Лаборатории сигнального корпуса - Signal Corps Laboratories

Лаборатории сигнального корпуса (SCL) была образована 30 июня 1930 года в рамках Корпус связи армии США в Форт Монмут, Нью-Джерси. С течением времени SCL претерпела ряд изменений в названии, но осталась операцией по предоставлению услуг в области исследований и разработок для Корпуса связи.

Фон

В начале Первой мировой войны в 1917 году Корпус связи армии США открыл учебный центр под названием Кэмп Вейл в восточно-центральном районе. Нью-Джерси. Этот объект был назван в честь Альфред Вейл изобретатель, связанный с Сэмюэл Ф. Б. Морс. Позже в том же году армия учредила в лагере Вейл Радиолаборатории корпуса связи, посвященные исследованиям в области радио и электроники. Общая установка была модернизирована и стала Форт-Вейл.

Под руководством полковника (доктора) Джордж Оуэн Сквайер, Радиолаборатории сосредоточились на стандартизации вакуумные трубки и испытания оборудования, производимого для армии коммерческими фирмами. Также проводились эксперименты по радиосвязи с самолетами, обнаружению самолетов с помощью звуковых и электромагнитных волн и метеорология. Сквайер ранее внес важный вклад в коммуникацию, разработав мультиплексирование, за что был избран в Национальная Академия Наук в 1919 г.

После окончания Первой мировой войны авиационная связь была передана в Лабораторию авиационной радиолаборатории Сигнального корпуса в г. Уилбур Райт Филд в Дейтон, Огайо. Радиолаборатории в лагере Вейл продолжали работать на низком уровне, сосредоточившись на разработке и испытании радиоприемников, полевого телефонного и телеграфного оборудования и метеорологии. Объект выжил как армейская установка, когда Корпус связи переместил все свои школы в лагерь Вейл, а объединение было названо школой связи.

В 1925 году форт Вейл был переименован. Форт Монмут. Радиолаборатория оставалась важным направлением деятельности в форте Монмаут, хотя была в тени Школы сигналов и в ограниченном масштабе из-за бюджетных ограничений. Разработки включали множество радио для голоса и азбука Морзе коммуникации. Сочетая возможности электроники и метеорологии, в 1929 году лаборатория разработала и выпустила первый радиооборудованный метеозонд.

Формирование

Поскольку Великая депрессия начавшаяся в 1930 году, ухудшение экономических условий вынудило объединить широко распространенные лаборатории Корпуса связи. Электрические и метеорологические лаборатории и лаборатория корпуса связи в Национальном бюро стандартов, которые ранее находились в Вашингтоне, округ Колумбия, были перемещены в Форт Монмут. Подводная (осадочная) лаборатория звуковой дальнометрии была переведена туда из форта Х. Г. Райт, Нью-Йорк. Однако авиационная радиолаборатория осталась в Райт-Филд.

30 июня 1930 года объединенные операции в форте Монмаут превратились в Лаборатории корпуса связи (SCL). Первоначальный SCL состоял из 5 офицеров, 12 рядовых и 53 гражданских лиц. Майор (доктор) Уильям Р. Блэр был назначен директором.

SCL отвечал за развитие наземной радиосвязи и проводной связи в армии и за улучшение метеорологической службы. В следующем году на эту лабораторию были возложены обязанности по обнаружению самолетов с помощью акустики и электромагнитного излучения. В то время как количество персонала было недостаточным для основной работы в этих многочисленных и разнообразных областях, Блэр, директор, лично разбирался во всех из них.

В течение 1920-х годов армейский артиллерийский корпус на Франкфорд Арсенал провел тесты в обнаружении инфракрасный испускается двигателями самолетов или отражается от их поверхностей. Когда была сформирована ГКЛ, эта работа была передана в эту лабораторию. Продолжая эту работу, в 1931 году Блэр инициировал проект 88 «Определение местоположения с помощью света». Здесь «свет» использовался в общем смысле электромагнитного излучения, включая инфракрасное и очень короткое (микроволновая печь ) радиоволны.

