AMES typ 85

AMES typ 85

AMES Type 85 på RAF Staxton Wold
Ursprungsland	Storbritannien
Tillverkare	Metropolitan-Vickers ( AEI )
Introducerad	1968
Nej byggd	3
Typ	tidig varning , GCI
Frekvens	S-band, 3 GHz ±500 MHz
PRF	250 sidor
Strålbredd	0,5°
Pulsbredd	10 µs
RPM	4 rpm, valfri sektorskanning
Räckvidd	280 mi (450 km)
Höjd över havet	63 000 fot (19 000 m)
Diameter	60 fot (18 m)
Azimut	360°
Elevation	1–12°
Precision	1 500 fot (460 m) eller bättre
Kraft	12 × 4,5 MW
Andra namn	Blue Yeoman, Blue Riband, Typ 40T2

AMES Type 85 , även känd under sin regnbågskod Blue Yeoman , var en extremt kraftfull radar för tidig varning (EW) och stridsflygriktning (GCI) som användes av Royal Air Force (RAF) som en del av radarnätverket Linesman/Mediator . Föreslogs först i början av 1958, det tog elva år innan de blev operativa i slutet av 1968, då de redan ansågs vara föråldrade. Typ 85 förblev RAF:s primära luftvärnsradar tills den ersattes av Marconi Martello- apparater i slutet av 1980-talet som en del av det nya IUKADGE- nätverket.

På 1950-talet installerade RAF ROTOR -rapporteringsnätverket och förbättrade senare detta system med AMES Type 80- radarn. Medan dessa byggdes carcinotron- radarsändaren mot den och visade sig helt släcka displayen. Först fruktade man att carcinotron skulle göra alla långdistansradarer oanvändbara, men med tiden dök ett antal nya koncept upp för att hantera detta hot. Bland dem var Blue Riband- radarn, som använde ett dussin 8 MW klystroner som slumpmässigt ändrade frekvenser för att överväldiga störsignalen.

Införandet av den ballistiska missilen antydde att framtida attacker skulle ske med medeldistans ballistiska missiler, inte strategiska bombplan . Behovet av ett heltäckande antibombplan ifrågasattes, och det höga priset på Blue Riband gjorde det till ett mål för direkt annullering. Som svar byggdes 1958 en ny design genom att kombinera elektroniken från Blue Riband med en mindre antenn som ursprungligen utvecklades som en uppgradering för Orange Yeoman- radarn. Resultatet blev den fortfarande fantastiska Blue Yeoman-designen, som uppgraderades ytterligare med den större antennen från AMES Type 84 . Den resulterande Type 85 förklarades operativ på tre platser 1968.

Vid denna tidpunkt hade hela Linesman-konceptet ifrågasatts, eftersom radarplatserna och den ohärdade centraliserade ledningscentralen skulle vara triviala att förstöra även med konventionella vapen. Finansiering för framtida uppgraderingar av systemet riktades istället till att ersätta det så snart som möjligt. Typ 85 förblev i tjänst under 1970-talet och in i början av 1980-talet, då den ingick i det nya UKADGE- systemet. Den förbättrade UKADGE ersatte Type 85 med ett antal mindre och mer mobila radarer så att backupsystem kunde placeras utanför platsen och sedan snabbt tas i bruk om huvudradarerna attackerades. Type 85s gick offline någon gång på 1990-talet.

Historia

ROTOR

Huvudartikel: ROTOR

I början av 1950-talet ledde hotet om kärnvapenattack från Sovjetunionen till att Storbritannien byggde ett omfattande radarnätverk känt som ROTOR . ROTOR föreställde sig initialt två faser, den första med uppgraderade radar från andra världskriget som Chain Home , och sedan 1957 skulle dessa ersättas av en dramatiskt kraftfullare radar känd som Microwave Early Warning, eller MEW. En viktig del av konceptet var en uppsättning av sex Sector Control Centers där data från alla radarer skulle skickas för att producera den igenkända luftbilden av det omgivande området.

När ROTOR precis hade börjat, började Telecommunications Research Establishment (TRE) 1951 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 en surrad antenn kunde de upptäcka bombplan på hundratals miles räckvidd. En produktionsversion av denna "Green Garlic"-prototyp skulle finnas tillgänglig år före MEW. MEW förvandlades till ett långsiktigt utvecklingsprojekt och delades ut till Marconi Wireless . Green Garlic utvecklades snabbt som AMES Type 80 och distribuerades med början 1954, med det initiala nätverket i drift nästa år.

Man insåg snart att systemet, med mindre uppgraderingar, hade den optiska upplösning som behövdes för att styra interceptorflygplan till mål även på mycket långa avstånd. Samtidigt blev en ny 2,5 MW magnetron tillgänglig, vilket ökade räckvidden utöver originalversionerna. Dessa Type 80 Mark III ledde till många förändringar i ROTOR-layouten då de centraliserade kontrollrummen togs bort och striden istället hanterades direkt från själva radarstationerna. I slutändan, efter flera ändringar i planerna, uppstod systemet med nio masterradarstationer och ytterligare ett tjugotal radar som matade data till dem via telefon.

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 en enda inspänning. 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. Systemet var så effektivt att det verkade göra långdistansradar värdelös.

MEW

Huvudartikel: AMES Type 84

Medan ROTOR installerades arbetade man fortfarande på den ursprungliga MEW-designen hos Marconi. Med RAF:s omedelbara behov fyllda av Type 80, hade kraven för MEW modifierats för att producera en mycket mer kapabel design. Den resulterande specifikationen krävde en 10 MW L-band klystron och ett avancerat MTI-system ( moving target indication) .

