen tai häirintään. Tutka oli niin tärkeä varoitusjärjestelmä, että se, joka tehokkaammin hillitsi vihollisen tutkan, voitti taistelun yleensä hyödyntäen täysimääräisesti yllätyksen elementtiä.

Niinpä kehitettiin sekä parempia tutkahäiriöitä että häirintää estäviä tekniikoita, jotka muodostivat nykypäivän elektronisen sodankäynnin. Niitä kutsutaan vastaavasti ECM: ksi ja ECCM: ksi. Kun häirintätekniikka parani entisestään, taajuushyppely nousi sen torjumiseksi.

Menemättä liian tekniseksi, jos tutkasi hyppää taajuuksia näennäissatunnaisesti ja automaattisesti, vihollisen on paljon vaikeampaa siepata ja tukkia se, ellei vihollinen tiedä käytettyjen taajuuksien tarkkoja kuvioita, ja se voi olla vaikeampaa kuin arvata yhdistelmä turvalliseksi. Tätä käytti useita tutkatyyppejä, joista yleisimpiä olivat FHSS -tutkat.

Tutka, jota käytetään ilma -alusten havaitsemiseen. Se pyörii tasaisesti ja pyyhkii ilmatilan kapealla säteellä. Kirjoittanut Bukvoed CC BY-SA 3.0

1970- ja 80 -luvuilla tietokoneet lisäsivät tutkoja suurempaan resoluutioon ja parempaan kuvantamisominaisuuteen. He pystyivät nyt kirjaimellisesti piirtämään meren aallot ja havaitsemaan sen yli lentävän vian, joten tietojen tulkinnasta tuli pääpaino. Kilpailu nopeammasta tietojenkäsittelystä synnytti monimooditutkat.

Vaikka jokaisella vanhemmalla tutkatyypillä oli aiemmin vain yksi toiminto, jokainen uusi tutka voi nyt palvella useita toimintoja, kuten kohteen seurantaa, palontorjuntaa, säävalvontaa ja laaja -alaista hakua.

Vielä yksi virstanpylväs saavutettiin keksittäessä AESA -tutka, jossa radioaaltojen säde voidaan osoittaa useisiin suuntiin ilman tarvetta kääntää antennia. Konfiguraationsa ja “chirping -teknologiansa ansiosta se on myös paljon vaikeampaa tukkia kuin vanhentunut PESA -tutka. Tämän seurauksena siitä on tullut tosiasiallinen standardi monissa nykyaikaisissa lentokoneissa.

Kokeellinen tutka -antenni, US Naval Research Laboratory, Anacostia, D. C., 1930 -luvun loppu

Sen jälkeen puolijohdeteknologia teki mahdolliseksi täysin digitaaliset tutkat, mikä tarkoittaa, että tutka pystyi nyt käsittelemään kaiken kuvankäsittelyn itse tutkajärjestelmän sisällä digitaalisesti. Muistatko kuinka hidas vanha Pentium I PC oli verrattuna nykypäivän Ryzeniin tai Core I7: een? Se on suhteellisen paljon nopeampi tutkakuvan käsittely.

Vielä yksi vallankumous tuli niin sanotun Imaging Radarin eli SAR: n kanssa, joka tuottaa teräväpiirtokuvaa. Vaikka tämä ei sinänsä ollut uutta tekniikkaa, yksittäisen kuvan käsittely raakadatasta saattoi kestää SAR -ajan ennen SAR -aikaa, ja sen keksimisen jälkeen kuvankäsittely alkoi tapahtua reaaliajassa.

Eurofighter Typhoon -taistelukone, jonka nenäsuoja on poistettu, paljastaen Euroradar CAPTOR AESA -tutka -antennin. Kirjoittanut ILA Berlin CC BY-SA 3.0

1990 -luvulla tutkanvalmistajat aloittivat tutkansa verkottamisen. Tämä tarkoitti esimerkiksi sitä, että kun lentokone havaitsi vihollisen, myös kaikki muut saman lennon koneet näkivät sen. Mutta mitä hyötyä verkostoitumisesta on, jos vihollinen voi murtautua lähetykseen? Tämän estämiseksi lentokoneiden väliseen digitaaliseen viestintään lisättiin erilaisia ​​salausmenetelmiä.

Seuraava vallankumous tuli uusilla puolijohdemateriaaleilla, kuten gallium -arsenidilla ja galliumnitridillä, jotka auttoivat tutkanvalmistajia parantamaan tehokkuutta ja vähentämään melua, mikä puolestaan ​​pienensi tutka -antennien kokoa. Kehittyneitä matriiseja, jotka täyttäisivät koko asennuksen 60 -luvulla, voitaisiin nyt asentaa lentokoneeseen. Se oli pelinvaihtaja AWAC: ille, varhaisvaroituslentokoneille, jotka oli varustettu useilla tutkatyypeillä, jotta ne saisivat tietoa vihollisjoukoista suurilla etäisyyksillä.

Kokeellinen tutka -antenni, US Naval Research Laboratory, Anacostia, D. C., 1930 -luvun loppu

Uusimpiin parhaillaan kehitteillä oleviin tutkoihin keskitytään siten, että ne ovat monirivisiä, mikä tarkoittaa, että ne voivat toimia eri aallonpituuksilla tai taajuuksilla samanaikaisesti useissa tehtävissä, mikä tarkoittaa, että niitä voidaan käyttää useisiin tarkoituksiin, jotka on standardoitu kielellä, mikä tarkoittaa, että kaikki ystävälliset tutkat voivat puhua koko laivaston ja välittää sen tiedot, jotka integroituvat taktisesti yhteen näyttöön ja ovat salattuja, mikä tarkoittaa, että tietojen lisäksi myös niitä kuljettava signaali on salattu.


Tämä kuukausi fysiikan historiassa

Monet tutkijat ja insinöörit osallistuivat tutkajärjestelmien kehittämiseen, joilla oli tärkeä rooli liittoutuneiden voitossa toisessa maailmansodassa. Tutka (lyhenne sanoista Radio Detection And Ranging) havaitsee etäiset kohteet, kuten lentokoneet tai alukset, lähettämällä radioaaltojen pulsseja ja mittaamalla heijastuneen signaalin. Yksi suurimmista tutkan pioneereista oli Sir Robert Watson-Watt, joka kehitti ensimmäisen käytännöllisen tutkajärjestelmän, joka auttoi puolustamaan brittejä toisessa maailmansodassa.