Первоначально упор делался на специальные устройства с усилением с высоким коэффициентом усиления для обнаружения отраженного инфракрасного излучения от прожектора с подсветкой. В августе 1932 года это оборудование использовалось для отслеживания дирижабль на расстоянии более мили. Дальнейшие поиски методов активного обнаружения были прекращены из-за ограниченности инфракрасной энергии, доступной от прожекторных источников.

Хотя в SCL продолжались исследования по пассивному обнаружению инфракрасного излучения, излучаемого нагретыми авиационными двигателями, Блэр пришел к убеждению, что практические системы обнаружения будут включать отраженные радиосигналы. В этом на него, безусловно, повлияли его более ранние докторские исследования в этой области, и он знал о работе по обнаружению радиоизлучения в Лаборатория военно-морских исследований США (NRL) в Вашингтоне, округ Колумбия. В декабре 1930 года представители SCL были проинформированы в NRL о феномене биений и помех, который они исследовали, и в 1932 году отчет NRL о радиопомехах для обнаружения целей был передан в армия. Однако не похоже, чтобы какая-либо из этих сведений использовалась Блэром.[1]

Обнаружение целей по радио

Первые решительные усилия SCL по обнаружению целей с помощью радио начались в 1934 году, когда начальник армейского корпуса связи, увидев микроволновую демонстрацию RCA, предложил исследовать методы радиоэха. Особое внимание уделялось оценке возможностей существующих микроволновых ламп, в том числе лампы Холлмана немецкого производства с выходной мощностью 50 см (600 МГц) и 9 см (3 ГГц). магнетрон взаймы от RCA. Ни одно из этих устройств не производило достаточной мощности для использования в системах обнаружения.

Сквайр-холл был построен в 1935 году для размещения SCI. Объект был назван в честь доктора Джорджа О. Сквайера, основателя SCL и главного офицера связи во время Первой мировой войны. Подполковник. Роджер Б. Колтон был назначен исполнительным директором SCL.

В течение 1934 и 1935 годов в результате испытаний микроволнового оборудования RPF Допплер - получение смещенных сигналов сначала на расстоянии нескольких сотен футов, а затем на расстоянии нескольких миль. Эти испытания включали бистатическое устройство, при котором передатчик находился на одном конце линии передачи, а приемник - на другом, а отражающая цель проходила через или вблизи пути. Состояние разработки этого детектора доплеровских биений было резюмировано Блэром в 1935 году:[2]

  • На сегодняшний день расстояния, на которых отраженные сигналы могут быть обнаружены с помощью радиооптического оборудования, недостаточно велики, чтобы представлять ценность. Однако с улучшением излучаемой мощности передатчика и чувствительности приемника этот метод определения местоположения вполне может стать полезным.

Во внутреннем отчете Блэр отметил, что SCL может исследовать другой метод:

  • В настоящее время рассматривается схема проецирования прерванной последовательности последовательностей колебаний на цель и попытки обнаружения эхо-сигналов в промежутках между выступами.

Определение местоположения по радио

В 1936 году В. Дельмар Хершбергер начал небольшой проект по импульсной микроволновой передаче. SCL назвала эту технику радиопеленгацией (RPF). Не имея успеха с микроволнами, Хершбергер посетил NRL (где он раньше работал) и увидел их импульсный комплект 200 МГц. Вернувшись в SCL, он и Роберт Х. Нойес построили экспериментальную установку с импульсным передатчиком 110 МГц (2,73 м) и приемником по образцу того, что находится в NRL. Запрос на финансирование проекта был отклонен Военное ведомство, но при поддержке старшего офицера связи, генерал-майора Джеймса Б. Эллисона, 75 000 долларов на поддержку были отвлечены от ранее выделенных средств на коммуникационный проект.

