AMES typ 84

AMES typ 84
Ursprungsland Storbritannien
Tillverkare Marconi
Introducerad 1962 ( 1962 )
Nej byggd 5
Typ Tidig varning
Frekvens 1,2 GHz (23 cm, L-band )
PRF 250 sidor
Strålbredd 2°
Pulsbredd 10 µs
RPM 4 rpm
Räckvidd 250 nmi (460 km)
Diameter 60 x 25 fot (18,3 x 7,6 m)
Azimut 360°
Kraft 2,5 MW
Andra namn

Mikrovågsugn tidig varning MEW Blue Label
Relaterad AMES Typ 85 , RX12874

AMES Type 84 , även känd som Microwave Early Warning eller MEW , var en 23 cm våglängds tidig varningsradar som användes av Royal Air Force (RAF) som en del av Linesman/Mediator- radarnätverket. Att arbeta i L-bandet gav den förbättrade prestanda i regn och hagel, där den primära AMES Type 85- radarns prestanda sjönk. Den fungerade bredvid Type 85 och RX12874 i Linesman, och flyttade till UKADGE -systemet på 1980-talet innan den byttes ut under UKADGE-uppgraderingar i början av 1990-talet.

Typ 84 hade en decennielång utvecklingsperiod som såg att systemet upprepade gånger omdesignades. Det skapades först 1951 under ROTOR- programmet som ett megawattdrivet S-bandsystem som skulle ersätta WWII-era Chain Home- radarerna för tidig varning . Men ett experimentellt system utvecklat vid Royal Radar Establishment (RRE) erbjöd liknande prestanda och skulle vara tillgängligt långt före MEW:s måldatum 1957. I drift som AMES Type 80 1953 eliminerades det omedelbara behovet av MEW. MEW tilldelades sedan en lägre prioritet och överlämnades till Marconi för vidareutveckling.

Ett nytt koncept dök upp som en L-bands motsvarighet till Type 80, och lade till ett avancerat MTI-system ( Moving Target Indication) . I denna form beställdes systemet i produktion som Type 84 i juli 1957. Samma månad växte oron för den nya carcinotron- störsändaren. MEW placerades om som en anti-jamming radar med en kraftfull 10 MW klystron , men detta system fungerade inte. En 5 MW bredbandsmagnetron ersatte klystronen, men detta krävde också ett nytt MTI och antennsystem . När dessa var klara var magnetronen inte det, och den bestämde sig till slut på en 2,5 MW-version, vilket äventyrade dess förmåga som anti-jamming-system.

Under utvecklingen var MEW den primära radarn för Stage 2 ROTOR-planerna och var avsedd att lämna ut mål till Blue Envoy långdistansmissilen. Men RRE trumfade återigen Type 84 med sin nya Blue Yeoman- design, som var mycket kraftfullare och erbjöd frekvenssmiitet . Implementeringen av Type 84 fortsatte ändå, till stor del för att den var komplett och erbjöd ett antal gratisfunktioner. Den första operativa typen 84 överlämnades till RAF vid RAF Bawdsey i oktober 1962. Ytterligare tre enheter kom online under 1960-talet, och den femte från den ursprungliga ordern skickades istället till Cypern och placerades på berget Olympen . Den sista enheten lades ner 1994.

Historia

Ursprung i ROTOR

I början av 1950-talet ledde hotet om kärnvapenangrepp från Sovjetunionen till att Storbritannien designade ett omfattande radarnätverk känt som ROTOR . ROTOR föreställde sig initialt två etapper, den första med uppgraderade från andra världskriget som Chain Home , och sedan, från 1957, skulle dessa ersättas av en dramatiskt kraftfullare radar känd som Microwave Early Warning set, eller MEW. Målet för MEW var att upptäcka ett bombplan på 200 nautiska mil (370 km; 230 mi).

