Klein Heidelberg
| Ursprungsland | Tyskland |
|---|---|
| Introducerad | under andra världskriget |
| Typ | bistatiskt liftsystem |
| Andra namn | KH |
Klein Heidelberg ( KH ) var ett passivt radarsystem som användes av tyskarna under andra världskriget . Den använde signalerna som sändes av det brittiska Chain Home -systemet som sin sändare, och en serie av sex stationer längs den västra kusten av den europeiska kontinenten som passiva mottagare. I modern terminologi var systemet en bistatisk radar . Eftersom systemet inte skickade några egna signaler var de allierade omedvetna om dess närvaro och fick inte veta om systemet förrän långt efter D- Day- invasionen. Systemet hänvisas till som Klein Heidelberg Parasit (Small Heidelberg Parasit) i vissa referenser.
Historia
Chain Homes (CH) stora antenner var synliga från den franska kusten, därför var tyskarna medvetna om deras exakta platser. Deras fasta sändningar mot kontinenten gjorde att det var lätt att avgöra vilken signal som sändes av vilken station. Detta fick hjälp av hur stationerna spred ut sina sändningar i en serie tidsluckor, kända som "running rabits", vilket gjorde det möjligt för en signalpuls att spåras tillbaka till en viss station genom dess timing.
Från och med 1942 använde Dr Wächter från Telefunken , som arbetade med radioingenjörer vid Reichspost , denna information för att bygga ett passivt radarsystem med hjälp av CH-sändningar och deras egna mottagare. Detta var inte olikt Daventry-experimentupplägget som först hade använts för att demonstrera radarkonceptet i Storbritannien i början av 1935. I båda fallen användes sändningar från en avlägsen station som en signal, och när ett flygplan flög in i signalen reflekterade det en del av det till mottagaren, vilket skapar en distinkt "blip" på displayen.
Till detta grundläggande koncept lade Wächter till möjligheten att mäta målets grova azimut genom att vrida på hela antennen och leta efter den maximala signalen. CH:s relativt långa våglängd, runt 6 m, krävde mycket stora mottagarantenner och ganska komplexa antennsystem för att stödja denna rotation. En annan bieffekt av den långa våglängden var att vinkelupplösningen var relativt låg, och även om ett lobväxlingssystem övervägdes, användes det uppenbarligen aldrig i drift.
Flera testsystem testades i Cherbourg 1942 och 1943. Det första operativa KH-systemet byggdes vid störningsstationen Nachtfalter (Moth) vid Mont de Couple mellan Boulogne och Calais , tvärs över Engelska kanalen från Dover , som togs i drift nära slutet av 1943. En andra station i Oostvoorne i Nederländerna (Biber) följde våren 1944. Ytterligare fyra stationer färdigställdes 1944, Vaudricourt (Skorpion), Oostende (Bremse), Cap d'Antifer (Auerhahn) och Cherbourg (Tausendfüssler) . Dessa byggdes på Wassermanns radarantenner och använde ibland Wassermannens egna signaler för höjdfaktande uppgifter.
Beskrivning
Systemet använde två antenner, en mycket stor på en roterande plattform som användes för att ta emot signalen som reflekterades från flygplanet, och en mycket mindre placerad cirka 60 meter bort som tog emot signalen direkt från CH-stationen. Signalerna från båda antennerna skickades till två katodstrålerör tagna från Würzburg-radarn , som på typiskt tyskt sätt användes som J-scopes . Detta innebär att avstånden mäts som vinkeln runt rörets yta snarare än det linjära avståndet över det. En graderad skala runt utsidan av katodstråleröret användes för att mäta vinklarna för de olika "blips" i mils (0 till 400).
Operatören skulle först välja en enda CH-station genom att ändra en timer så att den bara tog upp signalerna från den stationen. CH-stationer sände i tidsluckor, den ena efter den andra, så det var lätt att välja en enda station med en enkel timer. Signalen från den mindre antennen skickades till den vänstra displayen. Med hjälp av ett handratt justerade operatören en fördröjningskrets tills huvudblippen för den direkt mottagna signalen var vid klockan 12 på denna display.