Beräkningar antydde att en karcinotron kunde producera cirka 10 W signal på vilken frekvens som helst. 10 MW klystron-sändaren skulle producera 11 W retursignal vid 200 nmi, och därigenom övermanna, eller "bränna igenom", störningen. Tyvärr visade sig klystronen vara ett problem och kunde bara nå 7 MW ibland. 1958 togs beslutet att överge den och ersätta den med en experimentell 2 MW L-bandsmagnetron som hade passats på en radar vid Bushy Hill 1956. Den förbättrades slutligen till 2,5 MW.

MEW arbetade i L-bandet vid en 23 cm våglängd. Detta gör den mycket mindre känslig för effekterna av Mie som sprider regn och iskristaller, vilket innebär att L-bandsradar är mycket effektivare i regn eller tunga moln. Nackdelen med den längre våglängden är att den optiska upplösningen är en omvänd funktion av våglängden, så genom att arbeta med ungefär tre gånger våglängden på Type 80:s 9 cm innebar den att den också hade tre gånger mindre upplösning. Någon annan radar skulle fortfarande behövas för att noggrant styra jaktplanen.

Blå band

Det 250 fot långa teleskopet vid Jodrell Bank körde på en modifierad järnväg, synlig här. En liknande lösning antogs för Blue Riband.

När MEW:s ursprungliga klystron misslyckades, började RRE 1956 utvecklingen av en ny radar i samarbete med Metropolitan-Vickers . Med tanke på regnbågskoden "Blue Riband" var designmålet helt enkelt att "producera den största, mest kraftfulla radarn som kunde sättas in i ADUK." Blue Riband skulle överväldiga alla möjliga carcinotrondesigner, samtidigt som de ger tillräckligt med noggrannhet för att direkt styra interceptorer. Vidare önskade de mycket att systemet skulle vara en 3D-radar så att de separata höjdsökarna kunde elimineras; höjdmätare var ofta lika dyra som de primära radarerna och tidskrävande att använda.

Magnetroner är något udda enheter genom att de producerar en kraftfull mikrovågssignal i ett steg, och frekvensen på mikrovågorna de producerar är en funktion av enhetens fysiska dimensioner och kan inte ändras efter tillverkningen. Däremot fungerar klystronen enbart som en förstärkare. Givet flera referenssignaler, säg från kristalloscillatorer , kan klystronen förstärka vilken källa som helst inom en bandbredd på cirka 100 MHz, bortom vilken dess effektivitet faller. Genom att flytta till en klystron var det alltså möjligt att ändra frekvensen på signalen med varje puls genom att koppla den till en serie olika källsignaler.

För att störa en sådan signal skulle carcinotronen behöva sända över hela 100 MHz-bandet, och därigenom späda ut signalen till en punkt där den inte längre kunde övermanna radarns pulser. På grund av radarekvationen sjunker energin från radarns pulser med den fjärde potensen av räckvidd, så att ha tillräckligt med kraft för att säkerställa att carcinotronen inte kunde hänga med på långa avstånd innebar att uteffekten måste vara enorm. Blue Riband löste detta problem genom att blanda signalen från flera klystroner tillsammans, två eller fyra beroende på modell, och sedan sända den resulterande 8 MW-signalen.

Att ha kraftfulla pulser löser inte problemet helt, man vill också fokusera den signalen på ett så litet område som möjligt för att maximera energin på målet. Blue Riband planerade att använda utsignalen från ett dussin sändare, var och en med två eller fyra klystroner som matar ett enda matningshorn med en vertikal vinkel på 1 ⁄ 2 grader. De tolv hornen producerade en stråle som var 6 grader hög totalt, och målets vertikala vinkel kunde uppskattas genom att jämföra styrkan på dess signal i intilliggande horn. För att matcha upplösningen hos Type 80 måste antennen vara tillräckligt bred för att fokusera signalerna till en liknande 1 ⁄ 3 grad bred stråle.

Nackdelen med en så hårt fokuserad pennstråle är att strålen sveper förbi mål mycket snabbt när antennen roterar för att skanna himlen. I fallet med Type 80:s pulsrepetitionsfrekvens på 250 pulser per sekund och dess rotationshastighet på 4 rpm, innebar detta att endast 3 till 5 pulser skulle träffa ett givet mål när strålen svängde förbi den. Detta leder till ett relativt lågt blip-to-scan-förhållande , och om till och med ett fåtal av dessa pulser fastnar kan målet försvinna. För att lösa detta problem föreslog Blue Riband att montera fyra antenner i en kvadrat, vilket innebär att hela himlen skulle skannas efter att den roterat 90 grader. Detta gjorde att rotationen kunde bromsas till 1 ⁄ 2 rpm, vilket avsevärt ökade antalet "färger".

För att uppfylla upplösningsmålen krävdes en parabolisk reflektor som var 75 gånger 50 fot (23 gånger 15 m). Fyra av dessa producerade tillsammans ett enormt system, så stort att det inte gick att montera på befintliga lagersystem. De slog sig till slut på lösningen som användes av Lovell-teleskopet med en diameter på 250 fot (76 m) vid Jodrell Bank Observatory . Detta körs på en modifierad järnvägsbädd med flera uppsättningar boggier som bär en enorm triangulär ram. För Blue Riband antog de en något mindre version med en diameter på 100 fot (30 m) med sex boggier som bar en ram på toppen som fungerade som en platt skivspelare .

De tolv sändarna skulle begravas i mitten av församlingen. Deras kraft matades till antennerna genom en serie av tolv roterande vågledare, något som inte fanns på den tiden. Två möjliga vågledardesigner testades, en vid RRE och en annan vid Metrovick.

