SCR-584 レーダー

SCR-584

外観。M-9 ディレクターと発電機は別々でしたが、すべての操作機器は内部に収納されていました。アンテナは移動時にバン内に収納されます。
原産国	私たち
デザイナー	MIT放射線研究所
頻度	3,000 MHz付近の4つのバンド
広報	1707パルス/秒
パルス幅	0.8マイクロ秒
範囲	70,000ヤード（40マイル、64 km）
直径	6フィート（1.8メートル）
方位角	360度
標高	-175ミル(-9.8 度) ～ +1,580 ミル (+88.9 度)
精度	距離誤差: 25 ヤード、方位誤差: 1 ミル (0.06 度)、仰角精度: 1 ミル (0.06 度)
力	250kW
関連している	米国陸軍省技術マニュアル TM11-1324 および TM11-1524 のデータ (1946 年 4 月に米国政府印刷局により発行)

SCR -584 ( Set, Complete, Radio # 584の略) は、第二次世界大戦中にMIT 放射線研究所が開発した自動追跡マイクロ波 レーダーです。当時最も先進的な地上設置型レーダーの 1 つであり、1950 年代まで世界中で使用される主要な砲照準レーダーの 1 つとなりました。トレーラーに搭載できる移動型はSCR-784です。

1937年、アメリカ初の火器管制レーダーであるSCR -268レーダーは、その長波長が原因で精度が不十分であることが判明した。1940年、国防研究委員会の委員長であったヴァネヴァー・ブッシュは、「マイクロ波委員会」（セクションD-1）と「火器管制」部門（D-2）を設立し、英国の防空努力を支援するために、より高度なレーダー対空システムを開発しました。その年の9月、英国の代表団であるティザードミッションは、米国とカナダの研究者に、 UHF帯域（10cm波長/3GHz ）の上限で動作するマグネトロン発振器を開発し、精度を大幅に向上させたことを明らかにしました。ブッシュは、それを使用したアプリケーションを開発するために、 MITに放射線研究所（ラドラボ）を組織しました。これには、新しい短距離防空レーダーが含まれていました。

Rad Labを運営していたアルフレッド・リー・ルーミスは、サーボ機構で制御される完全に自動の追跡システムの開発を提唱した。^[1]これにより、目標の追跡作業が大幅に軽減され、必要な人員も削減された。また、新開発のマイクロ波スイッチを利用して、放送と受信に1つのアンテナを使用できるため、機械的なレイアウトが大幅に簡素化された。結果として得られた設計は1つのトレーラーに収まり、全天捜索と単一目標追跡が可能で、目標を自動的に追跡することができた。Rad Labと密接に連携して、ベル電話研究所はレーダーとサーボ駆動の90 mm対空砲と組み合わせて使用​​する電子アナログ砲指揮装置を開発していた。

このレーダーは1943年後半に導入される予定だったが、遅れたためSCR-584が野戦部隊に届いたのは1944年初めだった。生産され次第、より複雑な以前のSCR-268に代わる米軍の主力対空砲 射撃システムとして採用され始めた。野戦では、それほど先進的ではなかったカナダ/イギリスのGL Mk. IIIレーダーよりも使いやすいことが証明され、多くのSCR-584が急いでイギリスに送られ、 V1飛行爆弾に対抗するために開発された防御の重要な一部となった。戦争の終わりまでに、飛行中の砲弾を追跡し、車両を検出し、対空砲の誘導に必要な人員を削減するために使用されていた。

1940 年 9 月、英国の物理学者と技術者のグループが、後にティザード ミッションとして知られるようになる目的で、米国の同僚を訪問しました。会議の目的は、戦争に役立つ可能性のある技術情報を交換することでした。英国側は、見返りも得られないまま多くの情報を提供することをためらい、当初の進展は遅々として進みませんでした。話題がレーダーに移ったとき、英国チームは、米国が自国の既存のChain Homeに類似した 2 つのシステム、海軍のCXAMと陸軍のSCR-270 を開発中であることを知って驚きました。これが、2 つのグループ間の関係を解きほぐすきっかけとなりました。

