チェーンホームロー

チェーンホームロー^[1]

ホプトン・オン・シーのチェーン・ホーム・ロー駅
原産国	イギリス
紹介された	1939年7月 ( 1939-07 )
建造数	100以上
頻度	200MHz
広報	400 Hz
ビーム幅	1.5°（水平）
パルス幅	3μs
回転数	3.3まで
力	150kW
その他の名前	AMES タイプ 2、CD マーク I

チェーンホームロー（CHL ）は、第二次世界大戦中にイギリス空軍が運用した英国の 早期警戒レーダーシステムの名前である。^{[2]この名前は、ほとんどのCHLレーダーが共存していたオリジナルの}チェーンホーム（CH）レーダーの能力以下の高度を飛行する航空機をCHLが探知できることに由来している。CHLは500フィート（150メートル）の低高度を飛行する航空機を確実に探知することができた。正式名称は AMESタイプ2で、開発された場所であるバウジーマナーの航空省実験ステーションにちなんで名付けられたが、この名前は実際にはほとんど使用されなかった。

このシステムはもともと、同じくバウジーに拠点を置いていたイギリス陸軍の研究グループによって、イギリス海峡で敵の船舶を探知するためのシステムとして開発された。このシステムは、1.5 m 帯域で動作する航空機迎撃レーダーシステム用に開発されていた電子機器を使用して構築された。この当時としては高い周波数 (200 MHz) により、6.7 m波長(45 MHz) のチェーン ホームシステムの巨大な固定アンテナとは対照的に、反射を探すために前後に振れる小型のアンテナを使用することができた。

戦争が始まると、ドイツ空軍は機雷敷設任務を開始し、爆撃機は任務のほとんどを低高度で飛行しました。チェイン・ホームは地平線から 1.5 度以上の目標しか見えなかったため、これらの航空機は近距離でしか見えませんでした。ロバート・ワトソン・ワットは、最終段階にあった沿岸防衛 (CD) システムを数十台押収し、CH ステーションと海岸沿いの重要な場所に設置して、この重大なカバー範囲のギャップを埋めました。

CHL は戦争の残りの期間、Chain ネットワークの重要な部分であり続け、戦後も保持されましたが、ROTORアップグレード中にAMES タイプ 80に置き換えられました。電子機器、特に高出力送信機は、 AMES タイプ 7 を含む他の多くのシステムでも再利用されました。

CHL の起源は、 1936 年の航空機迎撃レーダーシステムの初期の実験に遡ります。これは、Chain Home (CH) の約 5 マイル (8.0 km) の精度と、夜間戦闘機パイロットの視程である約 1,000 ヤード (0.91 km) の差を埋めるために開発された短距離レーダーでした。 「Taffy」Bowen率いる Bawdsey Manor のチームによって開発されたこの新しいレーダーは、アンテナのサイズを航空機に実際に搭載できるサイズに制限するために、はるかに短い波長で動作する必要がありました。かなりの実験を経て、チームは 1.5 メートルの波長、 VHF帯域の約 193 MHz で動作するセットに落ち着きました。

新しいセットを使った初期の実験で、チームは、ターゲットが比較的小さいため、他の航空機の検出が困難であること、特に地面からの反射が問題であることを発見しました。後者は、航空機の現在の高度に等しい範囲にあるように見える非常に強い信号を発生させ、それを超えるものはすべて結果として生じる乱雑さで見えませんでした。これは、ドイツの航空機による 15,000 フィート (4,600 メートル) の高度での典型的な夜間爆撃がその範囲でのみ見えることを意味しており、望ましい最小 5 マイル (26,000 フィート) よりはるかに短い距離でした。

これらの同じ実験で、予期せぬ副作用が明らかになった。飛行機がイギリス海峡沿岸のボージー上空を飛行中、チームは強い一定の反射波を発見したが、後にそれが数マイル離れたハリッジ港のクレーンによるものであることがわかった。その他の小さな反射波は、海峡の船であることがすぐに判明した。アンテナがこの用途向けに設計されていないにもかかわらず、これらは飛行機に対する最大範囲をはるかに超える距離で検知されていた。

この発見の可能性は失われず、ロバート・ワトソン＝ワットはチームに現実世界でこの概念を実証するよう依頼した。1937年9月にイギリス海峡で行われた一連の軍事演習は完璧なテストとなった。9月3日、チームのテスト機であるアブロ アンソン K6260 はイギリス海峡で数隻のイギリス海軍艦艇を発見し、翌日にはほぼ完全に曇り空であったにもかかわらず、同じパフォーマンスを繰り返した。ティザード委員会のアルバート パーシバル ロウは後に「もし彼らがこれを知っていたら、ドイツ潜水艦隊の終わりを告げる前兆だっただろう」とコメントした。^[3]

