太平洋戰爭爆發前，美國海軍早期雷達發展史

大家都知道，雷達是英國人最先發明的。不過我們今天要講講美美國海軍和雷達的故事。

奇怪的干擾波

1930年6月24日，位於美國哥倫比亞特區最南端波托馬克河旁的海軍研究所（NRL）里，工程師萊奧·揚和勞倫斯·海蘭德正在外場試驗一組用於引導飛機在夜間或濃霧中降落的無線電聚焦波束。他們在地面上架起了一套場強計來測定每一組波束的場強。當試驗飛機順著波束飛近試驗場時，他們發現場強計的指針忽然大幅度地擺動起來，他倆立即意識到無線電波被飛機反射了回來。更令他們驚訝的是，這種反射已經強大到對波束的強度造成了十分明顯的增益或抵消擾動。他二人立即把這個發現報告給了上級——海軍研究所無線電分部的負責人A. 霍伊特·泰勒博士。後者鼓勵這倆人在不影響正常工作的情況下繼續深入研究無線電波束的反射現象。

作為無線電領域的老鳥，泰勒博士還是有眼光的。1930年秋，他給研究所所屬的美國海軍工程局上書：「我相信我們研究的這種無線電回波設備不僅可以探測目標的方位，還可以根據回波的多普勒頻移來測定目標的速度。當然，我們無線電分部現有的這點經費是不夠的，所以……」如此要錢就是泰勒的不對了，他的信件讓人家工程局的老爺們一頭霧水：定位、測速？你在說啥？這東西是幹嗎的？能吃嗎？結果不言而喻——沒錢給你！這種時候就該那些混官場的發揮作用了。經海軍研究所執行官E. D. 阿爾梅的指點，泰勒恍然大悟，他於1931年1月16日再次上書，言明了這種無線探測技術對海軍的重要性——能夠在遠距離上發現飛機和軍艦云云。這次的結果當然不一樣了，工程局三天就回了信，直接命令研究所解決「用無線電波探測敵方飛機和軍艦的問題」，還特地要求這項工作要絕對保密。

這下，雷達研究算是有了官方身份，但問題是這僅僅是個名分而已，一不加人二不添槍，想要人要資源就得和海軍研究所無線電分部的其他項目搶，因此在最初的幾年裡，無線電定位項目的推進都是極度緩慢的，唯一的進展是驗證了泰勒博士關於探測所需波長與目標長度有關的推測：1931年12月，美國海軍巨型飛艇「阿克倫」號來到研究所上空協助校準高頻無線電定向器，泰勒趁機進行了試驗，他用波長與飛艇長度相近的1.4兆赫無線電照射飛艇，回波正常，但用同樣的電波照射小許多的客機就會收不到信號，於是所需波長與飛機長度相關的推測就得到了證明。他還發現雷達波的發射天線和接收天線之間需要保持很大的距離，以免發射出的電波直接被接收。這個距離甚至超過了最大型軍艦的長度！當然，這個問題後來解決了，否則就不會有那麼多艦載雷達了。

1934年2月中旬，海軍研究所為美國國會海軍委員會舉行了一次「科研成果展示會」，磨蹭了三年半的無線電探測儀也跟著露了一次臉。直到此時，美國海軍的雷達項目一直都只有泰勒帶著兩個小兄弟「兼著做」——因為「不能影響正常工作」。為了這場展示會不出岔子，研究所才給雷達組指派了第四個成員——一個名叫羅伯特·佩奇的初級工程師。這次展示會的結果看起來還不錯，因為議員們第二年就給研究所增加了預算。

直到1934年年初，泰勒等人使用的一直是連續不斷的無線電波，只有里奧·揚工程師在1933年一度試驗過間斷髮射的脈衝電磁波，他後來也向泰勒提議可以考慮改用脈衝波。現在剛好，新人來了，泰勒就指派新來的羅伯特·佩奇負責研究用脈衝波探測飛機和艦艇。這位新人不辱使命，很快獨自開發出了一套利用脈衝電磁波測量目標距離的方法。簡單地說就是做了一個計時器，通過計算脈衝波發出和回波到達的時間差來測量距離。

霍伊特·泰勒博士，20世紀30年代美國海軍研究所無線電組的負責人。

佩奇的第二個目標是解決發射天線和接收天線距離過遠的問題。有了脈衝波，思路就簡單了，讓同一台設備兼任發射機和接收機就可以了。思路簡單，但做起來可不容易。佩奇很快開發了一套電路，可以發出10微秒（百萬分之一秒）無線電波，繼而停止90微秒，如此循環；他還在研究所里找到一台發射機，只要稍微改動一下就可以發射足夠強的脈衝波——那個發射機的主人也很大方，答應把東西借給他，只要別「改得太誇張」就行。佩奇的努力方向就在於改進這套設備，使它在接收到脈衝電磁波時不致產生不可控的電磁振蕩，並在此基礎上實現電波發射和接收的快速轉換——要很快，近距離目標的回波時間極短，慢了就收不到了。結果問題就出在收發轉換上。佩奇不得不專門研發一套接收機來接收回波。這項工作一直拖到1935年11月才告一段落。在此期間，佩奇實際上成了唯一一個全職研究雷達的人，不過這個「全職」也不太純粹，他也經常被拖到別的項目里去幫忙。