Tutkajärjestelmien perusperiaatteet vahvistettiin 1880 -luvulla, jolloin saksalainen fyysikko Heinrich Hertz tuotti ja lähetti radioaaltoja laboratorionsa läpi. Hän huomasi, että näkymättömät aallot olivat eräänlainen sähkömagneettinen säteily, ja huomasi, että jotkut materiaalit lähettävät radioaaltoja, kun taas toiset heijastavat niitä.

Radioaaltoja otettiin nopeasti käyttöön. Vuonna 1901 italialainen fyysikko Guglielmo Marconi lähetti ensimmäisen langattoman radioviestinnän Atlantin yli. Vuonna 1904 saksalainen insinööri Christian Huelsmeyer keksi raa'an järjestelmän, joka käytti radioaaltoja estämään veneiden ja junien törmäämisen sumuisina päivinä. Myös Yhdysvaltain laivaston tutkijat havaitsivat pystyvänsä havaitsemaan aluksia radioaaltojen kaikuja käyttäen, mutta heidän keksintönsä jätettiin suurelta osin huomiotta.

Jotkut varhaisten tutkatunnistusjärjestelmien parissa tehdyt työt jatkuivat 1920- ja 1930 -luvuilla Yhdysvalloissa ja muualla. Tekniikan arvo oli kuitenkin ilmeisin Isossa -Britanniassa, joka oli erityisen altis Saksan ilmahyökkäyksille.

Sir Robert Watson-Watt, höyrykoneiden edelläkävijän James Wattin jälkeläinen, syntyi Brechinissä, Skotlannissa, huhtikuussa 1892. Hän valmistui University College, Dundee, vuonna 1912 ja työskenteli apulaisena professori William Peddielle, joka rohkaisi häntä kiehtomaan. radioaaltojen kanssa.

Vuonna 1915 Watson-Watt toivoi pääsevänsä sotatoimistoon, mutta siellä ei ollut saatavilla sopivaa viestintätehtävää, joten hän liittyi ilmatieteen laitokseen. Hänet ryhdyttiin kehittämään järjestelmiä ukkosen havaitsemiseksi. Salama ionisoi ilmaa ja tuottaa radiosignaalin, jonka Watson-Watt voisi havaita ukkosmyrskyjen sijainnin kartoittamiseksi.

Mahdollisesti huhujen perusteella, että saksalaiset olivat tuottaneet "kuolonsäteen", vuonna 1934 ilmaministeriö pyysi Watson-Wattia tutkimaan tällaista mahdollisuutta. Ilmaministeriö oli jo tarjonnut 1000 puntaa kenelle tahansa, joka pystyi osoittamaan säteen, joka voisi tappaa lampaan 100 metrin päässä. Watson-Watt totesi, että tällainen laite oli erittäin epätodennäköinen, mutta kirjoitti muistion sanomalla, että hän oli kääntänyt huomionsa "radion havaitsemisen vaikeaseen, mutta vähemmän lupaavaan ongelmaan verrattuna radion tuhoamiseen". Watson-Watt ja hänen avustajansa tekivät laskelmia ja käyttivät joitain samoja tekniikoita, joita hän käytti ilmakehän työssä.

Helmikuussa 1935 Watson-Watt esitteli ilmaministeriön komitealle ensimmäisen käytännöllisen radiojärjestelmän ilma-alusten havaitsemiseksi. Ilmaministeriö teki vaikutuksen, ja huhtikuussa Watson-Watt sai patentin järjestelmään ja rahoitusta jatkokehitykseen. Pian Watson-Watt havaitsi pulssiradioaaltoja havaitakseen lentokoneita jopa 80 mailin päässä.

Vähän ennen toisen maailmansodan alkua britit rakensivat tutka-asemaverkoston Englannin rannikolle Watson-Wattsin suunnittelua käyttäen. Nämä asemat, jotka tunnetaan nimellä Chain Home, varoittivat onnistuneesti kuninkaallisia ilmavoimia lähestymästä vihollisen pommikoneita ja auttoivat puolustamaan Britanniaa Saksan Luftwaffelta Britannian taistelussa.

Chain Home -järjestelmä toimi melko hyvin, mutta se vaati valtavia antenneja ja käytti pitkiä aallonpituuksia, jotka rajoittivat kykyä tunnistaa vihollisen lentokoneet tarkasti. Päivän aikana hävittäjälentäjät näkivät vihollisen pommikoneita. Mutta pian saksalaiset aloittivat yöllä pommitusoperaatiot, joten auttaakseen hävittäjälentäjiä löytämään vihollisen lentokoneet yöllä, britit tarvitsivat lyhyemmän aallonpituuden tutkajärjestelmän, joka oli riittävän kompakti asennettavaksi lentokoneisiin.

Tämä tuli mahdolliseksi, kun brittiläiset insinöörit Harry Boot ja John Randall keksivät ontelon magnetronin vuoden 1940 alussa. Magnetroni tuotti noin 400 sata wattia tehoa noin 10 senttimetrin aallonpituuksilla, mikä riitti tuottamaan kaikuja monien kilometrien päässä olevista lentokoneista.

Britannialla ei ollut laajamittaista valmistuskapasiteettia magnetronin massatuotantoon, joten vuonna 1940 Henry Tizardin johtama tehtävä toi magnetronin salaa Yhdysvaltoihin ja suostutti USA: n auttamaan laitteen kehittämisessä ja valmistuksessa. MIT -säteilylaboratorio perustettiin ja siitä tuli nopeasti yksi suurimmista sota -ajan hankkeista, ja se työllisti noin 4000 henkilöä. Tutkijat ja työntekijät tekivät magnetronista massatuotantoversioita ja kehittivät noin 100 erilaista tutkajärjestelmää.

Saksa ja Japani keksivät myös omat tutkajärjestelmät, mutta ne olivat yleensä vähemmän tehokkaita, ja liittolaisten tutka -ylivoima luetaan joskus voittoon toisen maailmansodan aikana.

