VT-158
VT -158 , även känd som Zahl-röret, var ett vakuumrör som uppfanns av den amerikanske fysikern Harold A. Zahl på 1930-talet och användes under andra världskriget och Koreakriget . Det gjorde det möjligt för radartekniken vid den tiden att upptäcka lågtflygande plan genom att generera tillräckligt med kraft för att producera ultrahögfrekvent energi.
Bakgrund
VT-158 var en viktig komponent i AN/TPS-3 lättviktsradarn, känd som "Tipsy Three", och TPQ-3 mortellokaliseringssetet. Uppfinningen gjorde enstaka antennsystem möjliga för arméns och flygkårens tidiga varningsradarer och tryckte in radarn i megacykelns arbetsområde. Den bestod av fyra triodrör kopplade parallellt och två elliptiska kretsar inneslutna i ett cylindriskt glashölje. Katoden var en cylinder gjord av en lämplig katodmetall som nickelplåt som var fäst i koaxiell relation till katodledningen. Det koaxiala förhållandet mellan katoden och katodledningen var det som möjliggjorde effektiv ledning av hög radiofrekvensenergi. Å andra sidan anoderna plåtcylindrar gjorda av en värmebeständig metall såsom tantal . Dessutom passerade anodledarna genom uppåtriktade glasskaft, medan katodledarna passerade nedåt genom glasskaft, vilket gör att de två gallerledarna är på avstånd från varandra. Den stora ytan av den cylindriska katoden möjliggjorde också mer elektronemission . För att värma katoden användes emellertid en oxidbeläggning gjord av barium , strontium eller en kombination av dessa föreningar för att säkerställa att katoden kunde arbeta vid relativt låg temperatur och således inte kräva mer än en enkel inre värmetråd för att värmas upp. Som en pulsad oscillator hade VT-158 en arbetsfrekvens från 590 till 610 mHz och en toppeffekt på cirka 200 till 250 KW. Driften skedde vid en plattspänning av ca 20 KV med 1 till 2 mikrosekundspulser vid en repetitionshastighet av 240 pulser per sekund.
Historia
Ursprung
Under de första åren av USA:s inträde i andra världskriget satte den amerikanska militären upp radarutrustning för tidig varning längs kusterna på grund av oro angående landets försvar mot fiendens bombplan. Efter överraskningsattacken på Pearl Harbor var tjänstemännen oroliga för att fienden skulle kunna rikta sig mot Panamakanalen i synnerhet på grund av dess betydelse för att förbinda militär- och sjöfartsrutter i Atlanten och Stilla havet. Eftersom den västra ingången till kanalzonen inte hade några landområden i närheten som kunde användas som radarplatser, bevakades ingången av piketskepp som bar radar. 1942 skiftade tankarna från passivt luftförsvar till allierade offensiver, och de militära ledarna i flygvapnet betonade behovet av bärbara långdistansflygplansdetektorer under sina strider i Stilla havet. Amerikansk radarutrustning vid den tiden hade dock ett frekvenstak på 200 megacyklar, vilket gjorde dem inte bara sårbara för överraskningsanfall från lågflygande flygplan utan också extremt skrymmande och svåra att skala ner.
som tjänstgjorde som Signal Corps -major vid Evans Signal Laboratory (som senare blev en del av Signal Corps Engineering Laboratories ), anklagades för att öka frekvensen av befintlig radarteknik och minska storleken på skrymmande utrustning samt att utveckla nya radarrör för arméns markstyrkor och flygkåren. På förslag av generalmajor Roger B. Colton hade Zahl arbetat på VT-158 i flera år tills den stod klar 1939 och senare officiellt introducerad 1941. Som ett resultat av hans uppfinning kunde amerikansk radarteknologi potentiellt nå en hög frekvens på 600 megacykler, vilket möjliggör mindre antenner. Enligt Zahl var tester av vakuumröret så framgångsrika att utrustningen kunde få extremt långa räckvidder och låg vinkeltäckning även från en uppsättning endast 15 fot över havet. Framför allt kunde en mycket lätt medelvarningsradar konstrueras med VT-158.