1951 började Telecommunications Research Establishment (TRE) experimentera med nya lågbruskristalldetektorer som förbättrade mottagningen med 10 dB och nya kavitetsmagnetroner med en effekt på ungefär 1 MW. Genom att kombinera dessa på ett surrande antennsystem från krigstidens AMES Type 14, producerades en testenhet känd som "Green Garlic". Även om det var något kortare räckvidd än MEW, var allt som krävdes för att slutföra utvecklingen en ny antenn och dess fysiska monteringssystem. Den uppfyllde de flesta av MEW-kraven men skulle vara tillgänglig år tidigare.

Nytt koncept

När dessa AMES Type 80-tal togs i bruk fanns det en viss debatt vad man skulle göra med MEW. Under denna period hade TRE också experimenterat med rörliga målindikeringssystem (MTI) på en AMES Type 11-radar. Dessa system tog bort icke-rörliga returer från radardisplayen , vilket är extremt användbart för att eliminera reflektioner från lokal terräng som annars lämnar stora områden på displayen där flygplan inte kan ses. Detta ledde till idén att MEW skulle vara en L-bands motsvarighet till Type 80 med ett bra MTI-system. MEW-utvecklingen delades av till Marconi Wireless .

En ytterligare önskan var att systemet även skulle tillhandahålla höjdsökning , vilket skulle eliminera de separata radar som skulle behövas för den rollen. Redan 1954 hade Marconi visat att höjdsökningsfunktionen i L-bandet var opraktisk. En ny specifikation dök upp som återförde MEW till en MTI-utrustad Type 80, med samma antennsystem.

MTI utveckling

MTI åstadkoms genom att jämföra en inkommande signal från den aktuella radarpulsen med den senast sända, och leta efter förändringar i frekvensen på grund av Doppler- förskjutningen . Detta kräver att den sista pulsen lagras så att den kan jämföras med den nuvarande, vilket är svårt att göra vid mikrovågsfrekvenser. Den enklaste lösningen är att använda en mycket lägre mellanfrekvens (IF) som bas för pulsen och sedan elektroniskt multiplicera dess frekvens innan den skickas, och dela den igen vid mottagning för lagring. Detta kräver att IF är extremt stabil, vilket gör det svårt att åstadkomma med en magnetron eftersom dessa enheter matar ut en något annorlunda signal, i både frekvens och fas, med varje puls. För att få detta att fungera var MEW tvungen att använda en klystron , och baserat på målet att överträffa Type 80, krävde de nya MEW-planerna en 10 MW klystron.

Utvecklingen ägde rum vid Marconis radarcenter på Bushy Hill , nordost om London. MTI-systemet utvecklades väl och levererade ett system som inte bara eliminerade alla icke-rörliga föremål, utan också hade en funktion som kunde styras för att kompensera för rörelser på grund av vind, vilket var särskilt användbart för att eliminera bilder av kraftigt regn eller användning av agnar . Systemet gjorde det möjligt för operatören att välja tre rektangulära områden på skärmen och ställa in en vindhastighet och riktning för var och en.

Tyvärr gick utvecklingen av högeffekt klystron inte så bra framåt. År 1957 hade det bästa exemplet som fanns visat 10 MW när det skickades in i en dummy belastning, men när det var kopplat till en Type 80-antenn sjönk detta till maximalt endast 7 MW, och det var bara vid enstaka tillfällen. Problemet berodde på betydande förluster i vågledaren . Omfattande ansträngningar gjordes för att förbättra både klystronen och vågledaren, men 1958 togs beslutet att överge klystronen.

I stället för klystronen föreslog Marconi att man skulle använda en befintlig magnetron som hade visat sig vara i drift på deras testrigg vid Bushy Hill i användning sedan 1956. Detta system hade använts under luftövningar i 1956 års Operation Stronghold, där det visade sin förmåga att spåra i regn, men hade problem med visningen av " änglar ". Magnetronen producerade bara 2 MW, betydligt mindre än önskat, men det verkade finnas en viss utvecklingspotential. För att få MTI att fungera med en magnetron, som inte använder en mellanfrekvens och inte är stabil, användes en framväxande teknik som kallas COHO . Detta tappar av en liten mängd signal från magnetronen när den skickar pulsen och använder den som referens istället för en extern IF.