В октябре 1936 г. Пол Э. Уотсон (позже подполковник) стал главным инженером SCL и руководил проектом. Полевая установка у берега была сделана с передатчиком и приемником, разделенными милей. 14 декабря экспериментальная установка обнаружила на расстоянии до 7 миль (11 км) самолеты, летящие в и из Нью-Йорка.[3]

Затем последовала разработка прототипа системы с капитаном Рексом Корпутом в качестве руководителя проекта. Ральф И. Коул руководил работой приемника, а Уильям С. Маркс руководил усовершенствованием передатчика. Отдельные антенны и приемники использовались для азимут и высота измерения. Эти приемные антенны, а также передающая антенна, были сделаны из больших массивов диполь провода на деревянных каркасах. Выход системы использовался для прицеливания прожектор.

Первая демонстрация полной комплектации была произведена в ночь на 26 мая 1937 года. Был обнаружен неосвещенный бомбардировщик, который затем засветился прожектором. Наблюдатели включали Секретарь войны, Генри А. Вудринг; он был так впечатлен, что на следующий день был отдан приказ о полномасштабном развитии системы.

При решительной поддержке генерала Эллисона Конгресс выделил 250 000 долларов. Частота увеличена до 200 МГц (1,5 м). Передатчик использовал 16 ламп в кольцевой генератор схема (разработана в НРЛ), вырабатывающая пиковую мощность около 75 кВт. Колтон хотел переключение лепестков для приемных антенн, и майору Джеймсу С. Муру было поручено возглавить сложную электрическую и механическую конструкцию. Инженеры из Western Electric и Westinghouse были привлечены, чтобы помочь в общем развитии.

Первые действующие армейские системы

Для большей безопасности и большего пространства деятельность РПФ была перенесена в Форт Хэнкок, Нью-Джерси. Это было изолированное место на Сэнди Хук полуостров песчаной косы, уходящий в Нью-Йоркская гавань. В 1938 году здоровье Блэра ухудшилось, и должность директора SCL занял Роджер Колтон, которого затем повысили до полковника. (После смены Блэра на посту директора SCL Колтон оставался до сентября 1944 года, когда он перешел в Военно-воздушные силы. Он был награжден Легион Заслуги и Медаль за выдающиеся заслуги за работу в SCL.)

Колтон организовал демонстрацию прототипа системы в конце ноября 1938 года. Система получила обозначение SCR-268, с SCR означает, что либо Set Complete Radio, либо Signal Corps Radio используются в документах как синонимы. SCR-268 в первую очередь предназначался для наведения прожекторов, связанных с зенитный пистолеты; система позволяла грубое наведение теплового инфракрасный детектор, а затем нацелился прожектор. Ночная демонстрация проводилась для Берегового артиллерийского управления в г. Форт Монро, недалеко от побережья рядом с Хэмптон, Вирджиния.

Это было почти провалом, потому что цель, Мартин Б-10 бомбардировщик на высоте 20 000 футов (6 100 м) сбился с курса и пролетел много миль над Атлантикой. После долгого обратного полета он оказался над проемом в облаках и, к радости наблюдателей, сразу же был освещен прожектором, наведенным радаром.[4]

Производство комплектов SCR-268 было начато Western Electric в 1939 г., на вооружение вступил в начале 1941 г .; в итоге было построено около 3100 комплектов. Позже индикатор положения плана (PPI), и система получила обозначение SCR-516, маловысотная РЛС раннего предупреждения.

Еще одним наблюдателем на майских испытаниях 1937 года был Бриг. Gen. Генри Х. Арнольд, затем помощник начальника штаба Армейский авиационный корпус. Это привело к тому, что авиационный корпус запросил более простую систему раннего предупреждения с большим радиусом действия. Параллельно с завершением строительства SCR-268, новый проект под руководством майора, впоследствии подполковника, (д-р) Гарольд А. Заль началось. Было получено хорошее финансирование и высокий приоритет; таким образом, разработка была быстро завершена.

Эта новая система работала на частоте 106 МГц (2,83 м) и имела упрощенную антенну, исключение переключения лепестков и добавление дуплексер разработано Zahl. В целом, была принесена жертва в точности, но она была сбалансирована простотой в обслуживании и большей дальностью полета (до 240 миль).