Sodan jälkeen tutkatekniikalle löydettiin monia rauhanomaisia ​​käyttötarkoituksia. Nykyään lennonjohto on tutkan varassa, jotta kaupalliset lentokoneet eivät törmää. Tutka on välttämätön sään seuraamiseksi. Ontelomagnetronia käytetään nyt ruoan valmistamiseen mikroaaltouunissa. Ja monet autoilijat ovat jääneet poliisin tutka-aseiden ylinopeuteen, mukaan lukien itse Sir Watson-Watt.

© 1995-2021, AMERIKKALAINEN FYSIKAALINEN YHTEISKUNTA
APS kannustaa tämän sanomalehden sisältämien materiaalien uudelleenjakoon edellyttäen, että lähde mainitaan ja materiaaleja ei katkaista tai muuteta.

Toimittaja: Alan Chodos
Apulaispäätoimittaja: Jennifer Ouellette
Henkilökunta: Ernie Tretkoff


Margaret Watson-Watt

Tutkan äiti ’, Margaret Robertson syntyi St Catherine ’s Roadilla, Perth. Hänen isänsä David oli piirtäjä ja hänen äitinsä työskenteli Campbell's Dyeworksissa. Hänen isänsä oli kumppani muutaman vuoden ajan yhdessä Alexander Robertsonin kanssa Perthin valimoliiketoiminnassa, Paul Street, Old High Streetin tuntumassa. Margaret opiskeli Perthin akatemiassa, jossa hän osoitti soveltuvuutta kieliin. Hän työskenteli lyhyen aikaa toimistossa Perthin valimossa. Vuonna 1904 hän lähti Perthistä Lontooseen, missä hänen isänsä oli ryhtynyt valmistelijaksi. Hänen isoisänsä D Robertson oli paperi- ja kirjakauppaliikkeen perustaja osoitteessa 95-97 High Street, Perth.

Pian naimisiinmenon jälkeen Margaret palasi Perthiin vierailulle – vuonna 1916 – yhdessä miehensä Robert Watsonin kanssa. Watson syntyi Brechinissä 13. huhtikuuta 1892, ja häntä pidetään yleisesti tutkan keksijänä. Ainakin hän oli merkittävä tekijä sen kehityksessä. Watson ei ollut ainoa, joka on ajatellut mahdollisuuksia tällä alalla, mutta hän keksi ensimmäisenä toimivan ratkaisun. Watson lisäsi nimeen Watt 1940 -luvulla, kun hän oli Greenockin James Wattin jälkeläinen, ensimmäisen käytännön höyrykoneen keksijä vuonna 1776.

Watson-Watt osallistui Dundeen yliopistoon, jossa hänet esiteltiin langattomalle telegrafialle, radiotaajuusoskillaattoreille ja aaltojen etenemiselle samalla kun hän avusti professori William Peddieä, Dundeen fysiikan tuolia. 18 -vuotiaana Robert voitti kemian palkinnon ja valmistui tekniikan kandidaatiksi vuonna 1912.

Margaret oli opettaja Dundeessa ja oli opiskellut University Collegessa. Hän osallistui iltakursseille, joissa hänen tuleva aviomiehensä oli luennoitsija. Hän kävi myös metallityön iltakursseilla ja oppi tekemään koruja. Watson-Watt ja Margaret Robertson menivät naimisiin 20. heinäkuuta 1916 Hammersmithissa, Lontoossa. Samana vuonna hän liittyi ilmatieteen laitokseen, joka oli kiinnostunut hänen ideoistaan ​​käyttää radiota ukkosen havaitsemiseen.

He aloittivat avioliiton asuessaan puumajassa Aldershotin ja Farnboroughin, Ilmatieteen laitoksen ilmatieteen laitoksen langattoman aseman välissä. Toinen kota käytettiin heidän yhteiseen tutkimustyöhönsä. Margaret käytti korujen valmistustaitojaan Robertsin laitteiden korjaamiseen, liitosten juottamiseen ja laitteen korjaamiseen. Tuolloin Watson-Watt kuvaili radiolaitteitaan vain vähän langanpituudeksi. Margaretin toinen tehtävä oli radiokokeiden tallennin ja tarkkailija. Kahden tai kolmen päivän välein hän pyöräili Aldershotiin ostaakseen tarvikkeita kotiin.

Suuren sodan aikana Margaretilla oli toinen hyödyllinen taito, hän kopioi Pariisin viestit Morse-koodiin ja välitti ne Ison-Britannian ylemmälle komennolle Aldershotissa. Hän kuunteli myös Berliinin ja Pariisin aikasignaaleja, sekuntikello toisessa kädessä ja puhelin toisessa, ja antoi juuri oikealla hetkellä sanan ‘Go ’ komennolle HQ. Sitten he kuulivat kolme ‘pips ’ sireenillä. Tämä oli BBC Time Signalin edeltäjä.

Vuonna 1923 Watson-Watt purjehti Intian valtamerelle ja Punaisellemerelle kolmeksi kuukaudeksi tutkimaan ilmakehää. Myöhemmin Margaret liittyi hänen kanssaan Aleksandriaan, ja he pystyttivät telttoja Kairon laitamille täynnä laitteita lisäkokeita varten. Aseistetut beduiinit veivät teltan pois laitteella.

Ilman laitteistoa he siirtyivät edelleen Niilin ylös Helouanin (Helwan) observatorioon. Sitten Sudanin hallitus kutsui heidät Khartoumiin ja tarjosi heille talon. Täällä he tekivät lisää kokeita ilmakehässä joidenkin parhaiden ukkosmyrskyjen kanssa, joita he olivat koskaan nähneet.

Isossa-Britanniassa Margaretista tuli jälleen kotiäiti, kunnes yhdeksän vuotta myöhemmin hänestä tuli jälleen Watson-Wattin avustaja tutkimustyössään. Tällä kertaa he lähtivät Tromssaan, Norjaan, 200 mailia napapiirin sisällä.