Under utvecklingen presenterades ett möjligt sätt att bygga systemet med en enda roterande vågledare. Detta matade antennerna en enda signal genom en vertikalt orienterad slotantenn och använde en effekt som kallas " kisa " för att flytta strålen upp och ner. Squint får signalen att ändra vinkel när dess frekvens ändras. Genom att ställa in dussinet klystroner på olika frekvenser, skulle kisning få var och en att gå ut i en annan vinkel. Detta koncept övergavs när det påpekades att styrning av strålen med hjälp av frekvensen innebar att ett flygplan alltid skulle träffas av samma frekvens, vilket gjorde störsändarens jobb mycket lättare.

Ett annat koncept som togs upp var att endast använda två antenner monterade rygg mot rygg och använda separata uppsättningar av ett dussin matarhorn på båda. Den ena skulle vara inställd på en strålbredd på 0,4 grader som täcker horisonten och den andra 0,6 som täcker högre vinklar. Detta gav högre noggrannhet vid horisonten samtidigt som den totala vertikala täckningen ökade från 6 grader till 12. Totalt skulle det finnas tjugofyra sändare. Det verkar inte som att denna design eftersträvades.

Ett kontrakt för de nya klystronerna skickades till EMI i slutet av 1957. Vid denna tidpunkt var konceptet att ha var och en av sändarna inställda på olika 100 MHz bandbredd, med uppsättningen av alla tolv som täckte ett band på 500 MHz, bortom som mottagarna också började falla av i känslighet. Genom att ansluta sändarna slumpmässigt till matarhornen ändrades frekvensen som träffade ett givet mål med varje puls, vilket tvingade dem att störa hela 500 MHz-bandet i en form av störtflod.

Föränderliga begrepp

År 1956 gick installationen av Type 80s till det befintliga ROTOR-nätverket bra. Uppmärksamheten riktades mot att ersätta dessa platser med anti-jamming-radarer som Blue Riband och MEW. Men detta var också en tid av intensiv debatt inom flygministeriet om luftförsvarets hela karaktär.

ROTOR designades utifrån konceptet skadebegränsning. Inget försvarssystem är perfekt, och vissa fientliga flygplan skulle ta sig igenom. Om de bar konventionella vapen, eller till och med tidiga atombomber , skulle skadorna vara överlevbara. Målet med ROTOR var att begränsa skadorna på Storbritannien medan RAF Bomber Command förstörde Sovjetunionens förmåga att starta ytterligare attacker.

Införandet av vätebomben upprörde detta koncept allvarligt. Nu skulle även ett litet antal flygplan som tar sig förbi försvaret orsaka katastrofala skador på landet. Skadebegränsning var inte längre ett användbart koncept; om kärnvapenkrig kom var det troligt att Storbritannien skulle förstöras. I denna nya miljö blev avskräckning den enda möjliga formen av försvar.

Så tidigt som 1954 kom det strategiska tänkandet att se på luftförsvar i första hand som ett sätt att skydda V -bombplansstyrkan, för att säkerställa att den skulle ha tillräckligt med tid för att komma i luften. För denna roll behövdes det inte täcka hela landet av ROTOR. Istället behövde bara det Midlands- området där V-bombplanen var baserade skydd. Som ett resultat av denna förändring av tyngdpunkten togs flera ROTOR-platser bort och antalet interceptorflygplan minskades upprepade gånger.

År 1956 diskuterades även detta "försvar av det avskräckande"-konceptet. Eftersom man inte kunde förvänta sig att stoppa varje angripare, och någon av dem skulle förstöra en del av V-styrkan, var det enda sättet att säkerställa att V-styrkan överlevde i tillräckligt antal för att ge en trovärdig avskräckande effekt att skjuta upp alla tillgängliga bombplan närhelst ett allvarligt hot dök upp. Om så var fallet skulle alla defensiva system skydda tomma flygfält och oflybara flygplan. Medan behovet av tidig varning för attacken fortfarande krävde en kraftfull radar, var kraven på allt utöver det, interceptorer och missiler, tveksamma. Debatten om ämnet rasade från 1956.

1957 vitbok

In i denna debatt kom 1957 års försvarsvitbok, som hade en enorm effekt på den brittiska militären. En nyckelfråga i dokumentet var slutsatsen att det strategiska hotet gick från bombplan till ballistiska missiler . Storbritannien var inom räckvidden för medeldistans ballistiska missiler (MRBM) som avfyrades från Östeuropa, och eftersom dessa var enklare och billigare än bombplan, trodde man att dessa skulle vara den primära styrkan som riktades mot Storbritannien i mitten av 1960-talet. När man studerade frågan, verkade det inte finnas något scenario där den första attacken skulle ske av enbart bombplan, även om blandade bombplans-/missilattacker förutsågs. I det här fallet skulle det inte finnas något behov av exakt vägledning, allt som behövdes var tidig varning.

Som svar skulle Storbritannien också gå från bombplan till mellandistans ballistiska missiler (IRBM) som grund för sin egen kärnvapenstyrka. Defensiva system mot flygplan skulle bara behövas under en kort period medan Sovjetunionen byggde upp sin missilflotta, och efter mitten av 1960-talet skulle det enda syftet med radar vara tidig varning. En kraftfull radar som Blue Riband kunde helt enkelt inte motivera sin kostnad, med tanke på att den bara skulle behövas några år efter att den kanske är klar. Som en del av samma allmänna resonemang inställdes andra luftvärnssystem, bland dem Operational Requirement F.155 interceptor och Blue Envoy- missilen. Detta lämnade ännu mindre behov av en långdistansradar som Blue Riband.