Было две конфигурации - SCR-270 (мобильный) и SCR-271 (стационарный). Westinghouse получила контракт на производство и начала поставки в конце 1940 года. SCR-270 находился на вооружении недалеко от острова Оаху утром 7 декабря 1941 г. В 7:20 операторы доложили об обнаружении полета самолетов на север, но дежурный офицер отклонил это как «ничего необычного», и сигнал тревоги не был услышан.[5] В 7:59 японцы ударили Перл Харбор.

Взяв на себя более ранний проект NRL, лаборатория разработала SCR-518. радиолокационный высотомер для Армия ВВС. Эта система, работающая на частоте 518 МГц (0,579 м), была произведена RCA с 1940 года. Окончательная система весила менее 30 фунтов и имела точность на высоте около 42 000 футов (13 000 м) над землей. Лаборатория также участвовала в разработке ранней версии портативного радиолокационного система посадки по приборам, получивший обозначение SCS-51.

Лаборатория сигналов Эванса

В 1941 году SCL снова переехал, на этот раз в Кэмп Эванс, участок в нескольких милях к югу от форта Монмаут. Здесь это называлось сигнальной лабораторией Кэмп-Эванса, директором которой был подполковник Пол Э. Уотсон. Это место включало первоначальный объект станции Маркони Бельмонт, а центральное здание, обычно называемое отелем Маркони, стало штаб-квартирой. Тестирование оборудования на открытом воздухе часто проводилось на маяке Twin Lights, между Кэмп Эванс и Форт Хэнкок, Нью-Джерси.

В середине 1940 года правительства Великобритании и США приняли решение об обмене информацией о своих оборонных технологиях и совместных разработках. В Миссия Тизарда инициировали этот обмен, привезя в Америку их самые секретные предметы. Среди них был резонаторный магнетрон. Этот мощный генератор микроволновых сигналов сразу же стал рассматриваться как решение для дальнейших разработок радаров. До конца года Радиационная лаборатория (обычно называемая Rad Lab) была создана на объектах в Массачусетский технологический институт с основной целью закрепить развитие микроволновых радаров.[6]

Название «радар» произошло от аббревиатуры RADAR, придуманной ВМС США в 1940 году для прикрытия их секретной деятельности в области радиообнаружения и определения дальности. Это название вскоре было принято армией США, заменив Radio Position Finding (RPF), и британцами, заменив Radio Detection and Finding (RDF).

Одним из первых проектов Rad Lab была разработка мобильной РЛС СВЧ-наводки (прицеливания) для использования с зенитными орудиями. В мае 1941 года предварительная система была завершена, и теперь Бриг. Генерал Роджер Б. Колтон, начальник отдела исследований и разработок SCL. Он пообещал армии поддержку для окончательной разработки и рекомендовал приобрести комплект для каждой батареи AA.

В тесном сотрудничестве с SCL, представляющим конечного пользователя системы, Rad Lab разработала инженерную модель системы GL. Обозначенный XT-1, он перевозился на четырех грузовиках, включая большой электрогенератор. Чтобы обеспечить автоматическое сопровождение цели, Bell Telephone Laboratories (BTL) разработала аналоговый электронный компьютер, содержащий 160 электронных ламп. Эта компьютерная система, получившая название M-9 Predictor-Corrector Unit, могла автоматически отслеживать цели на расстоянии до 18 миль (29 км) и наводить четыре зенитных орудия.

Предварительное тестирование полной системы GL, теперь обозначенной как SCR-584, был проведен SCL в Форт Монмут в декабре 1941 года. В конечном итоге он был запущен в производство на General Electric и Westinghouse в качестве генеральных подрядчиков. Около 1500 таких систем использовались как на европейских, так и на тихоокеанских театрах военных действий. Считается, что SCR-584 позволил зенитным орудиям уничтожить большую часть немецких Летающие бомбы Фау-1 нападение на Лондон после Вторжение в нормандию.