Watson-Watt liittyi ilmatieteen laitokseen, joka vuonna 1927 yhdistettiin kansalliseen fyysiseen laboratorioon (NPL) ja#8211 Watson-Wattin kanssa. Vuonna 1933 hänestä tuli Neddingin päällikkö Teddingtonissa. Vuoteen 1934 mennessä hän oli radiotutkimuksen johtaja Ditton Parkissa lähellä Sloughia. Ilmaministeriö otti yhteyttä häneen ja kysyi, voidaanko radioaaltoa käyttää kuolonsäteen tuottamiseen. Saksalaiset olivat väittäneet keksineensä laitteen, joka voisi tehdä tämän. Työskennellessään Arnold Wilkinsin kanssa tuolloin hän vakuutti ilmaministeriölle, että tämä oli tietysti mahdotonta, mutta se antoi hänelle mahdollisuuden esittää ajatus radion käyttämisestä ilma -alusten havaitsemiseksi. Pian Watson-Watt ja Wilkins osoittivat ilmaministeriön virkamiehelle ja fyysikolle AP Rowelle (tunnetaan myös nimellä Jimmy Rowe).

2. huhtikuuta 1935 Watson-Watt sai patentin tutkalle ja havaitsi kesäkuussa ilma-alukset jopa 15 mailin päässä. Vuoden loppuun mennessä tämä oli noussut jopa 60 kilometriin. Watson-Watt tuotti lopulta erittäin tehokkaan Chain Home -tutkajärjestelmän. Tämä osoittautui korvaamattomaksi tulevien ilmataistelujen aikana.

Aluksi Telecommunications Research Establishmentin (TRE) työ tehtiin Bawdseyssä lähellä Felixstowea. Tämä tuntui hieman vaaralliselta, koska se oli vain lyhyt saksalainen sähkövene Englannin kanaalin yli, jos sota puhkesi. Yksikön nimi muuttui vuonna 1936 Air Minister Experimental Stationiksi (AMES). Kun sota puhkesi, joukkue ryntäsi Dundeen yliopistoon, jossa rehtori oli vain hämärästi tietoinen aiemmasta keskustelusta Watson-Wattin kanssa heidän työskentelystään siellä.

Osa Dundeen tiimistä, joka työskenteli Airborne Interception Radar (AI) -työkalulla, lähetettiin RAF Perthin (Scone) lentokentälle työskentelemään. Tämä ei ollut täysin sopiva, ja myöhemmin vuoden aikana suurin osa tiimistä siirrettiin RAF St Athaniin Glamorganin Vale -alueella Walesissa. Tämäkin todettiin sopimattomaksi ja joukkue siirrettiin jälleen Worth Matraversiin Dorsetiin lähellä Swanagea. Toukokuuhun 1940 mennessä joukkueiden välinen etäisyys osoittautui toimimattomaksi ja AMES -tiimi jätti Dundeen uuteen paikkaan lähellä AI -tiimiä Worth Matraversissa.

Watson-Watt onnistui poistamaan byrokratian ja saamaan tutka-asemat naispuolisten ilmavoimien (WAAF) jäsenten palvelukseen, jotka suorittivat laskelmat ja välittivät vihollisen hyökkäystiedot puhelimitse Hävittäjäkomentoon. Ensimmäiset viisi rannikkotutka-asemaa olivat toiminnassa heinäkuuhun 1938 mennessä. Kun toinen maailmansota alkoi 1. syyskuuta 1939, siellä oli 19 toimivaa tutka-asemaa.

Watson-Watt haki patentteja vuosina 1935 ja 1936 järjestelmään, jolla tunnistettiin ystävä tai vihollinen (IFF). Ensimmäistä aktiivista IFF-transponderia käytettiin ensimmäisen kerran kokeellisesti vuonna 1939. Watson-Wattilla oli avustaja Edward Bowen, joka keksi ilmatutkajärjestelmän auttaakseen lentäjiä havaitsemaan vihollisen lentokoneet näkyvyyden ulkopuolella. Watson-Watt auttoi myös kehittämään tutkan käyttöä kuninkaallisen laivaston käyttöön saksalaisia ​​U-veneitä vastaan.

Vuonna 1942 Watson-Wattista tuli ritari Sir Robert Alexander Watson-Watt, KCB, FRS, FRAeS. Vuonna 1952 Britannian hallitus antoi Watson-Wattille 50000 puntaa tutkatyöstä. Margaret jätti avioerohakemuksen Robertia vastaan ​​ja he erosivat samana vuonna. Margaret palasi Perthiin ja osti Dunalistairin, Muirton Bankin, Perthin. Watson-Watt muutti Kanadaan, missä hän perusti insinööritoimiston. Kanadassa hän meni naimisiin toisen vaimonsa Jean Wilkinsonin kanssa. Whilst in Canada, he ironically received a speeding ticket from a policeman using, a radar gun. Robert wrote an ironic poem (‘Rough Justice’) afterwards:

Pity Sir Robert Watson-Watt,

strange target of this radar plot

And thus, with others I can mention,

the victim of his own invention.

His magical all-seeing eye

enabled cloud-bound planes to fly

but now by some ironic twist

it spots the speeding motorist

and bites, no doubt with legal wit,

the hand that once created it.

Jean Wilkinson died in 1964 and Watson-Watt returned to Scotland and in 1966 at the age of 74, he married for the third time, Dame Katherine Jane Trefusis Forbes who was 67 at the time.

Watson-Watt lived in the winter in London with Dame Katherine Forbes and in the summer at ‘The Observatory’, the home of Dame Katherine in Pitlochry. Dame Katherine was the first director of the Women’s Auxiliary Air Force (1939-1943). She died in 1971.

Watson-Watt died two years later – in 1973 – in Inverness, age 81, and is buried along with Forbes in the churchyard of the Episcopal Church in Pitlochry.

Margaret, Lady Watson-Watt, passed an Italian ‘A’ level course in 1972, only one of six to pass the exam and while in her 80s. She celebrated her 102nd birthday on 3 May 1988 with a sherry party and specially made cake at St Johnstoun Nursing Home, Perth. She passed away peacefully on Wednesday 7 September 1988 at St Johnstoun Nursing Home. A funeral service was held in St Stephen’s Parish Church, Muirton and she was interred thereafter in Dunning Cemetery.

Watson Watt once paid tribute to the value of Margaret Robertson Watson-Watt’s contribution:

The technique we worked out in those years has been extended over the whole field of radio research, and in that sense was the forerunner of the experiments that led to radio location‘.