Implementering i SCR-602
På begäran av det amerikanska flygvapnet ombads Signal Corps att utveckla en lätt radar av attacktyp som kunde vara både lufttransportabel och handburen samt ha en räckvidd på över 100 miles på fiendens bombardemang. Före denna begäran förlitade sig flygvapnet på den brittiska lättviktsvarningsradarn (LW), som Signal Corps studerade för idéer. Efter att ha testat VT-158 i olika befintliga uppsättningar som SCR-268 , inkorporerade ett team under ledning av kapten John Marchetti VT-158 i ett nytt system betecknat som SCR-602. Den ursprungliga SCR-602 , känd som SCR-602-T1 för "Typ 1", var nästan en exakt kopia av den brittiska LW-radarn. Med implementeringen av VT-158 utvecklade Marchettis team SCR-602-T8 (Typ 8), som var baserad på en modifierad SCR-268 som användes i kanalzonen. För att bevisa att den nyutvecklade SCR-602-T8 var lufttransportabel flög Signal Corps den första laboratoriemodellen i en Douglas B-18 Bolo från Newark Airport till en testplats i Orlando, Florida den 27 februari 1943. anlände till sin destination, SCR-602-T8 ställdes upp och kalibrerades för testning. I slutet av testerna fastställde ingenjörerna att modellen hade en räckvidd på över 110 miles och kunde masstillverkas.
SCR-602-T8, som utsågs till AN/TPS-3, blev snart den mest framgångsrika varianten av SCR-602-modellen. Bestående av en 10-fots parabolisk reflektorantenn med en horisontell polariserad dipolradiator i fokus och en konsol med en A-scope och en PPI-scope, blev AN/TPS-3 flitigt använd av armén och marinstyrkorna för tidig varning vid strandhuvuden, isolerade områden och erövrade flygbaser. Dessutom kunde AN/TPS-3 monteras och sättas i luften av en besättning på fyra män på trettio minuter, vilket gör den lätt att sätta in. Många japanska kamikaze- flygplansattacker har enligt uppgift förhindrats av denna radar. År 1944 tillverkades 900 uppsättningar av SCR-602-T8 av Zenith Radio Corporation , och de medföljande VT-158 tillverkades av Eitel-McCullough, Inc., en tillverkare av högfrekventa sändarrör belägen nära San Francisco. Det exakta antalet VT-158 som producerades under kriget är dock fortfarande okänt.
Förutom att skickas till Stilla havet, levererades 200 AN/TPS-3-uppsättningar till Storbritannien på begäran av Air Vice Marshal of the Royal Air Force, RB Mansell, som berättade för generalmajor Roger Colton från Signal Corps:
"[Denna] utveckling är en av de viktigaste inom markradartekniken de senaste åren och att konstruktörerna ska gratuleras till att producera en mottagare, display och högeffektsändare i en enda enhet som bara mäter 42 tum gånger 20 tum gånger 20 tum tum.”
Under D-Day-invasionen i Normandie skyddade 24 AN/TPS-3-enheter soldater från Luftwaffes jaktplansattacker.
Implementering i AN/TPQ-3
År 1944 deltog Evans Signal Laboratory i ett program för att utveckla och sätta in ett radarsystem som kan upptäcka och lokalisera fientliga vapen med tillräcklig hastighet och precision för att möjliggöra snabb och effektiv moteldning av vänliga styrkor. Även om det var en uppgift som MIT-strålningslaboratoriet ansåg omöjligt att slutföra före krigets slut, modifierade ingenjörerna vid Evans Signal Laboratory AN/TPS-3 till en mortellokaliseringsradar känd som AN/TPQ-3. Enligt Zahl arbetade ingenjörerna på labbet nästan 96 timmar av oavbrutet ansträngning för att förbereda AN/TPQ-3 i tid för utplacering i Stilla havet. AN/TPQ-3 anses vara den första prototypen av radarenhet för mortelskydd. Efter andra världskriget användes VT-158 under Koreakriget som en del av AN/TPQ-3 innan dess produktion stoppades.