イギリス陸軍は、実はレーダーについて最初に検討した。 1931年にアラン・ブテメントとPEポラードが、無線信号のパルスを使って船舶までの距離を測定することを提案した論文を提出したのである。^{[4]陸軍は、ワットのボージーでの研究について聞くまでは興味がなかったが、突然非常に興味を持つようになった。1936年10月、エドワード・パリスと}アルバート・ボーモント・ウッドが率いる連絡チームがボージーに設置された。正式には軍事応用課と呼ばれていたが、一般的には「陸軍部隊」と呼ばれていた。^[5]

皮肉なことに、必要な経験を備えた技術者は、ブテメントとポラードの2人だけだった。2人はすぐに2つのプロジェクトの開発を開始した。1つは、チェーンホームの移動版であるモバイルレーダーユニット（MRU）で、もう1つは、対空砲の照準を補助するために航空機までの距離を測定するように設計されたはるかに小さなユニットであるガンレーディングレーダーだった。どちらも、当時のRAFレーダーの一般的なより長い波長で動作したため、比較的大型だった。チームは1937年の夏までに両方のプロジェクトでかなりの進歩を遂げ、ガンレーディングレーダーMk. I（GL）は初期生産に入るところであり、MRUは後に1938年にAMESタイプ9としてRAFに引き継がれた。^[6]

この作業が開発から生産へと移行し始めたのと、ちょうどボーエンの驚異的な対艦デモンストレーションと時を同じくして、ビュテメントはボーエンの 1.5 m セットを新しい役割に適応させる方法を模索し始めた。彼らは沿岸防衛レーダー (CD) を開発するという当初の構想に立ち戻り、陸軍の沿岸砲兵が夜間や霧の中でも砲を向けられるようにした。CD セットはほとんどの点で GL のより短い 1.5 m の波長で動作するバージョンであり、GL と同様に別々の送信アンテナと受信アンテナを使用し、ターゲットに向けるにはこれらを一緒に回転させなければならなかった。以前の GL システムは 6 m 強で動作していたため、アンテナが非常に大きかった。GL アレイには 4 つの水平要素しかなく、解像度は約 20 度であった。これにより、オペレーターは編隊を組んでいない限り 1 機の航空機を選択することができたが、砲を直接誘導するために使用することはできなかった。対照的に、新しいセットの 1.5 メートルの波長により、ほぼ同じサイズのアンテナに 8 つのダイポールを配置できるようになり、角度が約 1.5 度に減少しました。

これは砲を直接狙うという点では限界的な能力であったが、1939年7月、陸軍の9.2インチ砲が目標を外したとき、砲弾による水しぶきがレーダー装置に短時間だがはっきりと映し出されることがわかった。これは、目標と画面上の水しぶきを比較することで、レーダーアンテナの測定の不正確さを排除できることを意味していた。なぜなら、これらは両方ともまったく同じ誤差を持つからである。砲手は、遠隔観測者から修正を指示されたときと同じ方法で、目標に向かって射撃を修正（「歩いて」）することができた。^[6]

1938 年の Chain Home に対する初期のテスト中に、イギリス空軍のパイロットは、低高度を飛行することで探知を逃れられることに気付いていました。これは、CH の最小角度が地平線から約 1.5 度上であるため、航空機が数マイル以内に近づくまでレーダーの視野内に収まらないことを意味します。高度 1,500 フィート (460 m) 付近で 2 つの CH ステーション間を飛行することで、完全に探知を逃れることができました。当初、これは深刻な制限とは考えられていませんでした。爆撃機は通常 15,000 フィート以上の高度で飛行し、その高度であればフランス上空で探知される可能性があるためです。

しかし、問題の大きさが明らかになるにつれて、ワットは懸念を抱くようになった。1939年7月、ワットはAMESタイプ2（タイプ1はチェーンホーム）という名前で24セットのCDセットを発注し、各チェーンホーム局に1つずつ設置して、低高度（^[7] 500フィート（150メートル））での受信を可能にすることを意図した。^[6]これらは主にアンテナにおいてCDセットと異なっていた。単一の水平アレイの代わりに、CHLは5つのダイポールの4つの積み重ねられたアレイを使用していたため、方位精度は低下したが、異なる垂直アレイセットからのリターンを比較することで高度を推定できた。急速に導入されたことに合わせて、CHLは比較的単純な手動制御システムであり、オペレーターはアンテナを前後に振ってリターンを探すことでターゲットを探す必要があった。アンテナは当初、チェーンがギアシステムに接続された車輪のない自転車に取り付けられたWAAFによって電力供給されていた。

開戦後間もなく、ドイツ軍は低空飛行時の影響に偶然気づいた。この場合、機雷敷設に出撃した航空機はほぼ必ず帰還したが、その他の侵入任務に就いた航空機はほぼ必ず迎撃された。これらの航空機は極めて低い高度から爆弾を投下しなければならなかったため、通常は川を含む水上のルートをたどり、任務の大半を低高度で飛行していた。当初は、戦闘機が対地で航空機を見ることができない、内陸に配置された対空砲が照準できないなど、さまざまな理由が考えられたため、なぜ航空機が生き残っているのか明らかではなかった。しかし、低高度飛行のためレーダーで検出されないことがすぐに明らかになった。