I juli 1957 lade flygstaben en beställning på fyra MEWs, som då fick det officiella Type 84-namnet. Tre av dessa skulle användas inom ett reducerat nätverk av typ 80, och en annan skulle användas vid RAF Akrotiri på Cypern .

Carcinotron

Huvudartikel: carcinotron
Den här bilden visar effekten av fyra carcinotron-bärande flygplan på en radar av typ 80-typ. Flygplanen är placerade på ungefär 4 och 5:30 platserna. Displayen fylls med brus varje gång antennens huvudlob eller sidolober passerar störsändaren, vilket gör flygplanet osynligt.

introducerade ingenjörer vid det franska företaget CSF (nu en del av Thales Group ) carcinotronen , ett mikrovågsproducerande vakuumrör som snabbt kunde ställas in över ett brett spektrum av frekvenser genom att ändra inspänningen . Genom att kontinuerligt svepa genom frekvenserna av kända radar , skulle den övermanna radarns egna reflektioner och förblinda dem. Dess extremt breda bandbredd innebar att en enda karcinotron kunde användas för att skicka störningssignaler mot vilken radar som helst som den sannolikt skulle möta, och den snabba inställningen innebar att den kunde göra det mot flera radarer samtidigt, eller snabbt svepa igenom alla potentiella frekvenser för att producera störtflod .

Carcinotronen avslöjades offentligt i november 1953. Admiralty Signals and Radar Establishment köpte en och monterade den på en Handley Page Hastings vid namn Catherine , och testade den mot den senaste Type 80 sent samma år. Som de befarade gjorde det radarskärmen helt oläslig, fylld med brus som gömde några riktiga mål. Användbar störning åstadkoms även när flygplanet befann sig under radarhorisonten , i vilket fall andra flygplan måste vara 20 miles (32 km) åt sidorna innan de var synliga utanför störningssignalen. Störsändaren var så effektiv att den verkade göra långdistansradar oanvändbar.

Denna utveckling gjordes inte känd för flygstaben förrän i juli 1957, och den kastade omedelbart hela deras "1958-plan" i upplösning. De arrangerade sina egna tester och fann att RRE:s tidigare tester mot Type 80 och AMES Type 82 var exakt lika dåliga som RRE angav. L-bandet Type 84 var ännu lättare att fastna än S-bandet Type 80, som i sig ansågs värdelöst inför detta hot. I brist på någon lösning genomfördes inget vidare arbete med planen, utan några möten i planeringsnämnden alls mellan december 1957 och december 1958.

Planera framåt

RRE hade undersökt problemen på grund av jamming som började 1955 och presenterade sitt första koncept nästa år. Detta krävde en radar med extremt hög effekt som skickades ut från en enorm parabolantenn . Tanken var att fokusera så mycket energi som möjligt på målet så att radarsignalen helt enkelt skulle överväldiga alla praktiska störsändare, samtidigt som sidoloberna minskade så mycket som möjligt för att eliminera falska signaler från störsändaren som når mottagaren.

Känt som Blue Riband, krävde systemet fyra antenner arrangerade i en kvadrat som körde på en skivspelare byggd ovanpå en modifierad järnvägsbädd. Detta system skulle ha gjort det till de mest kraftfulla radar som någonsin byggts, och ett övertygande svar på carcinotronproblemet. Dessutom gav den massiva uteffekten den en formidabel räckvidd, vilket innebär att ett minskat nätverk av stationer kunde ge samma täckning som de dussintals Typ 80:or i drift, vilket skulle minska behovet av personal. 1958 uppstod ett nytt nätverk med fem Blue Riband-stationer med ytterligare några Type 80:or och Type 84:or som hölls på flankerna för ytterligare täckning.

Denna nya plan sprang direkt in i 1957 års försvarsvitbok . Detta dokument noterade att uppkomsten av den styrda missilen skulle ha två betydande effekter på de strategiska utsikterna. En var att attacker från fientliga bombplan kunde avvärjas med mark-till-luft-missiler, som redan hade öronmärkts som framtidens primära luftvärnsvapen i form av Blue Envoy . Den andra var att uppkomsten av den ballistiska medeldistansmissilen skulle ersätta dessa bombplan i den strategiska rollen så tidigt som 1965, då alla luftförsvar, inklusive Blue Envoy, var värdelösa.