En mycket viktigare fråga, framöver, skulle vara ett system för att ge tidig varning om en missilattack. Vissa överväganden hade övervägts att använda Blue Riband i denna roll, som en del av Violet Friends antiballistiska missilforskning. Men vid det här laget var det känt att USA letade efter en nordeuropeisk plats för deras nya BMEWS radarvarningssystem. Storbritannien närmade sig USA i oktober 1957 och erbjöd till en början en plats i norra Skottland, men i februari 1960 flyttades den söderut till sin slutliga plats vid RAF Fylingdales för att tillåta den att falla under skyddet av det krympande luftförsvarsområdet .

Blå Yeoman

Medan allt detta pågick hade RRE North Site, det arméorienterade centret, investerat en del ansträngningar i en ny radarantenn för att ersätta det ganska komplexa linssystem som används på AMES Type 82 " Orange Yeoman". Detta framträdde som en konventionell 45 x 21,5 fot (13,7 x 6,6 m) parabolisk reflektor. En prototyp utvecklades för installation på North Site, tillsammans med en ny klystron som skulle ersätta Type 82:s magnetron. Ytterligare utveckling avbröts när det visade sig att Type 80 kunde styra missiler utan hjälp av Type 82, den roll som Type 82 ursprungligen hade utvecklats för.

Liksom Blue Riband hade Type 82 en stack med tolv vertikala matarhorn för att ge höjdmått. Detta ledde till ett tidigt 1958 försök att anpassa Blue Ribands kraftfulla sändare till denna nya antenn. Detta resulterade i det uppenbara kodnamnet Blue Yeoman. Prototypantennen flyttades till RRE:s South Site, det RAF-relaterade området, och monterades på en version av Type 80-tals skivspelare. I mitten av 1959 var antennen installerad, och i slutet av det året var den i drift med en enda sändare som matade två vågledare. Detta gjorde det möjligt för dem att experimentera med frekvenshoppningssystem och andra funktioner. I slutändan passade bara fyra klystroner istället för tolv. Under de kommande två åren användes systemet för att utveckla systemets konstanta falsklarmfrekvens, en komplex matning med dubbla horn som minskade sidoloberna och nya tvåpulsade rörliga målindikeringssystem.

Baserat på detta pågående arbete satte flygministeriet i november 1958 specifikationerna för en produktionsmodell och gav den namnet AMES Type 85. Denna liknade prototypen men hade en större antenn på 60 gånger 21,75 fot (18,29 gånger 6,63 m) som ursprungligen hade utvecklats för MEW. MEW hade vid det här laget blivit AMES Type 84 . Att dela samma antennsystem hade betydande fördelar. Matarhornen modifierades från det ursprungliga konceptet för att producera en stråle 3 ⁄ 8 grader horisontell och 1 grad vertikal, och placerade i en förskjuten konfiguration sida vid sida. Antennen designades för att passa i någon av två vinklar, täckande 1 till 12 grader vertikalt eller 3 till 15 grader. Medan Metrovick började tillverka Type 85, fick EMI ett produktionskontrakt för sina klystrons.

Anti-jamming-uppdrag

När effekterna av 1957 års vitbok undersöktes kom en intressant möjlighet att dominera radarplaneringen. Detta var tanken att sovjeterna kunde flyga ett flygplan långt utanför kusten, så långt som 300 miles (480 km), och använda en carcinotron för att störa BMEWS. Om den fastnade skulle det inte finnas något sätt att upptäcka en missiluppskjutning, och V-kraften skulle behöva avfyras på varning som en säkerhetsåtgärd. Om sovjeterna upprepade detta trick kunde det snabbt slita ut bombplanen och deras besättningar. Sådana flygplan skulle behöva attackeras eller köras iväg, vilket innebar att någon form av anti-jamming radar skulle behövas för att få interceptorerna inom räckhåll för störsändaren.

Under hela 1950-talet hade ett andra koncept för att hantera karcinotronen utvecklats. Denna använde själva carcinotronen som signalkälla och använde en modifierad version av triangulering för att fastställa dess plats. Tanken hade övervägts under hela 1950-talet, men det var först nu som det fanns en tydlig anledning att bygga den; detta system kunde upptäcka platsen för flygplanet på avstånd långt bortom även Blue Yeoman, även när flygplanet fortfarande var under radarhorisonten . Detta system krävde minst två antenner per detektor, och det föreslogs att en Blue Yeoman kunde ge dubbelt arbete genom att fungera som en av de två. I slutet av 1958 hade det alltså beslutats att Blue Yeoman också skulle vara en del av detta nya RX12874 -system.

När prototypsystemet på RRE South Site blev operativt började det användas för att testa en ny typ av anti-jamming-system som kallas "Dicke-Fix", efter dess uppfinnare, Robert Henry Dicke . Dicke var en amerikansk radioastronom som hade blivit frustrerad över störningarna som orsakades av biltändningssystem, som på 1930-talet var mycket bullriga i radiofrekvensspektrumet. Han märkte att bruset var i form av korta pulser och designade ett filter som tog bort sådana signaler. År 1960 publicerade Canadian National Research Council en rapport om att använda denna design för att filtrera bort carcinotronsignaler, som, precis som tändbruset, såg ut som mycket korta pulser i vilken enskild frekvens som helst när det svepte genom bandet. Detta erbjöd en förbättring av prestanda med upp till 40 %.

Samtidigt hade teamen i Bristol och Ferranti som hade arbetat med Blue Envoy-missilen kommit på en smart idé. Med hjälp av de delar av Blue Envoy som hade färdigställts, de nya radarerna och ramjetmotorerna , anpassade de Bristol Bloodhound för att producera Bloodhound Mark II som var effektiv på cirka 75 miles (121 km) räckvidd. Kostnaden för denna anpassning var mycket låg, och den accepterades för utveckling trots att det fanns tvivel om dess uppdrag. Detta gav ytterligare anledning att ha en radar som kunde ge tidig varning med tillräckligt med räckvidd även vid kraftig störning för att ge missilerna gott om tid att sikta och skjuta.