The couple had no children.

Campbell’s Dyeworks was located in St Catherine’s Road. It was destroyed by fire 20 May 1919 and then amalgamated with Messrs J Pullar & Sons, Limited. John Pullar who established Pullars was apprenticed to Peter Campbell in 1814/16.

Perth Foundry was located in Paul Street. An iron steamship, the ‘Eagle’ was built by Perth Foundry in 1836.

Margaret and Robert Watson-Watt, Perthshire Advertiser 21 June 1941


Robert Watson-Watt – „inventor of radar”

Sir Robert Alexander Watson-Watt (April 13, 1892–December 5, 1973), is considered by many to be the „inventor of radar”. Radar development was first started elsewhere (see History of radar), but Watson-Watt worked on some of the first workable radar systems, turning the theory into one of the most important war-winning weapons.

Born in Brechin in Angus, Scotland, he was a descendant of James Watt, the famous engineer and inventor of the practical steam engine.

After attending Brechin High School , he was accepted to University College, Dundee (which was then part of the University of St Andrews but became the University of Dundee in 1967). He graduated with a BSc in engineering in 1912, and was offered an assistantship by Professor William Peddie. It was Peddie who encouraged him to study radio, or „wireless telegraphy” as it was then known.

In 1915 Watson-Watt wanted a job with the War Office, but nothing obvious was available in communications. Instead he joined the Meteorological Office, who were interested in his ideas on the use of radio for the detection of thunderstorms. Lightning gives off a radio signal as it ionizes the air, and he planned on detecting this signal in order to warn pilots of approaching thunderstorms.

His early experiments were successful in detecting the signal, and he quickly proved to be able to do so at long ranges. Two problems remained however. The first was locating the signal, and thus the direction to the storm. This was solved with the use of a directional antenna, which could be manually turned to maximize (or minimize) the signal, thus „pointing” to the storm. Once this was solved the equally difficult problem of actually seeing the fleeting signal became obvious, which he solved with the use of a cathode-ray oscilloscope with a long-lasting phosphor. Such a system represented a significant part of a complete radar system, and was in use as early as 1923. It would, however, need the addition of a pulsed transmitter and a method of measuring the time delay of the received radio echos, and that would in time come from work on ionosondes.

At first he worked at the Wireless Station of Air Ministry Meteorological Office in Aldershot, England. Then in 1924 when the War Department gave notice that they wished to re-occupy their Aldershot site, he moved to Ditton Park near Slough (to the west of London). The National Physical Laboratory (NPL) already had a research station there, and in 1927 they were amalgamated as the Radio Research Station, with Watson-Watt in charge. After a further re-organisation in 1933, Watson-Watt became Superintendent of the Radio Department of NPL in Teddington.

In 1933 the Air Ministry had recently set up a committee to advance the state of the art of air defence in the UK. In World War I the Germans had used Zeppelins as long-range bombers over London and other cities and defences had struggled to counter the threat.

The prospect of aerial bombardment of civilian areas was causing great anxiety with modern heavy bombers able to approach from altitudes that anti-aircraft guns were unable to reach. Worse, with the enemy airfields only 20 minutes away, the bombers would have dropped their bombs and be returning to base before the intercepting fighters could get to altitude. The only solution would be to have standing patrols of fighters in the air at all times, but with the limited cruising time of a fighter this would require a gigantic standing force. Jotain oli tehtävä.

It was at about this time that Nazi Germany claimed to have a „death-ray” which used radio waves, and claimed it was capable of destroying towns, cities and people. The committee’s chair, H.E. Wimperis, visited Watson-Watt at Teddington in 1934, asking about the possibility of building their own version of such a death-ray, specifically for use against aircraft. Watson-Watt quickly returned a calculation carried out by his assistant, Arnold Wilkins, showing that such a device was basically impossible to construct, and fears of a Nazi version soon vanished. However he also mentioned in the same analysis „Meanwhile attention is being turned to the still difficult, but less unpromising, problem of radio detection and numerical considerations on the method of detection by reflected radio waves will be submitted when required.”

Aircraft detection and location

Wilkin’s sketch of the Daventry Experiment

Memorial at site of first successful RADAR experiments. LAT 52.195982°, LON -1.050121° on 26-2-1935

Closeup of memorial plaque

On February 12, 1935, Watson-Watt sent a memo of the proposed system to the Air Ministry, entitled Detection and location of aircraft by radio methods. Although not as exciting as a death-ray, the concept clearly had amazing potential and Watson-Watt was promptly asked for a demonstration by the committee, chaired by Sir Henry Tizard. This was ready by February 26, and consisted of two receiving antennas located about ten kilometers away from one of the BBC’s shortwave broadcast antennas at Daventry. Signals travelling directly from the station were filtered out, and a Heyford bomber flown around the site (passive radar). Such was the secrecy that only three people witnessed the test, Watson-Watt, his assistant Arnold Wilkins, and a single member of the committee, A.P. Rowe. The demonstration was a success: on several occasions a clear signal was seen from the bomber. Most importantly, the prime minister, Stanley Baldwin, was kept quietly informed of radar’s progress.

Only two weeks later Wilkins left the Radio Research Station with a small party, including Edward George Bowen, to start further research at Orford Ness. On April 2, 1935, Watson-Watt was granted a patent for radar. By June they were detecting aircraft at 27 kilometres, which was enough to stop all work on competing sound-based detection systems. By the end of the year the range was up to 100 kilometres, at which point plans were made in December to set up five stations covering the approaches to London.

One of these stations was to be located on the coast near Orford Ness, and Bawdsey Research Station was set up there to become the main centre for all radar research. They soon conducted „full scale” tests of a system that would soon be known as Chain Home, attempting to intercept a bomber by radar direction. The tests were a massive failure, with the fighter only seeing the bomber after it had passed its target. The problem was not the radar, but the flow of information from the trackers to the fighters, which took many steps and was very slow. Watson-Watt immediately attacked this problem, and set up the system with several layers of reporting that were eventually sent to a single large room for mapping. Observers watching the maps would then tell the fighter groups what to do via direct communications.