Радары военного времени

Хотя SCL инициировала свои радарные исследования с использованием микроволн, она больше никогда не возвращалась к разработке наборов в этом диапазоне длин волн. Лаборатория сигналов Эванса, тем не менее, повысила частоты, в первую очередь благодаря разработке Гарольдом Залом в 1939 году VT-158, лампы, генерирующей импульсную мощность 240 кВт на частоте до 600 МГц (0,5 м). Фактически это были четыре триода и связанные с ними схемы, плотно упакованные в одну стеклянную оболочку.[7]

После внезапной бомбардировки Перл-Харбора была проведена аварийная программа по получению радаров для защиты Зона Панамского канала от подобной атаки. Для обнаружения низколетящих самолетов на дальности, достаточной для предупреждения, высокочастотная система для радиолокационный пикет корабли в 100 милях (160 км) от берега были необходимы. Капитан Джон В. Маркетти руководил командой из 20 человек, которая использовала VT-158 для адаптации SCR-268 для этого приложения. Спецпроект был выполнен за несколько недель.

Затем команда Маркетти преобразовала его в AN / TPS-3, легкую, мобильную систему и последний крупный радар, полностью разработанный SCL. Установка могла быть собрана и введена в эксплуатацию небольшой бригадой за 30 минут. Во время войны AN / TPS-3 использовался для раннего предупреждения на плацдармах, изолированных районах и захваченных авиабазах. Версия AN / TQS-3 была разработана для обнаружения минометов. Всего «Зенит» изготовил около 900 экземпляров обеих версий. После войны Маркетти стал первым директором Кембриджского исследовательского центра ВВС в Массачусетсе.[8]

В марте 1942 года армия США была реорганизована на три компонента: сухопутные войска, военно-воздушные силы и служебные войска. Корпус связи находился в составе войск. В это время SCL официально стал Общей службой Корпуса связи. Операции оставались в Кэмп-Эвансе и для большинства целей продолжали называться SCL или Лаборатория сигналов Кэмп-Эванса. За годы войны в общей сложности операции корпуса связи в форте Монмут около 14 000 человек личного состава.

Большинство радиолокационных проектов в SCL были связаны с Rad Lab, в первую очередь в переводе прототипов из исследовательского состояния на надежное оборудование для использования в полевых условиях. Практически все производство осуществлялось коммерческими фирмами. Отметим несколько из многих таких систем.

SCR-582 был ранним 10-сантиметровым радаром, разработанным для SCL лабораторией Rad Lab. Изначально предназначенная для защиты гавани, она имела 48-дюймовую параболическую тарелку и обычно устанавливалась на башне высотой 100 футов (30 м). Благодаря дисплею PPI он идеально подходил для навигации кораблей, заходящих в гавани, а также мог обнаруживать низколетящие самолеты на расстоянии 25 миль (40 км). SCR-682 был передвижной версией.

SCL отвечал за ряд других 10-сантиметровых радаров, используемых в армии. Некоторые из их транспортируемых по воздуху радаров включали AN / CPS-1, комплекс раннего предупреждения, построенный General Electric с дальностью действия до 200 миль (320 км). AN / CPS-4, получивший прозвище «Бобровый хвост» из-за формы своей балки, был высотомер набор из Rad Lab; он использовался с SCR-270 и SCR-271. BTL разработала AN / CPS-5, наземный перехват радар, способный отслеживать цели на расстоянии более 200 миль (320 км).

Типичные мобильные наземные радары SCL включали AN / GPN-2, поисковый набор с дальностью действия 60 миль (97 км), произведенный Bendix Corporation, и AN / GPN-6, аналогичный поисковый набор от Лаборатории электроники Inc. AN / CPN-18, также сделанный Bendix, был вторичный обзорный радар часть управления воздушным движением система, используемая ВВС сухопутных войск.

В феврале 1945 года часть операций взяла на себя армейская авиация; это было названо Лабораториями Уотсона, названными в честь подполковника Пол Э. Уотсон. Позже он был переведен на авиабазу Гриффис и стал Римский центр развития воздуха.

Закрытие

В конце войны в 1945 году лаборатории снова были реорганизованы, официально образовав Инженерную лабораторию корпуса связи (SCEL). Хотя для большинства целей она продолжала называться Сигнальной лабораторией Эванса (ESL), о Лабораториях корпуса сигналов было мало или вообще не было никаких ссылок. Некоторые из последующих действий будут отмечены.