Planera framåt

Med tanke på alla dessa förändringar, och särskilt nya tester med karcinotronen som avslöjades för flygstaben i juli 1957, började planer på ett nytt nätverk dyka upp i slutet av 1958. Detta skulle baseras på en uppsättning av tre huvudspårningsstationer som var upplagda ungefär i en triangel, RAF Staxton Wold , RAF Neatishead och RAF Bramcote , och tre passiva spårningsstationer för anti-jamming-mottagarna vid RAF Hopton, RAF Fairlight och RAF Oxenhope Moor . Var och en skulle vara utrustad med en typ 85 och en typ 84. Två av de norra ROTOR-stationerna, RAF Buchan och RAF Saxa Vord , skulle behålla sina typ 80-tal enbart för tidig varning - även om dessa radarer kunde blockeras, skulle varje försök att göra det indikera att en räd kom från norr och satte därigenom huvudstationerna i söder i beredskap. Två ytterligare typ 84:or skulle placeras vid dessa stationer.

Information från de tre huvudstationerna skulle skickas över datanätverket som ursprungligen var tänkt att vara en del av ROTOR Phase 3, som föreställde sig att digitala datorer matades med information från radarplatserna, genererade automatiskt spår och skickade vägledning till interceptorerna i digital form. En annan förändring från ROTOR var centraliserad ledning och kontroll vid två Master Control Centers (MCC). En anledning till detta var att de nya radarerna skannade horisonten och inte täckte området ovanför stationerna, så en intilliggande radar skulle behöva ge spårning när flygplan kom in i dessa områden. Dessutom var det passiva spårningssystemet tvungen att kombinera information från flera webbplatser. Eftersom mer än en radar alltid skulle vara inblandad i spårningsövningen var systemet naturligt centraliserat. Två MCC planerades, vid RAF valdes Bawburgh och RAF Shipton ut som dessa platser.

Under icke-störande förhållanden skulle det resulterande nätverket täcka hela brittiska öarna och en betydande del av nordvästra Europa så långt som till Danmark. De återstående Type 80-talet skulle sträcka sig så långt in i Norska havet . I värsta fall skulle täckningen krympa till området söder om omkring Dundee i Skottland, och täcka större delen av England utom Cornwall . Det passiva spårningssystemet skulle förlänga detta, åtminstone mot det störsändarbärande flygplanet, för att täcka hela England norrut till det skotska höglandet samt den östra halvan av Irland.

Kostnaderna för systemet uppskattades till 30 miljoner pund (769 miljoner pund). Ett skelettsystem med tre radarer och en MCC kunde vara tillgänglig 1962, vilket var när den nya versionen av Bloodhound-missilen skulle vara tillgänglig. Flygministeriet godkände konceptet den 8 januari 1959, och det fick namnet Plan Ahead i augusti.

Nya förseningar

Inom några månader började priset stiga när de verkliga kraven för datorsystemen blev fullt realiserade. Systemet beräknades nu kosta mellan £76 och £96 miljoner, och så mycket som £100 miljoner (motsvarande $2 564 949 229 2021), när alla telefonlinjer inkluderades. Som svar beslutades det i maj 1960 att skära ner systemet till endast de tre första radarerna och en enda MCC i Bawburgh, vilket satte kostnaden till cirka 60 miljoner pund.

I slutet av 1960 började delar av utrustningen hopa sig på tillverkarens anläggningar, men användningen hade fortfarande inte godkänts. Eftersom det såg ut att nätverket med tre stationer skulle vara allt som någonsin skulle byggas, ändrades layouten från en triangel till en linje genom att flytta inlandet vid Bramcote till den befintliga ROTOR-stationen vid kusten vid Boulmer vid kusten. Detta skulle maximera täckningen över V-bombplanens baser.

Det var vid denna tidpunkt som premiärminister Harold Macmillan hörde talas om planerna och krävde att de skulle diskuteras vid ett regeringsmöte den 13 september 1960. Vid mötet beskrev Macmillan sina invändningar mot systemet och hävdade att dess höga kostnader inte kunde motiveras med att motverka vad som skulle vara ett mindre hot i mitten av 1960-talet. Som svar beskrev försvarsminister problemet med att störa flygplan:

...eftersom försvaret av avskräckningen övergavs 1960, var luftvärnet nu begränsat till att förhindra intrång och störning.

Macmillan kallade till ett andra möte den 19 september där han gick med på att låta Plan Ahead fortsätta men bara om det var den enda luftvärnsradarn under utveckling. Blue Joker avbröts och Plan Ahead fortsatte.

Macmillan kallade till flera ytterligare möten för att diskutera systemet och huruvida dess kostnad kunde minskas eller inte. Både chefsvetenskapliga rådgivare till luftfartsministeriet, Solly Zuckerman , och chefsforskaren vid luftfartsministeriet, Robert Cockburn , lade till en rapport som studerade Plan Ahead och presenterade den den 24 november 1960. Rapporten angav att det inte verkade finnas någon sätt att avsevärt minska den beräknade kostnaden för systemet i dess nuvarande form och fortfarande ha ett användbart system; båda föreslog att antingen bygga den som den är eller att den helt och hållet avbryts.

Zuckerman gick vidare och påpekade att täckningen under fredstid gjorde systemet till ett utmärkt sätt att spåra civila flygplan också, och föreslog att Plan Ahead skulle kunna utgöra grunden för ett delat militärt/civilt flygledningsnätverk . Detta skulle göra det möjligt för den att dela kostnaderna som annars skulle kräva två separata nätverk.