レーダー制御による砲射撃の試みは、これまでに2回行われており、注目に値する。イギリスでは、75MHz のGL Mk. Iレーダーがヴィッカース予測装置と組み合わせて使用​​され、アメリカでは、200MHz のSCR-268がスペリーM-4予測装置と組み合わされた。^[2] アメリカとイギリスのシステムは、波長が長かったため、関連する砲を直接射撃するために必要な精度を持っていなかった。その後、アメリカの代表団は、比較的小さなアンテナで必要な解像度を提供できる10cm波長のレーダーに関する海軍の研究について言及したが、クライストロン管の電力が低く、実用的ではなかった。

これはイギリスチームが待ち望んでいた瞬間だった。エドワード・ジョージ・ボーエンは箱から最も初期のキャビティマグネトロンの1つを取り出し、他の研究者に見せた。彼は、これも10cmの波長で動作するが、海軍のクライストロンだけでなく、米国の既存の長波レーダーよりも高い出力を提供すると説明した。ある米国の歴史家は後にこれを「これまで我が国に持ち込まれた中で最も価値のある貨物」と評した。^[3]

この装置の潜在能力は明らかで、非公式にマイクロ波委員会と呼ばれていた米国のグループは、すぐにその研究対象をマグネトロンに切り替えました。数週間以内に米国の研究所で独自の例が作られました。また、その会議で発表された他の技術の開発も開始しました。その中には航空機迎撃レーダーや、後にLORANとなる無線航法システムなどがありました。委員会の拡大により、1940 年に放射線研究所 (RadLab) に改名されました。

SCR-268の代替品に関する正式な提案は1941年1月に通信部隊によってなされたが、その時点で放射線研究所は既にこの先進的な砲射撃レーダーを開発するためのプロジェクト2と呼ばれるものを形成していた。MITは自動捜索、追跡、砲を直接照準する機能を備えた先進的なシステムを提案した。これはMITがサーボ機構研究所での仕事のおかげで特に詳しい分野だった。同時に、英国とカナダのチームは1942年までに配備したいと望んでいたよりシンプルなシステムのバージョンの開発に着手した。それはGL Mk. IIIで、これは以前のローブスイッチングVHFレーダーセットのマイクロ波バージョンだった。^[4] 放射線研究所はこれらの開発の間、カナダのチームと緊密に連絡を取り合っていた。

リー・ダベンポートが監督するRadLabチームは、1941年4月にプロトタイプのレーダーシステムを稼働させた。^[5]自動照準システムをテストするために、彼らはレーダーからの出力をボーイングB-29爆撃機から取り外した銃塔に接続し、銃を取り外してカメラに置き換えた。その後、友人が軽飛行機でその地域を飛行させ、カメラが定期的に写真を撮影し、5月31日にシステムは航空機を正確に追跡できるようになった。その後、システムを現場での使用に適したものにするための作業が開始され、システム全体を1台のトレーラーに搭載し、6フィートのアンテナを上に搭載した。実験トラック1号の頭文字をとってXT-1として知られるこのシステムは、1942年2月にフォートモンローで初めてテストされた。

また、照準データに機械的ではなく電気的入力を使用できる適切な砲撃コンピューターの開発も開始されました。ベル研究所は、この役割のために、 M9 ガン ディレクターと呼ばれるアナログ コンピューターを提供しました。M9 には 4 セットの出力があり、1 台の M9 で陸軍の標準90 mm M1 砲4 門を制御できました。M9 を含むシステム全体が完成した状態で 1942 年 4 月 1 日に実証されました。翌日には 1,200 台を超えるシステムの契約が届きました。ベル研究所は、バックアップ プロジェクトとして独自のマイクロ波レーダーにも取り組んでいました。