Соединенные Штаты провели Скрепка проекта, в соответствии с которым ряд немецких ученых и инженеров был доставлен в Америку для работы в области оборонных исследований. Двадцать четыре из этих специалистов были наняты ESL, где они внесли значительный вклад в будущие радары и другие разработки электроники.

В конце 1945 г. Проект Диана был начат на ESL. С помощью модифицированной РЛС SCR-271 со специальной антенной были предприняты попытки принять сигнал, отраженный от Луны. 10 января 1946 года это было успешным: отраженный сигнал был получен через 2,5 секунды после его передачи. Это продемонстрировало потенциал радиосвязи за пределами Земли для космические зонды и исследователи-люди.

В 1946 году ESL разработала MPQ-10, автоматический контрбатарейный радар. Двумя годами позже последовала первая армейская метеорологический радар. Большой лабораторный комплекс, неофициально называемый Hexagon, был построен в 1954 году для операций ESL. Позже он был назван Майер-центром, мемориалом Альберту Джеймсу Майеру, основателю армейского корпуса связи.

В конце 1950-х годов ESL разработала солнечные батареи, которые должны были обеспечивать питание спутника США. Авангард 1С в течение многих лет после того, как разрядились химические батареи. Солнечные элементы и их применение в проекте Vanguard были серьезным нововведением, которое повлияет на питание будущих спутников США.[9]

По состоянию на 1 августа 1962 года форт Монмаут больше не был базой связи. Под Армейское командование материальной частью, это стало домом для Командования электроники армии США (ECOM), позже Команды электроники и связи армии США (ECCOM). После 80 лет работы в качестве центра развития связи и электроники в армии, Министерство обороны США в 2005 году приказало перенести эту деятельность в другое место и закрыть Форт Монмаут к 2011 году.

Рекомендации

  1. ^ Министерство армии США; Исторический отчет: инженерные лаборатории Сгнальского корпуса: 1930-1943 гг., Государственная типография, 1943 г.
  2. ^ "Годовой отчет за 1935 год об исследованиях в Лаборатории войск связи США"
  3. ^ "Годовой отчет за 1936 год об исследованиях в Лаборатории войск связи США"
  4. ^ Колтон, Роджер Б .; «Радар в армии США», Proc. IRE, Vol. 33, 1947, стр. 740-753.
  5. ^ Свидетельские показания относительно радара Opana Point; http://www.ibiblio.org/pha/myths/radar/
  6. ^ Будери, Роберт; Изобретение, изменившее мир, Саймон и Шустер, 1996
  7. ^ Орр, Уильям I; «Секретная трубка, изменившая войну» Популярная электроника, March 1946, pp. 57-59, 103-105.
  8. ^ Захл, подполковник Гарольд А. и майор Джон В. Маркетти; "Радар на 50 см", Электроника, Январь 1946 г., стр. 98-104; «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2015-06-14. Получено 2015-06-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  9. ^ https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/sputnik/chap14.html

Общие ссылки

  • Браун, Луи; Радарная история Второй мировой войны - технические и военные императивы, Инст. Физики, 1999 г.
  • Skolnik, Merrill I .; «Пятьдесят лет радару», Proc IEEE, Special Issue on Radar, Vol. 73, стр. 182, 1985 г.
  • Терретт, Дулани; Корпус связи: Чрезвычайная ситуация (до декабря 1941 г.)4-е изд., Государственная типография, 2002 г.
  • Vieweger A. L .; «Радар в корпусе связи», IRE Trans Mil. Избрать., МИЛ-4, стр. 555, октябрь 1960 г.
  • Watson, Raymond C., Jr .; Radar Origins в мире, Публикации Траффорда, 2009 г.
  • Зале, Гарольд; Электроника в гостях, 1969, и Радар написано наоборот, 1972, Vantage Press

внешняя ссылка

Координаты: 40 ° 18′50 ″ с.ш. 74 ° 02′51 ″ з.д. / 40,31401 ° с.ш.74,04750 ° з.д. / 40.31401; -74.04750