Linjeman/Medlare

Huvudartikel: Linjeman/Medlare

Flygtrafikledning (ATC) var ett område av intresse vid den tiden på grund av introduktionen av de första jetlinerna . Tidigare flög propellerdrivna flygplan på höjder i storleksordningen 25 000 fot (7,6 km) och hastigheter runt 250 till 300 miles per timme (400 till 480 km/h). Militärflygplan hade flugit på mycket högre höjder runt 40 000 fot (12 000 m) och hastigheter på cirka 600 miles per timme (970 km/h). Operatörer på marken kunde skilja typerna åt med ett ögonkast. RAF var van vid att ha övre luftrum för sig själv och flög dit den ville.

Denna lätta separation upprördes av jetlinern, som flög i samma hastigheter och höjder som militär trafik. Med de ständigt ökande mängderna flygtrafik i allmänhet, hade det förekommit ett antal nära-anrop och detta skulle säkert bli värre med tiden. Detta ledde till det sena 1950-talets planer på ett nytt militärt flygledningssystem.

Under tiden planerade den nyligen bildade National Air Traffic Control Service under Laurence Sinclair ett eget omfattande nätverk baserat på de nya radarerna Decca DASR-1 och Marconi S264. De militära och civila nätverken överlappade varandra och skulle behöva samordna sin spårningsinformation kontinuerligt. Ett dokument från försvarsministern den 5 december 1960 höll med Zuckermans idé att de två kunde slås samman, och detta accepterades av försvarsutskottet den 7 december 1960. Vid samma möte enades utskottet om att påbörja byggandet av Plan Ahead med första radarn vid Neatishead och MCC vid Bawburgh.

För att ge formella rekommendationer bildades National Air Traffic Control Planning Group, mer känd som Patch Committee. I december höll var och en av intressenterna presentationer om sina prosassystem och områden med överlappning, och patchkommittén fick i uppdrag att lämna tillbaka en fullständig rapport inom sex månader, i maj 1961. I decemberpresentationerna krävdes att systemen skulle slås samman, vilket den Treasury använde som en ursäkt för att omedelbart säga upp kontrakt för arbetet med både Plan Ahead och de civila systemen.

Som om detta inte vore nog bröt det snart ut ett argument om placeringen av MCC. RAF gynnade deras plats vid Bawburgh, som byggdes in i ett befintligt underjordiskt bunkerkomplex som ursprungligen hade byggts som en del av ROTOR Fas I och sedan gjordes överflödig när Type 80-radarerna introducerades. RRE, däremot, gynnade att överge Bawburgh och bygga MCC i London, bredvid det civila centrum som skulle byggas på Heathrow flygplats . Deras logik var att det inte var någon idé att försöka härda en byggnad i vätebombens tidevarv, och genom att bygga den bredvid sin civila motsvarighet kunde betydande besparingar i kommunikationsutrustning göras.

Den 24 januari 1961 avgjordes slutligen argumentet; MCC:en och dess civila motsvarighet skulle båda flyttas till en ny plats i West Drayton . Detta ledde till en eldstorm av protester inom RAF Fighter Command , som påpekade att inte bara platsen lätt kunde attackeras av allt från kärnvapen till en lastbil med sprängämnen, utan att kommunikationslänkarna som matade information till och från platsen enkelt kunde vara fast. Argumentationen kring denna fråga rasade, men inga ändringar gjordes på den omedelbara sikt.

Den 21 februari släppte finansministeriet finansiering för de system som de hade pausat i december, och nästa dag, den 22 februari, döptes Plan Ahead formellt om till Linesman medan den civila sidan blev medlare. Vid den tiden planerades totalt tolv stationer, med de första S264-radarerna som gick in till Heathrow och planerade att öppna i september 1961, med den första Type 85 vid Neatishead i mitten av 1963. En sista förändring gjordes genom att flytta prototypen Type 84 vid RAF Bawdsey som ursprungligen planerades för Saxa Vord till Bishops Court i Nordirland , vilket räddade en DASR-1.

Installation av systemen

Medel för konstruktionen av R12-byggnaden i Neatishead släpptes av finansministeriet i mars 1961, vilket markerade den officiella starten för Linesman-konstruktionen. Den fysiska installationen av radarn började i augusti 1962 med en planerad operativ överlämning någon gång 1964. Produktionen av allt annat än klystronerna gick bra; klystronerna nedgraderades senare till att ha en bandbredd på 60 MHz, så att täcka hela 500 MHz-bandbredden skulle kräva fler sändare.

I slutet av 1962 var fästet och skivspelaren i stort sett kompletta, men klystronerna förblev ett problem och nu fanns det förseningar i radioutrustningen som skulle överföra data till MCC. I slutet av 1963 var systemet till 80 % färdigt, och de återstående 20 % bestod av ett antal mindre problem som upprepade gånger försenades. De första rättegångarna som var planerade till juli 1964 måste skjutas tillbaka till september. Den goda nyheten var att Type 84 och passiva detektionssystem gick bra.

I slutet av 1964 hade nästan all utrustning anlänt, men systemet väntade nu på byggnaderna. En tillfällig lash-up gjorde att radarkomponenterna kunde testas och överlämningsdatumet flyttades tillbaka till september 1965. Problemet med skivspelaren införde ytterligare två månaders fördröjning, följt av en vågledare som dumpade vatten på elektroniken. Detta sköt överlämningen till november 1965, men i november var systemet bara i drift och började testas. Problemen med skivspelaren och vågledarna fortsatte och överlåtelsen sköts kontinuerligt tillbaka tre månader tills den slutligen officiellt överlämnades den 1 juni 1967.

De andra sajterna gynnades av lärdomar från problemen på Neatishead. Staxton Wold överlämnades den 24 januari 1968, bara några veckor efter det planerade datumet den 1 januari. Boulmer följde efter den 8 maj. Systemen, nu mellan fyra och fem år försenade, var äntligen färdiga.