By 1937 the first three stations were ready, and his new reporting system put to the test. The results were clearly successful and an immediate order for an additional 20 stations was sent out. By the start of World War II 19 were ready to play a key part in the Battle of Britain, and by the end of the war over 50 had been built. The Germans were aware of the construction of Chain Home but were not sure of their purpose. They tested their theories with a flight of LZ 130, the GRAF Zeppelin II, but concluded the stations were a new long-range naval communications system.

Even as early as 1936 it was realized that the Luftwaffe would turn to night bombing if the day campaign did not go well, and Watson-Watt had put another of the staff from the Radio Research Station, Edward Bowen, in charge of developing a radar that could be carried by a fighter. Night time visual detection of a bomber was good to about 300 metres, and the existing CH systems simply didn’t have the accuracy needed to get the fighters that close. Bowen decided that an airborne radar should not exceed 200 pounds (90 kg) in weight, 8 ft³ (230 L) in volume, and require no more than 500 watts of power. To reduce the drag of the antennas the operating wavelength could not be much greater than one metre, difficult for the day’s electronics. Nevertheless such a system, known as „AI” – Airborne Interception, was perfected by 1940, and were instrumental in eventually ending „The Blitz” of 1941. Bowen also fitted airborne radar to maritime patrol aircraft (known in this application as „ASV” – Air to Surface Vessel) and this eventually reduced the threat from submarines.

Contribution to World war II

In his English History 1914-1945, eminent English Historian A.J.P. Taylor paid the highest of praise to Watson Watt, Sir Henry Tizard and their associates who developed and put in place radar, crediting them with being fundamental to victory in World war II. There would have been no success in the Battle of Britain without radar and consequently Britain would not have survived.

In July 1938 Watson-Watt left Bawdsey Manor and took up the post of Director of Communications Development (DCD-RAE). In 1939 Sir George Lee took over the job of DCD, and Watson-Watt became Scientific Advisor on Telecommunications (SAT) to the Air Ministry, travelling to the USA in 1941 in order to advise them on the severe inadequacies of their air defense efforts illustrated by the Pearl Harbor attack.

His contributions to the war effort were so overwhelming that he was knighted in 1942. In 1952 he was awarded £50,000 by the British government for his contributions in the development of radar. He spent much of the post-war era in Canada, and later the USA, where he published Three Steps to Victory in 1958.

On one occasion, late in his life, Sir Watson-Watt reportedly was pulled over in America for speeding by a radar-gun toting policeman. His remark was, „Had I known what you were going to do with it I would never have invented it!”

After the war Watson-Watt was reportedly disappointed that he did not gain more recognition for his contribution to the allies’ victory. He established a practice as a consulting engineer, but in the 1950s moved to Canada, and later to the USA. He returned to Scotland in the 1960s.

In 1966, at the age of 72, he proposed to Kathryn Jane Trefusis Forbes. Trefusis-Forbes, who at that time was 67, had also played a significant role in the Battle of Britain as the founding Air Commander of the Women’s’ Auxiliary Air Force, which supplied the radar-room operatives.

From that time, they lived together in London in the winter, and at The Observatory – Trefusis-Forbes summer home, in Pitlochry, Perthshire, during the warmer months. The marriage was not considered a universal success – certainly by members of Kathryn Jane’s family. Nevertheless, the couple stayed together until they died – Dame Kathryn in 1971, Watson-Watt in 1973. Both are buried in the church yard at Pitlochry.

* Davis, Chris, „Sir Robert Alexander Watson-Watt, FRS (1892-1973)”
* Hollmann, Martin, „Radar Development In England”. Radar World.
* Lem, Elizabeth, „The Ditton Park Archive”. Ditton Park Archive, rl.ac.uk. January 2004.
* „Radar Personalities : Sir Robert Watson-Watt”. RadarPages.
* „The Royal Air Force Air Defence Radar Museum” at RRH Neatishead, Norfolk.
* „The Watson-Watt Society of Brechin”. aims to encourage the public to have a better understanding of the pioneering work of Sir Robert Watson-Watt. The Society intends to create a permanent memorial in Brechin- artists and craftsmen will be invited to submit designs and tender for the work. It is hoped that science and aviation enthusiasts will visit this ancient and interesting city to view the memorial, which will be raised by public subscription and is planned to be unveiled in 2009. It is also intended to produce an interactive digital exhibit for use in the Town House Museum, and to provided an annual science prize for Brechin High School senior pupils.

1. ^ Sir Robert Watson-Watt. Dick Barrett. Retrieved on 2008-02-26.
2. ^ Robert Watson-Watt. The Radar Pages. Retrieved on 2007-12-14


Early experiments [ edit | muokkaa lähdettä]

This article does not contain any citations or references. Please improve this article by adding a reference. For information about how to add references, see Template:Citation.

|date= >> In 1916 Watson-Watt wanted a job with the War Office, but nothing obvious was available in communications. Instead he joined the Meteorological Office, who were interested in his ideas on the use of radio for the detection of thunderstorms. Lightning gives off a radio signal as it ionizes the air, and he planned on detecting this signal in order to warn pilots of approaching thunderstorms.

His early experiments were successful in detecting the signal and he quickly proved to be able to do so at long ranges. Two problems remained however. The first was locating the signal and thus the direction to the storm. This was solved with the use of a directional antenna, which could be manually turned to maximize (or minimize) the signal, thus "pointing" to the storm. Once this was solved the equally difficult problem of actually seeing the fleeting signal became obvious, which he solved with the use of a cathode-ray oscilloscope with a long-lasting phosphor. [ viite Tarvitaan ] Such a system represented a significant part of a complete radar system, and was in use as early as 1923. It would, however, need the addition of a pulsed transmitter and a method of measuring the time delay of the received radio echoes, and that would in time come from work on ionosondes.

At first he worked at the Wireless Station of Air Ministry Meteorological Office in Aldershot, England. In 1924 when the War Department gave notice that they wished to re-occupy their Aldershot site, he moved to Ditton Park near Slough in Berkshire. The National Physical Laboratory (NPL) already had a research station there and in 1927 they were amalgamated as the Radio Research Station, with Watson-Watt in charge. After a further re-organisation in 1933, Watson-Watt became Superintendent of the Radio Department of NPL in Teddington.