När man undersökte dessa farhågor, returnerade flygministeriet ett ytterligare reducerat system känt som Plan Ahead. Detta använde endast tre primära radarer baserade på kraftigt reducerade versioner av Blue Riband som kallas Blue Yeoman, och ett mycket mindre flankerande nätverk. Data från alla dessa radarer skulle skickas till ett centraliserat kontrollcenter där en enda vy av luftrummet skulle konstrueras. I detta system var syftet med Type 84 något uttunnat, med dess främsta fördel att MTI-systemet skulle göra det möjligt för den att undersöka områden nära radarn, där Type 85 skulle förblindas av lokala returer. Detta skulle ha fördelen att det skulle kunna spåra interceptors som lyfter från närliggande flygfält.

Användningen av missiler i den strategiska rollen, och hur snabbt de skulle komma fram, skapade en rasande debatt genom Air Ministry och Whitehall. Saker kom till slut på sin spets 1959, när premiärminister Harold Macmillan gav ett antingen-eller-val; om flygministeriet förblev orubbligt med att distribuera Plan Ahead, kunde de bara till priset av att avsluta alla andra luftförsvarsprojekt. Blue Envoy, Operational Requirement F.155 interceptor, Blue Joker- radar och många andra projekt avbröts.

Ytterligare ändringar

Under andra halvan av 1958 undersöktes Type 84:s roll i det nya nätverket, vilket ledde till ytterligare en rad betydande förändringar.

Grundidén bakom Blue Yeoman var att sprida urvalet av frekvenser som användes av radarn för att tvinga störsändaren att också sprida ut sin signal. Beräkningar visade att en carcinotron skulle kunna producera 10 W signal vid vilken 1⁄8 . frekvens som helst om den tvingades sända över en bandbredd på ungefär av radarns driftsfrekvens För S-bandet Blue Yeomans basfrekvens på 3 000 MHz, innebar det att den var tvungen att använda en bandbredd på cirka 500 MHz för att tvinga störsändaren att späda ut sin signal under vad radarns egen retur kan producera.

Däremot var L-band Type 84:s basfrekvens 1 200 MHz, så för att producera samma spridning på 1 ⁄ 8 behövde den täcka cirka 150 MHz. Normalt använder en magnetron en enda basfrekvens, men viss "wobble" är uppenbar. Men Blue Yeoman förlitade sig också på mycket höga effektnivåer; det var bara hög effekt i kombination med bandbredd som gjorde systemet effektivt. Följaktligen beställdes en ny 5 MW magnetron. Det fanns ett visst hopp om att fiendens störsändare kanske inte skulle fungera mot L-bandet alls.

Typ 80-antennen som användes för Type 84 hade en nätyta som var inställd på radarns frekvens och hade en effektiv bandbredd på cirka 50 MHz, så en ny antenn skulle behövas. Beslutet togs att använda antennen som utvecklas för Blue Yeoman, en 60 x 21,75 fot (18,29 x 6,63 m) solid yta-design utan effektiv bandbreddsbegränsning. Med Type 85 matades signalen från ett dussin klystroner utspridda vertikalt längs reflektorns yta, så för att få detta att fungera med den enda magnetronen i Type 84 lades ett system av splitter till för att separera den enskilda signalen i åtta separata matarhorn . Den ursprungliga svarvutrustningen från Type 80 skulle behållas.

Under 1959 visade vindtunneltester på den nya antenndesignen som kördes på typ 80-vändväxel att när antennen var vinkelrät mot vinden, fick den lyft som skapades av dess krökta baksida att den drog av sig själv från fästet. Den enklaste lösningen var att montera en andra "skål" på baksidan av den första och därmed jämna ut lyftkrafterna. Efter lite övervägande bestämdes det att denna andra maträtt skulle användas som en IFF Mark X- mottagare, som också fungerade i L-bandet. Detta skulle tillåta en enda enhet att producera kartor över målekon såväl som mycket exakta positioner för de vänliga interceptorerna. I slutändan användes aldrig detta system; det rådde tvivel om att tillräckligt många förfrågningspulser skulle tas emot i den mycket smala strålen för att vara användbar. I produktionssystem placerades en konventionell IFF-antenn ovanpå antennen, vänd i samma riktning som Type 84.