Uppgraderingar

Även om de fungerade inom designgränserna, hade de tre enheterna ett antal mindre problem, särskilt skillnader i effekt från balk till balk. Höjdupptäckt åstadkoms genom att jämföra styrkan hos de två returstrålarna, så skillnader i strålstyrka skevde dessa resultat. Detta problem åtgärdades efter behov under de kommande två till tre åren.

Från och med 1961 började RRE experiment på Blue Yeoman på South Site för att förbättra dess prestanda i regn. Reflektionerna från regn varierar med våglängdens fjärde potens, så det kortare våglängden 9 cm S-bandet Typ 85 led mer av detta problem än det längre våglängden 23 cm L-bandet Type 84, vilket var en av anledningarna till att behålla Men genom att tillämpa den nya tekniken för pulskompression , visade RRE-systemet en 13 dB förbättring i regnförhållanden utan någon effekt på den totala detekteringsförmågan. En produktionsversion blev tillgänglig 1964.

Också 1961 började RRE arbeta på ett andra system för att minska regnklutter, användningen av cirkulärt polariserade signaler. Detta hade först experimenterats med på ROTORs Type 80s men passade inte eftersom Type 85s förväntades inom kort. 1963 monterade de en ny version av systemet till prototypen på South Site, en som lätt kunde placeras ut eller tas bort för testning. Dessa tester visade en förbättring mellan 12 och 20 dB, men detta hade bieffekten att den totala detektionen minskade med 3 dB. Ytterligare arbete med ett lätt borttagbart filter drog ut på tiden, och det var inte förrän på 1970-talet som dessa system äntligen applicerades på Type 85.

UKADGE

Huvudartikel: Förbättrad UKADGE

När Type 85s, tillsammans med Type 84s och det passiva systemet, var installerade och i drift, var själva systemet för datainsamling och vidarebefordran fast i förseningar. Det var inte förrän 1973 som den nådde den initiala operativa förmågan, och även då var den mycket begränsad. Detta ledde till frågor om hela Linesman-nätverket.

Vid det här laget hade den strategiska miljön åter förändrats. I slutet av 1960-talet Warszawapakten nått en viss nivå av paritet i både taktiska och strategiska vapen, och tanken på att eventuell aggression från deras sida skulle mötas av en massiv kärnvapenvedergällning var inte längre rimlig. Krig förväntades nu ha en lång konventionell fas, kanske aldrig "att bli kärnvapen". Denna förändring hade diskuterats sedan 1961 på NATO -nivå och antogs som den officiella strategin 1968. Med förlusten av tripwire-stridskonceptet ansågs Linesman vara föråldrad. Tidigare antogs alla attacker mot Storbritannien vara kärnvapen, i vilket fall Linesman var i huvudsak disponibel eftersom varje attack på platserna redan skulle ha besvarats och försvar var omöjligt. Nu verkade direkta attacker mot sajterna fullt möjliga.

Militära planerare hade klagat på den centraliserade naturen från det ögonblick som den hade föreslagits. MCC, nu officiellt känd som LCC-1, hade designats för att koordinera en potentiell landsomfattande störningsattack och försvara BMEWS-systemen och V-force-flygfälten från denna störning. I denna nya miljö var en konventionell attack på LCC-1 möjlig, och radarpositioneringen på havssidan verkade nu göra dem extremt sårbara för attacker från lågtflygande flygplan. Det avslöjades också att kommunikationslänkarna bars via det ganska synliga BT Tower , bara för att ersättas av fasta system som gick i ledningar utanför den sovjetiska ambassaden.

År 1971 beskrev två rapporter problemen med Linesman-konceptet och krävde en utvidgning av systemet och dess decentralisering till distribuerad kontroll. Särskilt förlusten av täckning över norra England och Skottland sågs som oacceptabel om konventionell bombning var en möjlighet. En ganska betydande mängd studier följde, och i juli 1972 föreslogs ett nytt nätverk känt som UKADGE som skulle ersätta Linesman. Detta behöll de tre Type 85-systemen, samtidigt som stationerna vid Saxa Vord, Buchan och Bishops Court uppgraderades för att hantera mer trafik och ge mer komplett täckning.

Ersättning

UKADGE stötte på egna svårlösta problem och kom inte i drift förrän 1984. Vid det här laget hade RRE gjort avsevärd forskning om gruppantenner och denna forskning hade tagit sig in i branschen. Förbättringar i mottagarelektroniken hade också gjort radarsystemen betydligt känsligare, vilket gjorde att de kunde upptäcka svagare returer och därmed täcka samma område med mycket mindre kraft. Som ett resultat växte en ny generation radarsystem fram som var mycket mindre och erbjöd olika grader av rörlighet.

Efter dessa ändringar föreslogs en ny förbättrad UKADGE, eller IUKADGE. Detta bestod mestadels av ersättningen av hopplöst föråldrade datorer med de senaste maskinerna, VAX-11/780 , och ersättningen av Type 84 och Type 85 med nya mobila system baserade mestadels på Marconi Martello (som AMES Type 90 och 91) och i mindre utsträckning den mer mobila Plessey AR320 (som AMES Type 93) och en samling andra mönster inklusive en AN/TPS-43 fångade från argentinarna i Falklandskriget . När IUKADGE installerades upplöstes Warszawapakten och systemet var aldrig helt installerat.