Robert Watson-Watt rides the waves

The British physicist who became known as the ‘inventor of radar’.

In April 1935, British physicist Robert Watson-Watt was granted a patent for his design of a radio system for detecting aircraft in flight. The system was described as Radio Detection And Ranging, and because of it, Watson-Watt became known as the inventor of RADAR.

Of course, the title “inventor of radar” is more of an honorific than a factual description.

Indeed, J. A. Ratcliffe’s biographical memoir of Watson-Watt, written for Britain’s Royal Society after his death on 5 December 1973, says that, “When the time came to apportion credit he was meticulous in recording the contributions of the men around him, and in acknowledging his own debt to his scientific predecessors”.

Writing in the 15 September 1945 edition of the journal Nature, in an article headlined “Radar in war and peace”, Watson-Watt acknowledges people whose discoveries were incorporated into his radar system, such as his colleague, British physicist Edward Appleton, who went on to win the 1947 Nobel Prize in Physics, for his studies that proved the existence of the layer in the upper atmosphere called the ionosphere.

Beginning in 1923, the pair published a series of influential articles for the Royal Society titled “On the nature of atmospherics”.

A 2006 article in APS News, published by the American Physical Society, says the “basic principles needed for radar systems were established in the 1880s”, by German physicist Heinrich Hertz, who produced and transmitted a form of electromagnetic radiation across his laboratory and “noticed that some materials transmit radio waves while others reflect them”.

APS News also makes note of German engineer Christian Huelsmeyer, who “invented a crude system that used radio waves to prevent boats and trains from colliding on foggy days”.

Watson-Watt was born in Brechin, Angus, Scotland, on 13 April 1892, a fact that accords him a place in the Scottish Science Hall of Fame, which says that although “he did not invent the idea of radio detection, he was the first to prove it could work on a large scale”.

After graduating with a bachelor of science degree in engineering, and taking a class medal in natural philosophy (physics), from University College in Dundee, which was part of St Andrew’s University, he continued on as an assistant professor and took up studies in “wireless telegraphy”, better known today as radio.

In 1915 Watson-Watt went to work as a meteorologist at the Meteorological Office, where he was able to try out his ideas on using radio to detect thunderstorms.

As an article published by the US-based Worldwide Independent Inventors Association explains, “lightning gives off a radio signal as it ionises the air”, and, by using a directional antenna that could be manually turned, and a cathode-ray oscilloscope, Watson-Watt was able to detect this signal and warn pilots of oncoming storms.

Following his success with weather tracking, in 1924 Watson-Watt went to work at the new Radio Research Centre at Ditton Park, near London, in charge of the radio department.

In 1933, in response to German claims that it had built a death ray that used radio waves capable of destroying targets in Britain, Watson-Watt was asked if he could develop a similar weapon that could destroy German aircraft before they attacked.

No, was his answer. He believed, however, that he could develop a machine able to detect an aircraft in flight before it was visible.

The APS describes how, in February 1935, Watson-Watt “demonstrated to an Air Ministry committee the first practical radio system for detecting aircraft”, in what became known as “the Daventry experiment”, and that he was was soon using pulsed radio waves to detect airplanes up to 130 kilometres away.

With war on the horizon, Britain began building “Chain Home”, a network of radar stations along the coast of England, using Watson-Watts’ designs, which “successfully alerted the Royal Air Force to approaching enemy bombers, and helped defend Britain against the German Luftwaffe in the Battle of Britain”.

By 1945, 50 of these towers had been built.

An article in the Engineering and Technology Wiki explains that, “like all pulsed radars, Chain Home sent a burst of radio energy at a target, then measured the time it took for the energy to reflect back to its receiver”.

“What made Chain Home unusual was how it measured the bearing of (or direction to) the target … [it] relied on antennas that illuminated a huge area, like a floodlight. These antennas did not move or scan at all. Rather, Chain Home radar operators chose a target (“blip”) on their screen and turned the knob of a special coil-like instrument to null out or minimise the blip. Then they could read the direction to this target from a scale around the knob. This device (called a radio goniometer) electronically steered the nulls from a pair of simple fixed receiving antennas.”

It was based on the idea Watson-Watt had come up with while tracking radio static generated by thunderstorms years before the war.

After the war, it was pointed out that Chain Home typically operated at frequencies of 22–50 megahertz, which were much lower than radars developed in other countries, which led Watson-Watt to come up with what has come to be called “the cult of the imperfect: “Always strive to give the military the third best to go on with the second-best comes too late, [and] the best never comes.”

Years later, Watson-Watt had moved to Canada for business and, at age 64, while driving in his car, received a speeding ticket from a policeman using a radar device. The experience prompted him to write this poem, titled “A Rough Justice”:

Pity Sir Watson-Watt,
strange target of this radar plot

And thus, with others I can mention,
the victim of his own invention.

His magical all-seeing eye
enabled cloud-bound planes to fly

but now by some ironic twist
it spots the speeding motorist

and bites, no doubt with legal wit,
the hand that once created it.

Oh Frankenstein who lost control
of monsters man created whole,

with fondest sympathy regard
one more hoist with his petard.

As for you courageous boffins
who may be nailing up your coffins,

particularly those whose mission
deals in the realm of nuclear fission,

pause and contemplate fate’s counterplot
and learn with us what’s Watson-Watt.

More history

Jeff Glorfeld

Jeff Glorfeld on entinen The Age -lehden päätoimittaja Australiassa ja nyt freelance -toimittaja Kaliforniassa Yhdysvalloissa.

Lue tieteellisiä faktoja, älä fiktiota.

Koskaan ei ole ollut tärkeämpää aikaa selittää tosiasiat, vaalia näyttöön perustuvaa tietoa ja esitellä uusimpia tieteellisiä, teknologisia ja teknisiä läpimurtoja. Cosmosin on julkaissut The Royal Institution of Australia, hyväntekeväisyysjärjestö, jonka tarkoituksena on yhdistää ihmiset tieteen maailmaan. Taloudelliset panokset, olivatpa ne suuria tai pieniä, auttavat meitä tarjoamaan pääsyn luotettuun tieteelliseen tietoon silloin, kun maailma sitä eniten tarvitsee. Tue meitä lahjoittamalla tai ostamalla tilaus jo tänään.