Spridning

1960 stod det klart att det skulle bli svårt att få finansiering för Plan Ahead, och att även om det finansierades, skulle det ursprungliga systemet vara allt som någonsin skulle byggas. Med tanke på detta ändrades basarrangemanget för att flytta inlandsplatsen till kusten vid RAF Bramcote , vilket skulle minska täckningen över Midlands, men förbättra systemets kapacitet för tidig varning över Nordsjön . Tre av Type 84:orna skulle placeras vid de huvudsakliga Plan Ahead-baserna, Bramcote, RAF Staxton Wold och RAF Neatishead , medan ytterligare två Type 84:or skulle installeras på RAF Saxa Vord och RAF Buchan . Typ 84:an vid Saxa Vord lades senare ner, medan testinstallationen i Bawdsey öronmärktes för RAF Bishops Court i Nordirland , vilket stängde "bakdörren", och Buchan-exemplet flyttade till Cypern.

Även denna begränsade version av nätverket var föremål för ständig agitation från kabinettet, och 1962 bad flygministeriet om ytterligare en studie om layouten och undrade om Type 85:orna kanske skulle överges till förmån för ett system med endast tre stationer totalt. , alla med typ 84. Vid ett möte i mars 1962 beslutades att det var allt eller inget - de mindre eller förenklade utbyggnaderna var helt enkelt inte värda att bygga alls. Samtidigt studerade andra grupper om militära behov av tidig varning och spårning kunde kombineras med civila flygledningssystem . Flera rapporter antydde alla att detta var både möjligt och mycket önskvärt, och Plan Ahead blev linjeman/medlare . Systemet fick det sista klartecken den 24 oktober 1962.

Samtidigt hade den nya magnetronen på 5 MW misslyckats med att mogna, och systemet gick i produktion med en något uppgraderad version av den ursprungliga 2 MW, som fungerade på 2,5 MW. I denna form dök den slutliga Type 84 upp efter ett decennium av förändringar. Planerna krävde att det första systemet skulle installeras vid RAF Bawdsey i början av 1960 och överlämnas operativt 1961. Detta var slutligen sent; systemet överlämnades den 2 oktober 1962. Detta visade på problem mot en engelsk Electric Canberra vid flygning på låg höjd direkt vid stationen, även om detta hade förväntats. Detta ledde till krav på förbättrad prestanda på låg nivå, vilket levererades genom att omdesigna matningsnätverket för den andra Type 84:an som installerades på Neatishead, som togs i bruk i oktober 1963. De återstående två enheterna följde under de närmaste månaderna.

Det hade planerats att Bawdsey-installationen skulle flytta till Bishops Court efter att den närliggande Neatishead-installationen var klar, som ursprungligen förväntades flytta i början av 1965. Även om programmet blev något försenat, höll på att förberedas för flytten när, den 16 februari 1966, LAC Cheeseman startade en brand som brände ut hela bunkerkomplexet och resulterade i döden av tre lokala brandmän som hade tillkallats i ett försök att få elden under kontroll. Typ 84 flyttade slutligen 1970 och testade 1972. Typ 80 som betjänade denna plats, vid närliggande Killard Point, hölls också i drift.

Typ 84 togs i tjänst endast något försenad, och Type 85 var färdig 1968, som båda ansågs vara en framgång. Detsamma gällde inte för datahanteringsdelen av Linesman-systemet, som drabbades av upprepade förseningar och endast gick in i minimal drift den 18 december 1973. Det överlämnades officiellt till Strike Command den 1 februari 1974 och förklarades i drift den 31 mars. Vid den tiden ansågs det redan föråldrat; några av de mindre leverantörsföretagen fanns inte längre i datorbranschen och germaniumtransistorerna som användes i Plessys datorer tillverkades inte längre. Till och med dess programmerare föreslog att inget av det faktiskt fungerade, och RAF själv rapporterade slutligen att det var "så föråldrat att det inte kunde hantera något lufthot."