SCR-584 は当時としては極めて先進的でした。高精度を達成し、1 つのアンテナで方位と仰角の両方を測定するために、円錐走査システムを採用しました。このシステムでは、ビームをアンテナの軸を中心に回転させて最大信号点を見つけ、ターゲットに直接向けるためにアンテナをどの方向に動かすべきかを示します。このアイデアは、国防研究委員会のセクション D-1 のディレクターであるアルフレッド ルーミスによって提案されました。1940 年 10 月、このシステムは「完全自動追跡」レーダー プロジェクトに採用されました。円錐走査は、1941 年に海軍の 10 cm 射撃管制レーダー システムにも採用され、^{[6]ドイツの}ヴュルツブルク レーダーでも 1941 年に使用されました。SCR-584 ではこのシステムをさらに発展させ、自動追跡モードを追加しました^[7] 。ターゲットが検出され、範囲内に入ると、システムはアンテナのベースに取り付けられたモーターによって駆動され、レーダーを自動的にターゲットに向けます。追跡とは対照的に、検出のために、このシステムには航空機を捜索できるヘリカル スキャンモードも含まれていました。このモードには、簡単に解釈できるように専用のPPIディスプレイがありました。このモードを使用すると、アンテナは機械的に 4 rpm で回転しながら上下に動かされ、垂直にスキャンされました。

このシステムは、2,700 MHz から 2,800 MHz (波長 10～11 cm) の 4 つの周波数で動作し、0.8 マイクロ秒の持続時間で 300 kW のパルスを、 1 秒あたり 1,707 パルスのパルス繰り返し周波数(PRF) で送信します。このシステムは、約 40 マイルの距離にある爆撃機サイズのターゲットを検出でき、通常、約 18 マイルの距離で自動的に追跡できます。この範囲内での精度は、距離で 25 ヤード、アンテナ方位角で 0.06 度 (1 ミル) でした (表「SCR-584 技術特性」を参照)。電気ビームの幅は 4 度 (-3db または半電力点まで) であるため、ターゲットは円筒の一部に拡散され、遠方のターゲットの場合、方位が距離よりも広くなります (つまり、機械的な指向精度で示される 0.06 度ではなく、約 4 度)。距離情報は、より一般的な A ライン ディスプレイに似た 2 つの「 J スコープ」に表示されますが、戻り遅延に合わせて放射状に配置されています。1 つのスコープは粗い距離測定に使用され、もう 1 つは細かい距離測定に使用されます。

最初の実用ユニットは 1943 年 5 月に納品されましたが、さまざまな官僚的な問題により、前線の部隊への納品が遅れました。SCR-584 は1944 年 2 月にアンツィオで初めて戦闘に使用され、限られた橋頭保に対するドイツ空軍の集中的な空襲を打ち破る上で重要な役割を果たしました。SCR-584 は前線ではおなじみで、部隊を追跡し、航空機の誘導、敵車両の位置特定 (1 つのレーダーは 26 km 離れた場所からドイツ車両を捕捉したと言われています)、および砲弾の軌道追跡に使用されました。これは、90 mm 砲の弾道表を調整するためと、対砲兵砲火のためにドイツ軍の砲台の位置を正確に特定するためでした。D デイの後、SCR-584 は急速に移動する最前線で使用され、精度を高めて航空機を目標に誘導しました。たとえば、第 9 空軍第 404 戦闘爆撃機グループ第 508 飛行隊のコントロール ネット システム グループは SCR-584 を運用していました。1944 年 7 月 14 日から 1944 年 10 月 27 日まで、彼らは第 1 中隊 A、第 555 警戒航空大隊に所属し、流動的な前線配置で任務に就きました。

SCR-584 は大成功を収めたため、米国海軍での使用に転用されました。海軍バージョンのプロトタイプである CXBL は、1943年 3 月に空母USS レキシントンに搭載され、一方、ジェネラル エレクトリック社によって製造された量産バージョンのSMは、1943 年 10 月までに空母USS バンカー ヒルとUSS エンタープライズで運用可能でした。システムの軽量バージョンであるSCR-784も開発されました。唯一の違いは、新しい設計の重量が 12,000ポンドであるのに対し、元の設計は 20,000 ポンドであったことです。