ドイツ空軍はすぐに一連の低空攻撃を開始し、これに対する防御はほぼ不可能であることが判明しました。CH ステーションに共存するセット間の隙間を埋めるために、追加の CHL セットが発注され、設置されました。1941 年 4 月、すべての CHL セットは、1、1.5、2、または 3.33 rpm で回転するように電動化された新しいアンテナでアップグレードされ、個別のアンテナではなく単一の送信/受信アンテナを使用しました。

CHL は最初に配備されたとき、低高度の目標の早期発見と陸上の個々の航空機の追跡システムの両方に使用されました。常に水上を向いていた CH とは異なり、CHL はどの方向でも向くように回転できました。この後者の役割は、 1942 年にAMES タイプ 7が導入されたことで時代遅れになりました。電子的には、タイプ 7 は基本的に CHL のより大きく強力なバージョンであり、より大きな地上アンテナを備えていました。ただし、アンテナは完全な円を描いて継続的に回転し、返ってきた信号はプラン位置表示器(PPI) と呼ばれる地図のような形式でプロットされました。CHL のオペレーターは距離と方位から単一の目標の位置を計算する必要がありましたが、タイプ 7 のオペレーターは自分のエリアにあるすべての航空機を同時に視認し、地図上の位置を直接特定できました。CHL はますます純粋に早期警戒に使用され、目標の大まかな位置をタイプ 7 ステーションに呼び出して、どこを探せばよいかを知るようになりました。その後、3GHz 周波数の Chain Home Extra Low (CHEL) レーダーが CHL サイトと同時に設置されることが多くなり、検出範囲がさらに 50 フィート (15 m) まで拡大されました。

戦争中、CHLはいくつかの改良が行われました。これらのシステムは移動式で^[8]、ユニットをトラックに乗せて敵の動きに合わせて移動することで、敵と交戦する際のイギリス空軍の選択肢を広げました。

1941年、特に1942年にはGCIがCHLに取って代わり始めたが、CHLは引き続き重要な早期警戒の役割を果たした。1942年2月、ドイツ軍はチャンネル・ダッシュ作戦を開始し、2隻の戦艦をイギリス海峡を北上させてドイツの港まで移動させた。この大失態は主にドイツ軍の極めて効果的な妨害によるもので、ドイツ軍は沿岸部をカバーするCHおよびCHLレーダーを、オペレーターが気付かないうちに完全に無効にすることに成功した。^[要出典]

これに対処するため、イギリス空軍は500～600MHzで動作するトラック搭載型CHLシステムであるAMESタイプ11の開発を開始した。この周波数はドイツの対空レーダーと一致するように選択され、信号が検知されにくくなり、妨害がドイツ自身のレーダーに悪影響を与えることが期待された。タイプ11は、ドイツ軍に信号諜報を与えないように妨害時にのみ意図的に使用され、結局ほとんど使用されなかった。^[9]

• チェーンホーム
• 航空省実験所
• ローター
• ラインズマン/調停人

• バット、レグ（1991年）。『レーダー軍団：電波戦争の勝利』ロンドン：ロバート・ヘイル。ISBN 0-7090-4508-5。
• Bowen, EG (1987). Radar Days . ブリストル: Institute of Physics Publishing. ISBN 0-7503-0586-X。
• ブラッグ、マイケル（1988）。RDF1無線方式による航空機の位置特定 1935-1945ペイズリー：ホークヘッド出版。ISBN 0-9531544-0-8。第二次世界大戦中の英国における地上レーダーの歴史。
• ブラウン、ルイス（1999年）。『レーダーで見る第二次世界大戦の歴史』ブリストル：物理学出版協会。ISBN 0-7503-0659-9。
• レイサム、コリン; ストッブス、アン。(1996) 『レーダー 戦時の奇跡』 ストラウド: サットン出版ISBN 0-7509-1643-5。第二次世界大戦中の英国におけるレーダーの歴史を、レーダー開発に携わった男女が語ります。
• レイサム、コリン、ストッブス、アン（1999）。レーダーの先駆者たち。サットン、イギリス。ISBN 0-7509-2120-X。{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません 発行者 (リンク)
• ジマーマン、デイビッド（2001年）。『イギリスのシールドレーダーとドイツ空軍の敗北』ストラウド：サットン出版ISBN 0-7509-1799-7。
• ベッドフォード、レスリー (1946年7 月)。「砲撃レーダー受信機タイプ GL Mk.I、GL Mk.I*、GL/EF の開発」。電気技術者協会誌。93 (6): 1115–1122。doi :10.1049/ji-3a-1.1946.0199。

• 英国における初期のレーダー開発