UKADGE

Huvudartikel: UKADGE

När Linesman först betraktades var tron ​​att alla krig i Europa skulle vara kärnvapen, och att alla luftangrepp mot England också skulle vara det. I den här miljön var det ingen idé att försöka härda ledningscentraler, de skulle förstöras om de attackerades. Detta ledde till att huvudkontrollcentret, L1, flyttades till en kontorsbyggnad ovan jord nära Heathrow flygplats . Fighter Command protesterade upprepade gånger och noterade att hela luftvärnsnätverket kan tas ut av en explosiv lastbil på vägen utanför byggnaden eller att mikrovågslänkarna som matade det fastnade. De krävde upprepade gånger att kommandot skulle delegeras till radarstationerna, som det hade varit under Type 80-eran.

Dessutom förändrades den strategiska situationen ännu en gång. När sovjeterna fick strategisk paritet med USA, sågs idén om att möta alla Warszawapaktens brott med taktiska kärnvapen inte längre som ett säkert svar eftersom USA nu var lika avskräckt från att använda sina strategiska styrkor som sovjeterna hade varit tidigare. Dessutom verkade nya vapen som TOW-missilen som avfyrades från attackhelikoptrar erbjuda en helt konventionell metod för att besegra pakten. Nu verkade det som om krig i Europa skulle ha en lång konventionell fas, och flyganfall mot England var sannolikt ännu osannolikt att bli kärnvapen. Detta gällde särskilt i ljuset av nyare sovjetiska flygplan med lång räckvidd som kunde närma sig Storbritannien på låg nivå och därmed undvika upptäckt helt och hållet.

Studier av ett ersättningssystem startade 1972, och flera rapporter producerades om ämnet under nästa år. De föreslog att man skulle använda moderna kommersiella datorer i stället för Linesmans specialiserade system, lägga till fullständig digitalisering av alla signaler från alla radarer i nätverket, uppgradera länkar till sina motsvarigheter i NADGE , som vid den tiden vidarebefordrades över röstlinjer, och delegerade kommandon till nya härdade CRC-centra, på avstånd från radarplatserna. L1 skulle fortsätta att användas, men främst för att sprida information utanför Strike Command och för att bygga den rikstäckande Recognized Air Picture . Linesmans ursprungliga radarsystem skulle förbli i det nya nätverket, men skulle ersättas av lågnivåtäckning som tillhandahålls av decennier gamla Avro Shackleton -flygplan som passar med nya radarer, i väntan på att de ersätts med liknande omvandlingar av Hawker Siddeley Nimrod . Royal Navy kunde också mata in information från sina fartyg.

Som hade hänt med Linesman, stötte UKADGE snart på stora förseningar på mjukvarusidan, och försenades långt in på 1980-talet. Trots lysande recensioner från dess skapare var systemet ett totalt misslyckande från början. Nimrod visade detta på ett utmärkt sätt när det först visade sin förmåga att spåra okända flygplan över England, men istället visade det att det inte var kapabelt att skilja flygplan från bilar på motorvägen nedanför . Projektet avbröts så småningom 1986 till förmån för köp av flera amerikanska AWACS- flygplan.

Avveckling

UKADGE befann sig i samma situation som Linesman innan; de långa förseningarna, kostnadsöverskridandena och inkuransen ledde till krav på att den skulle ersättas innan den var i drift. Detta ledde till Improved UKADGE eller IUKADGE, som ytterligare uppgraderade datorsystemen, kommunikationssystemen och så småningom själva radarerna. Medan UKADGE hade delegerat kommandosystemen till överlevbara platser, var själva radarerna placerade nära stranden och lätta att förstöra. Ett stort mål för IUKADGE var att ersätta Linesman-radarerna med mobila enheter som kunde lagras utanför platsen på säkra platser och sedan kopplas online snabbt efter en attack.

Befintliga källor registrerar inte när den sista Type 84:an stod ner, men det var troligen tillsammans med resten av Linesman-platserna 1996.

Anteckningar

Citat

Bibliografi

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=AMES_Type_84&oldid=1089052432 "