Byson radar

Den ursprungliga prototypen på RRE South Site behövdes inte längre aktivt för Linesman-insatsen när Neatishead-enheten började installeras. Det började se användning som ett experimentellt system känt som "Byson" och marknadsfördes aktivt till tredje parts användare. I början av 1980-talet ersattes de ursprungliga sändarna av två tagna från de mycket mindre Plessey AWS-5-marinradarerna. Byson var kvar i bruk till 1990-talet, då radarforskning flyttade från Malvern till Chilbolton Observatory , som drivs av Rutherford Appleton Laboratory . Sändarna flyttade men en frekvenstilldelning beviljades inte så systemet övergavs utan att byggas om på den nya platsen. Antennen och skivspelaren demonterades den 27 juli 2000. Ett försök att rädda antennen på ett museum misslyckades på grund av kostnader och den skrotades. BY-byggnaden på South-platsen revs i april 2020 som en del av ombyggnaden av Malvern-platsen.

Beskrivning

Fysisk

För att kunna prestera över den breda bandbredden av Type 85:s sändare var den paraboliska reflektorantennen tvungen att använda en solid yta. Detta resulterade i stora vindbelastningar, inklusive effekterna av lyft när antennen vändes i sidled mot vinden. Experiment vid RRE fastställde att den bästa lösningen var att montera en andra reflektor rygg mot rygg med den första, och denna användes på Type 84. För Type 85 applicerades en partiell reflektor på baksidan tillsammans med två vingar -liknande "stabilisatorer" sträcker sig bakåt från de två kanterna på huvudreflektorn. Framför reflektorn fanns den vertikala uppsättningen av tolv matarhorn, som var och en producerade en stråle ungefär 1 ⁄ 2 grad bred och 1 grad hög.

Antennen stöddes på en standardiserad trevånings rektangulär byggnad känd som en R12, med antennskivan ovanpå. Källaren innehöll en sovsal och förråd för nödransoner, bottenvåningen inrymde de tolv sändarna och den översta våningen rymde mottagarna för Type 85, tillhörande IFF-utrustning och den lokala halvan av RX12874 passiva detekteringsutrustning . Den översta våningen innehöll också två displaykonsoler som användes av underhållspersonalen och olika andra kontor och förvaring. Bland dessa fanns rum 27, systemoperationsrummet. Detta dominerades av en "mimic display" som hade ett schematiskt diagram över systemet med lampor och indikatorer som visade status för de olika delarna.

Elektronik

Matarhornen matades av en serie av tolv vattenkylda klystroner som kunde ställas in inom 60 MHz från sin basfrekvens. De var uppdelade i fyra frekvensband, eller "oktaver", benämnda A, B, D och E. Octave C, vid 2 900 till 3 000 MHz, användes inte av Type 85 eftersom denna frekvens användes av ett antal andra radarer, bl.a. typ 80.

Trots detta bandgap var Type 85 utsatt för störningar på mottagarsidan från alla närliggande sändare, inklusive Type 84, även om de fungerade på väldigt olika band. Detta skulle få ett mönster av falska returer att visas på displayen, en effekt som kallas "springande kaniner". För att hantera detta inkluderade systemet en komplex "utlösare utan avbrott" för att säkerställa att radarerna på en plats använde olika tidsluckor.

I fredstida operationer skulle endast fyra klystroner användas, två aktiva och två som backup, en vardera i A- och B-oktaven. De andra oktaverna användes inte i fredstid. Med varje puls skulle de två aktiva klystronerna generera en enda förvald frekvens inom sitt 60 MHz-område och sedan blandas ihop och skickas till alla tolv matarhornen och producera det klassiska Cosec²-distributionsmönstret. Resultatet blev en signal som innehöll två frekvenser, 100 MHz från varandra.

Under krigstid skulle alla tolv klystroner användas, tre i varje oktav. För varje puls skulle de tre klystronerna i oktav A matchas med ettor slumpmässigt i D, och de i B med E, och sedan skickas till ett av matningshornen. På så sätt hade varje horn en separat signal bestående av två frekvenser med 300 MHz från varandra. Med varje vridning av antennen byttes tilldelningarna, så att varje möjlig frekvens i 500 MHz-bandet skulle ha använts för vartannat varv. Under störningsförhållanden skulle de andra sändarna också läggas till i signalen, enligt samma mönster så att varje matningshorn matades med en blandning av två frekvenser.

I tider av extrem störning kan effekten förbättras ytterligare genom att ställa in antennen på sektoravsökning, och därigenom kraftigt öka antalet pulser som träffar målen och likaså öka mängden återförd effekt.

Prestanda

Under störningsfria förhållanden, med bara två sändare, var Type 85 horisontbegränsad mot ett 1 m² mål, vilket gav den en nominell räckvidd på 280 miles (450 km), eftersom mottagarna var avståndsstyrda till 3 ms (300 "radar) Miles"), med radarhorisonten på 63 000 fot (19 000 m) höjd. Detta representerade en stor förbättring jämfört med den redan utmärkta Type 80:s räckvidd på ungefär 240 nautiska mil (440 km; 280 mi).

Anteckningar

Bibliografi

• Luftpublikation 10/3401, Kontroll och rapportering 2 (Teknisk rapport). Flygministeriet. 1969.
• Barrett, Dick (2 april 2004). "Radar typ 85" .
• Campbell, Duncan (11 januari 1980). "Kommer det att bli bättre än sist?" (PDF) . Ny statsman . sid. 54.
• Campbell, Duncan (15 maj 1987). "Försvar ner" (PDF) . Ny statsman . s. 19–21.
•   Gough, Jack (1993). Watching the skies: en historia av markradar för luftförsvaret i Storbritannien av Royal Air Force från 1946 till 1975 . HMSO. ISBN 978-0-11-772723-6 .
•   McCamley, Nick (2013). Kalla krigets hemliga kärnkraftsbunkrar . Penna och svärd. ISBN 9781473813243 .
• "UK Air Defense Region". Flyg internationellt . 27 juni 1974. s. 839–840.