ในทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 20 ยุโรปและสหรัฐอเมริกาเริ่มสังเกตเห็นว่าเครื่องบินที่บินอยู่บนท้องฟ้าทำให้เกิดการรบกวนในการสื่อสารทางวิทยุ เนื่องจากสัญญาณวิทยุสะท้อนบางส่วนจากอุปกรณ์ในอากาศ ในไม่ช้า ปรากฏการณ์นี้ก็เริ่มถูกใช้โดยเจตนาเพื่อตรวจจับวัตถุที่อยู่ห่างไกลต่างๆ เป็นผลให้มีการสร้างสถานีเรดาร์
หลักการทำงานของเรดาร์
สถานีเรดาร์ (เรดาร์) มีชื่อย่อที่แตกต่างกัน - เรดาร์ นี่คือคำย่อของวลี "การตรวจจับและกำหนดคลื่นวิทยุ" ซึ่งแปลว่า "การตรวจจับและกำหนดคลื่นวิทยุ" สถานีดังกล่าวดำเนินการตามหลักการดังต่อไปนี้
ประการแรก พัลส์วิทยุจะถูกส่งจากเครื่องส่งสัญญาณเรดาร์ที่มีความถี่สูงมาก หลังจากนั้นเสาอากาศรับสัญญาณจะรับเสียงสะท้อนใดๆ ของสัญญาณวิทยุที่ไปถึงสถานที่ฉายรังสี
ทิศทางที่สัญญาณมาหลังจากการสะท้อนจากพื้นผิวทึบเรียกว่าแอซิมัทเป้าหมาย ระยะทางที่ไปถึงสามารถคำนวณได้ตามเวลาที่ใช้สำหรับสัญญาณเดินทางไปยังเป้าหมายและย้อนกลับ
สิ่งประดิษฐ์และการทดลองครั้งแรก
อุปกรณ์ของหลักการทำงานนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 2447 โดยวิศวกรจากเยอรมนี Christian Hülsmeier มันถูกเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์ อย่างไรก็ตาม บนดินเยอรมัน อุปกรณ์นี้ไม่ได้ใช้ที่ใดก็ได้
ในปี 1922 วิศวกรของกองทัพเรือสหรัฐฯ เริ่มทดลองส่งสัญญาณวิทยุข้ามแม่น้ำโปโตแมค จากการทดลองดังกล่าว เรือต่างๆ ตกลงไปในช่องตรวจจับ ซึ่งในระหว่างทางขวางเส้นทางของคลื่นวิทยุที่ปล่อยออกมา
Robert Watson-Watt นักฟิสิกส์จากสกอตแลนด์ กำลังค้นคว้าว่าคลื่นวิทยุสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจจับเครื่องบินในอากาศได้อย่างไร เขาจดสิทธิบัตรเรดาร์ของเขาในปี 1935 ชาวอังกฤษตระหนักว่าสงครามโลกครั้งที่สองจะเริ่มต้นในไม่ช้า ในต้นฤดูใบไม้ร่วงปี 1938 ได้สร้างสถานีเรดาร์จำนวนหนึ่งตามแนวชายฝั่งที่มีความสำคัญทางยุทธศาสตร์ของอังกฤษ
นอกจากนี้ เรดาร์เริ่มถูกนำมาใช้เพื่อการกำหนดเป้าหมายที่แม่นยำของปืนต่อต้านอากาศยานและปืนของกองทัพเรือ
แมกนีตรอนและไคลสตรอน
เรดาร์มีความถี่การแผ่รังสีสูงมาก ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พิเศษ เครื่องส่งสัญญาณเครื่องแรกได้รับการติดตั้งแมกนีตรอน - อุปกรณ์สูญญากาศ นักฟิสิกส์ Albert Hull (USA) มีส่วนร่วมในการก่อสร้าง ภายในปี พ.ศ. 2464 อุปกรณ์ถูกสร้างขึ้น
แต่ 14 ปีต่อมา วิศวกร Hans Holman ได้คิดค้นแมกนีตรอนแบบหลายช่อง อุปกรณ์ที่คล้ายกันถูกประกอบขึ้นในสหภาพโซเวียตในปี พ.ศ. 2479-2480 (นำโดย M. Bonch-Bruevich) และในสหราชอาณาจักรในปี 1939 - นักฟิสิกส์ Henry Booth และ John Randall
9 ซม. - นี่คือความยาวของคลื่นวิทยุที่อุปกรณ์ใหม่สร้างขึ้น ด้วยเหตุนี้เรดาร์จึงสามารถตรวจจับกล้องปริทรรศน์ของเรือดำน้ำได้จากระยะทาง 11 กม.
ในปีพ.ศ. 2481 รัสเซลล์และซิเกิร์ด วาเรียน พี่น้องสองคนจากสหรัฐอเมริกา ได้คิดค้นอุปกรณ์อื่นสำหรับขยายสัญญาณวิทยุ นั่นคือ klystron
การใช้เรดาร์เพื่อความสงบสุข
การต่อสู้ในสงครามสิ้นสุดลง เรดาร์ยังคงใช้งานอยู่ แต่ไม่ใช่เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหาร แต่เพื่อจุดประสงค์อย่างสันติ ในปี 1946 ผู้เชี่ยวชาญในสาขาดาราศาสตร์ได้รับสัญญาณวิทยุที่สะท้อนจากพื้นผิวดวงจันทร์ และในปี 1958 - จากพื้นผิวของดาวศุกร์ นักดาราศาสตร์จากสหภาพโซเวียตประสบความสำเร็จในการศึกษา (โดยใช้เรดาร์) ดาวเคราะห์ดวงอื่น ได้แก่ ดาวพุธ (ในปี 2505) ดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี (ในปี 2506)
หน่วยงานอวกาศของ NASA ได้ใช้ยานอวกาศในวงโคจรเพื่อทำแผนที่พื้นมหาสมุทรของโลก นอกจากนี้ เรดาร์ยังมีประโยชน์อย่างมากในการบริการอุตุนิยมวิทยาในการพยากรณ์สภาพอากาศ