ダベンポートは、ノルマンディー上陸作戦のD デイに連合軍艦隊に搭載できるよう、多数のレーダー装置を防水加工しました。

自動砲撃装置（SCR-584レーダーなどを使用）と近接信管は、ダイバー作戦（V1飛行爆弾に対抗するためのイギリスの作戦）で重要な役割を果たした。これらは両方とも対空軍司令部によって要請され、1944年6月から大量に到着し、ちょうど砲がイングランド南東海岸の自由射撃位置に到達した頃だった。沿岸の「砲帯」に進入したすべての飛行爆弾のうち、海岸に到着してから最初の週には17パーセントが砲撃で破壊された。この割合は8月23日までに60パーセントに上昇し、同月最後の週には74パーセントとなり、特筆すべきことに1日で82パーセントが撃墜された。この割合は、発射された砲弾2,500発につき1発のV-1から、100発につき1発に増加した。

戦後、このレーダーは、アメリカ陸軍の野戦砲兵ミサイルシステム ( MGM-5 コーポラル) である AN/MPQ-12 および AN/MPM-38 システムでの使用に改造されました。改良版は、 CORONAスパイ衛星の制御とビーコン追跡 (搭載トランスポンダーを使用) にも使用されました。

1953年、SCR-584-Mod IIはレッドストーンロケットの追跡に使用され、搭載されたトランシーバーの使用によりその範囲は740kmにまで延長されました。^[8]

真空管を使用し、アナログコンピュータで駆動しているにもかかわらず、SCR-584のいくつかの標本は現在でも稼働しています。1995年、最初のDoppler On Wheels (DOW)レーダーは、SCR-584のMP-61台座を改造して移動式気象レーダーで使用しました。^[9] この台座を使用して、DOWは竜巻の風の最初のマップを作成し、ハリケーンの境界層のロールを発見し、その他多くの観測研究の先駆けとなりました。台座には最初は6フィート、次に8フィートのアンテナが収納されていました。後に、元のモーターは、強風でもより高速にスキャンできるように、より強力なブラシレスバージョンに交換されました。現在、3台のDOWが国立科学財団施設として、悪天候研究センターによって運営されています。1台はオクラホマ州ノーマンの国立暴風雨研究所にあり、584台座は新しい共有移動式大気研究教育レーダー、つまりSMART-Rのプラットフォームとなっています。

アメリカの技術者でスパイとして有罪判決を受けたモートン・ソベルはSCR-584の設計図を盗み、ソ連に提供した。軍事専門家は、この技術が朝鮮戦争とベトナム戦争でアメリカに対して使用されたと考えている。^[10]ソ連のSON-9（ファイヤーカン）、SON-30（ファイヤーホイール）、SON-50（フラップホイール）レーダーはすべてこのレーダーの派生品だった。^[11]

ゼネラル・エレクトリックは、 SCR-584 用の台車を製造し、K-83 と名付けました。K-83 は、セミトレーラーヒッチ(5 番目の車輪) の車輪とピントルにかみ合うバーを備え、小型車両で SCR-584 を移動できるように設計されました。^{[引用が必要]}

• AN/MPQ-14
• SCR-784
• 米国通信部隊の車両一覧
• 信号部隊無線
• G 番号
• 銃データコンピュータ

• SCR-584 レーダー、エレクトロニクス誌、1945 年 11 月および 1946 年 2 月
• FM4-144
• TM 11-1324
• TM 11-1424
• TM 11-1524
• TM9-2800
• SNL G695 K-83 ドリー（アダプター）
• SNL G698 K-78 トレーラー

ウィキメディア・コモンズには、 SCR-584 レーダーに関連するメディアがあります。

• SCR-584 レーダー トリビュート ページ
• 戦争におけるマイクロ波レーダー
• 悪天候研究センター（DOWレーダー艦隊の運営者） 2011-07-19にWayback Machineでアーカイブ
• NSSL SMART-R プログラムは 2012-09-02 にWayback Machineでアーカイブされました
• クライスラーとレーダー：SCR584レーダー搭載対空砲
• 移動式軍用レーダー
• 英国ローカル電気機械工学指示書 102 電気通信 OY V-2-211 (英国) 機器、レーダー、AA、No. 3、MK. V 一般的な説明