Den högra CRT:n visade signalen som tas emot på den större antennen. Eftersom direktsignalen från CH-stationen var mycket kraftfull, dök den upp på denna display oavsett vilken riktning antennen pekade. Displayen var inställd så att den bara visade 1 ⁄ 20 av tidsluckan på 1 ⁄ 25 sekunder, det vill säga 2 millisekunder. Operatören skulle sedan finjustera timingen ytterligare så att den direkta signalen var vid klockan 12-positionen på denna display också.
När ett flygplan flög framför den större antennen reflekterades en del av CH-signalen från den och in i mottagaren. Eftersom flygplanet inte befann sig på direktlinjen mellan de två stationerna kommer den totala sträckan som signalen tillryggalagt till flygplanet och sedan till antennen alltid att vara längre än den direkta signalen. Detta innebär att en andra pip visas på den andra displayen, en tid efter den direkta signalen. Att mäta vinkeln runt skärmens framsida avslöjade skillnaden i signalens ankomsttid jämfört med den för den direkta signalen, som en förfluten tid.
För varje given förfluten tidsskillnad finns det ett oändligt antal platser som matchar den fördröjningen. När de plottas bildar dessa punkter en ellips med CH-stationen vid en foci och KH-mottagaren vid den andra. Idag är detta känt som det bistatiska området . För att underlätta ritningen av dessa platser tilldelades varje uppsättning av tio siffror på den cirkulära skalan, säg 100 till 110, en förberäknad ellips, i detta fall "ellips 10". Operatörerna skulle sedan välja den ellipsen på en uppsättning tillhandahållna sjökort.
För att mäta vinkeln mot målet, roterades den större antennen runt sin vertikala axel tills den valda målblippen maximerades, eller växelvis försvann eller "nollställdes". Vinkeln kunde sedan avläsas från en graderad skala som var mekaniskt kopplad till antennens rotation. Kartorna visade ellipsen och platsen för KH-stationen; en linje drogs utåt från stationens läge vid den uppmätta vinkeln, där den så småningom skulle skära ellipsen och lokalisera flygplanet.
Tidsluckan på 2 ms motsvarade en räckvidd på 300 kilometer (190 mi), men systemet kunde ta emot signaler på högtflygande flygplan på ännu längre avstånd. I dessa fall kunde operatören använda timerkontrollerna för att ytterligare fördröja svepet på den andra katodstråleröret så att det visade senare tider, och lägga till den extra fasta fördröjningen tillbaka till den uppmätta vinkeln när man letar upp rätt ellips på sjökorten. Detta tillät dem att fortsätta spåra när flygplanet flög över Tyskland.
Uppskattningarna varierar när det gäller systemets effektivitet. Pritchard ger en räckviddsnoggrannhet på 1 till 2 km med en lagernoggrannhet på 1 grad vid 400 kilometer (250 mi) räckvidd, medan Price föreslår 6 miles (9,7 km) vid 280 miles (450 km). Med tanke på avsaknaden av lobbyte var vinkelnoggrannheten mer i storleksordningen 10 grader (+ eller -5 grader).
Anteckningar
Citat
Bibliografi
- Bauer, Arthur (22 augusti 2014). "Klein-Heidelberg, ett ganska mystiskt bi-statiskt radarsystem" .
- Galati, Gaspare (2015). 100 år av radar . Springer. ISBN 9783319005843 .
- von Gregor, K. (30 maj 1945). Radarutrustningen "Klein-Heidelberg" (Teknisk rapport).
- Pritchard, David (1989). Radarkriget: Tysklands banbrytande prestation, 1904–45 . Patrick Stephens Limited, Wellingborough, England. ISBN 1-85260-246-5 .
- Willis, Nicholas; Griffiths, Hugh (2007). Framsteg inom Bistatic Radar . SciTech Publishing. ISBN 9781891121487 .
- Willis, Nicholas; Griffiths, Hugh. Klein Heidelberg – ett bistatiskt radarsystem från andra världskriget som var decennier före sin tid (Teknisk rapport).