Tee lahjoitus

Lähteet

Sir Robert Alexander Watson-Watt, ca. 1944 In his English History 1914-1945, historian A. J. P. Taylor paid the highest of praise to Watson-Watt, Sir Henry Tizard and their associates who developed and put in place radar, crediting them with being fundamental to victory in World War II.

In July 1938 Watson-Watt left Bawdsey Manor and took up the post of Director of Communications Development (DCD-RAE). In 1939 Sir George Lee took over the job of DCD, and Watson-Watt became Scientific Advisor on Telecommunications (SAT) to the Air Ministry, travelling to the USA in 1941 in order to advise them on the severe inadequacies of their air defence efforts illustrated by the Pearl Harbor attack. His contributions to the war effort were so significant that he was knighted in 1942.

Ten years after his knighthood, Watson-Watt was awarded £50,000 by the British government for his contributions in the development of radar. He established a practice as a consulting engineer. In the 1950s moved to Canada. Later he lived in the USA, where he published Three Steps to Victory in 1958. Around 1958 he appeared as a mystery challenger on the American television programme To Tell The Truth.

On one occasion, late in life, Watson-Watt reportedly was pulled over in Canada for speeding by a radar-gun toting policeman. His remark was, "Had I known what you were going to do with it I would never have invented it!" He wrote an ironic poem ("Rough Justice") afterwards: Pity Sir Robert Watson-Watt,

strange target of this radar plot

And thus, with others I can mention,

the victim of his own invention.

His magical all-seeing eye

enabled cloud-bound planes to fly

but now by some ironic twist

it spots the speeding motorist

and bites, no doubt with legal wit,

the hand that once created it.


Robert Alexander Watson-Watt and the Radar Technology

On February 26 , 1935 , British engineer and Fellow of the Royal Society Robert Alexander Watson-Watt started with first experiments on detecting and locating aircrafts with radio technique, later called ‘ RADAR ‘. Radar was initially nameless and researched elsewhere but it was greatly expanded on 1 September 1936 when Watson-Watt became Superintendent of Bawdsey Research Station located in Bawdsey Manor , near Felixstowe, Suffolk. Work there resulted in the design and installation of aircraft detection and tracking stations called Chain Home along the east and south coasts of England in time for the outbreak of the Second World War in 1939.

The History of Radar

The history of radar starts with experiments by Heinrich Hertz in the late 19th century that showed that radio waves were reflected by metallic objects.[1] This possibility was suggested in James Clerk Maxwell ‘s seminal work on electromagnetism.[2] However, it was not until the early 20th century that systems were able to use these principles were becoming widely available, and it was German inventor Christian Hülsmeyer who first used them to build a simple ship detection device intended to help avoid collisions in fog (Reichspatent Nr. 165546). Numerous similar systems, which provided directional information to objects over short ranges, were developed over the next two decades.

The Principle of Radar

The principle of radar is simple. You only have to be able to produce a short electromagnetic pulse and have to wait until it gets reflected by a solid object. Thus, the development of systems able to produce short pulses of radio energy was the key advance that allowed modern radar systems to come into existence. By timing the pulses on an oscilloscope the range could be determined, and the direction of the antenna revealed the angular location of the targets. The two, combined, produced a “fix”, locating the target relative to the antenna. The term RADAR was coined in 1939 by the United States Signal Corps as it worked on these systems for the Navy.

The first workable radar unit constructed by Robert Watson-Watt and his team

Robert Watson-Watt and the “Death Ray”

Robert Watson-Watt graduated with a BSc in engineering in 1912, and continued his studies as an assistant to William Peddie, the holder of the Chair of Physics at University College, Dundee, who encouraged Watson-Watt to study radio, or “wireless telegraphy” as it was then known. During the Great War, Watson-Watt experimented with the detection of thunderstorms and lightnings in order to warn pilots of approaching thunderstorms. When in the 1930s there was the rumor that Nazi Germany should be able to produce a “death ray” using radio waves that were capable of destroying towns, cities and people, the Air Ministry asked Watson-Watt about the possibility of building their version of a death-ray, specifically to be used against aircraft. Watson-Watt quickly returned a calculation carried out by his colleague, Arnold Wilkins, showing that the device was impossible to construct, and fears of a Nazi version soon vanished. However, he also mentioned in the same report a suggestion that was originally made to him by Wilkins that radio waves may be capable of detecting aircraft.

The Birth of Radar

On 12 February 1935, Watson-Watt sent a secret memo of the proposed system to the Air Ministry, Detection and location of aircraft by radio methods. Although not as exciting as a death-ray, the concept clearly had potential but the Air Ministry, before giving funding, asked for a demonstration proving that radio waves could be reflected by an aircraft. The proof could be given at 26 February. The prototype system consisted of two receiving antennas located about 10 km away from one of the BBC’s shortwave broadcast stations at Daventry . The two antennas were phased such that signals travelling directly from the station cancelled themselves out, but signals arriving from other angles were admitted, thereby deflecting the trace on a CRT indicator. Despite a high level of secrecy – only three people had knowledge about the demonstration – is was a full success. On several occasions a clear signal was seen from a bomber being flown around the site. Most importantly, the prime minister, Stanley Baldwin , was kept quietly informed of radar’s progress. Finally, on 2 April 1935, Watson-Watt received a patent on a radio device for detecting and locating an aircraft.

Had I known what you were going to do with it …

With the development of radar, Robert Watson-Watt provided a fundamental contribution to the allied victory in the Second World War. He was knighted in 1942. In the 1950s, he moved to Canada as a consulting engineer. As an irony in history it is reported that Watson-Watt was pulled over for speeding in Canada by a radar gun-toting policeman. His remark was, “Had I known what you were going to do with it I would never have invented it!” Watson-Watt’s other contributions include a cathode-ray-tube direction finder used to study atmospheric phenomena, research in electromagnetic radiation, and other inventions used for flight safety.

Robert Alexander Watson-Watt died in 1973, aged 81, in Inverness, Scotland.

At yovisto academic video search you can learn more about the History of Radar in the 1950s ATT documentary ‘Echoes in War and Peace’.


Katso video: Watch Castles in the Sky Watch Movies Online Free