雷達的優先順序提高了

1935年年初，無線電分部老大霍伊特·泰勒和音響部老大哈維·海耶斯經海軍研究所主任和工程局局長許可，向國會海軍軍費委員會的一幫老爺們做了彙報，彙報內容不難想見：無線電技術和水下聽音技術越來越重要了！研究這些技術要花很多的錢！我們海軍研究所現在錢不夠！所以，國會老爺們給點錢吧。國會委員會聽了他們的彙報，未置可否，走了。幾天後消息下來了：國會同意每年多給海軍研究所10萬美元。在1935年，這可是個大數目！為了把這筆銀子花到刀刃上，研究所提出了需要優先發展的15個項目，其中「無線電探測艦船與飛機研究」位列第9，工程局則直接把它提高到第3位。

這下優先順序也有了，錢也來了，美國海軍的無線電探測項目總算有了第二個全職工程師——羅伯特·C. 古斯雷。新人1935年11月22日開始和佩奇一起工作，現在，研究所的電子車間終於造出了佩奇要的那種接收機。12月，倆人的新玩意已經可以測試了。此時，研究所已經有了一面高達60米的巨大的帳幕形天線陣列。倆人覺得，與其爭取再建造一組天線，還不如重新調諧自己的無線電設備來適應這套天線。因此，他們把工作頻率從60兆赫下調到了28兆赫，波長延伸到10米，另外還在一座樓頂的兩根杆子上搭建了接收天線和接收機。

1936年4月28日，美國海軍的雷達發出了自己的第一聲啼哭。佩奇和古斯雷打開了電路的開關，3.2千米外一架飛機的信號立即清晰地出現在了接收機的屏幕上。第二天，他們把發射機的電壓提高到5000伏，探測距離隨即增加到了12.8千米。現在可以向上級交差了。5月6日，雷達項目的倆人當著研究所一眾頭頭腦腦的面跟蹤了一架飛機，直到它飛到了27.2千米外。6月10日，工程局派來的兩名專員也看了他們的演示。兩天後，工程局來信，要求將無線電探測項目置於最高優先順序，並著手開發能夠手動和馬達驅動天線旋轉、既能探測目標也能顯示距離的艦載設備。既然要旋轉天線，那麼測向也就是順理成章的了。工程局這封信還要求雷達研究要絕對保密，知情人越少越好。

佩奇工程師在海軍研究所里搭建的最早的雷達樣機。和英國的早期雷達一樣，這也是一台巨大的傢伙。

不久，工程局局長庫雷上校安排無線電探測項目組為海軍總長、海軍部一名副部長、美國艦隊司令和其他一群高級將領做演示。幾天後，海軍又向項目組派來了三個工程師，負責把那張像曬漁網一樣的雷達天線改造成堅固耐用、適合上艦的實用設備。佩奇也意識到他需要提高無線電頻率，縮短波長，以適應小型旋轉天線。問題是頻率並不是想提高就能提高的，這取決於真空管可以承受的最高電壓，因此波長最多也只能縮短到1.5米。同時，他們還研究了適合上艦使用的天線的形狀。無線電室主任霍伊特·泰勒堅決反對用這麼兩大塊天線來分別進行電波的發射和接收，他強令佩奇用一部天線解決所有問題。佩奇對此的第一反應是「這不可能」，因為發射機發出的強大電波，接收機是承受不住的。不過他還是想到了辦法，他帶領團隊開發出一種開關電路，可以讓天線在脈衝波發射的間隙里轉為接收狀態。佩奇把這種天線稱為雙工天線。

一個月後的7月22日，雷達小組就完成了新型200兆赫設備和雙工天線的製造。雙工天線獲得了巨大的成功。佩奇隨後還通過加裝四倍電子管的方式大大提高了發射功率。到1937年年初，雷達基本成型，佩奇雖然還想繼續改進，但卻來不及了。海軍的頭頭腦腦們雖然在新技術面前一向保守，但對雷達的態度顯然是個例外——海軍高層早早就看出了這個新玩意的潛力。因此，早在1936年結束前，海軍總長赫普頓中將就要求工程局儘快安排新型雷達設備的海試。

圖文節選自《戰爭事典之熱兵器時代3》

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