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VT -158はザール管としても知られ、1930年代にアメリカの物理学者ハロルド・A・ザールが発明し、第二次世界大戦と朝鮮戦争中に使用された真空管である。この真空管により、当時のレーダー技術では超高周波エネルギーを生成するのに十分な電力を生成することで低空飛行する飛行機を検知することが可能になった。[1] [2]
背景
VT-158は、「ティプシースリー」として知られるAN/TPS-3軽量レーダーと、TPQ-3迫撃砲探知セットの主要コンポーネントでした。この発明により、陸軍と航空隊の早期警戒レーダー用の単一アンテナシステムが可能になり、レーダーをメガサイクル動作範囲に押し上げました。[3]これは、並列に接続された4つの三極管と、円筒形のガラスエンベロープ内に含まれる2つの楕円回路で構成されていました。カソードは、ニッケルシートなどの適切なカソード金属で作られた円筒で、カソードリードと同軸関係に固定されていました。カソードとカソードリードが同軸関係にあることで、高周波エネルギーを効率的に伝導できました。一方、アノードは、タンタルなどの耐熱金属で作られたシートメタルシリンダーでした。さらに、アノードリードは上向きのガラスステムを通過し、カソードリードはガラスステムを下向きに通過したため、2つのグリッドリードは互いに離れていました。円筒形のカソードの面積が大きいため、電子放出も増加しました。しかし、カソードを加熱するために、バリウム、ストロンチウム、またはこれらの化合物の組み合わせで作られた酸化物コーティングが使用され、カソードが比較的低温で動作できるようにし、加熱するために単純な内部ヒーターフィラメント以上のものを必要としませんでした。[2]パルス発振器として、VT-158は590〜610mHzの動作周波数と約200〜250KWのピーク電力出力を持っていました。動作は、プレート電圧約20KV、1〜2マイクロ秒のパルス、毎秒240パルスの繰り返し率で行われました。[1] [4] [5]
歴史
起源
アメリカが第二次世界大戦に参戦した当初、米軍は敵の爆撃機に対する国の防衛を懸念し、海岸線に早期警戒レーダー装置を設置した。[6]真珠湾攻撃後、当局は、大西洋と太平洋の軍事・船舶航路を結ぶ重要な場所であるパナマ運河が敵の標的になるのではないかと懸念した。運河地帯の西側の入り口にはレーダー基地として利用できる陸地が近くになかったため、入り口はレーダーを搭載した哨戒船で警備された。[7] 1942年までに、考え方は受動的な防空から連合軍の攻勢へと移り、空軍の軍事指導者は太平洋での戦闘中に携帯可能な長距離航空機探知機の必要性を強調した。[6] [8]しかし、当時のアメリカのレーダー装置の周波数上限は200メガサイクルであり、低空飛行する航空機による奇襲攻撃に脆弱であるだけでなく、非常にかさばり、縮小が困難であった。[3] [6]
エバンス信号研究所（後に信号部隊工学研究所の一部となった）で信号部隊の少佐を務めていたハロルド・ザールは、既存のレーダー技術の周波数を上げてかさばる装置を小型化するとともに、陸軍地上部隊と航空隊用の新しいレーダー管の開発を任された。[3] [9]ロジャー・B・コルトン少将の提案で、ザールはVT-158に数年間取り組み、1939年に完成し、後に1941年に正式に導入された。[6] [9] [10]彼の発明の結果、アメリカのレーダー技術は600メガサイクルの高周波数に到達できる可能性があり、より小さなアンテナが可能になった。[9]ザールによると、真空管のテストは非常に成功し、海抜わずか15フィートのセットからでも非常に長い距離と低い角度のカバレッジを実現できたという。最も注目すべきは、VT-158を使用して非常に軽量な中警戒レーダーを構築できたことである。[6]
SCR-602での実装
アメリカ空軍の要請により、通信部隊は、空輸と手持ちの両方が可能で、敵の爆撃機に対して100マイル以上の射程を持つ軽量の攻撃型レーダーの開発を依頼された。[6]この要請に先立ち、空軍はイギリスの軽量警戒（LW）レーダーに頼っており、通信部隊はアイデアを得るためにその研究を行った。[8] VT-158をSCR-268などの既存のさまざまなセットでテストした後、ジョン・マルケッティ大尉率いるチームはVT-158をSCR-602と名付けた新しいシステムに組み込んだ。[7] [8]オリジナルのSCR-602は「タイプ1」の略であるSCR-602-T1として知られ、イギリスのLWレーダーのほぼ正確なコピーであった。 VT-158の実装に伴い、マルケッティのチームは運河地帯で使用されていた改良型SCR-268をベースにしたSCR-602-T8（タイプ8）を開発した。[7] [11]新しく開発されたSCR-602-T8が空輸可能であることを証明するため、通信部隊は1943年2月27日、ニューアーク空港からフロリダ州オーランドの試験場までダグラスB-18ボロに最初の実験モデルを乗せて飛行させた。目的地に到着すると、SCR-602-T8は試験のためにセットアップされ、調整された。試験の最後に、技術者らは、このモデルの航続距離は110マイルを超え、量産可能であると判断した。[1] [6]
SCR-602-T8はAN/TPS-3と命名され、すぐにSCR-602モデルの最も成功した派生型となった。[11]焦点に水平偏波ダイポールラジエーターを備えた10フィートのパラボラ反射アンテナと、AスコープとPPIスコープを備えたコンソールで構成されるAN/TPS-3は、海岸堡、孤立地域、占領された空軍基地での早期警戒のために陸軍と海兵隊で広く使用されるようになった。[7] [11] [12]さらに、AN/TPS-3は4人の乗組員によって30分で組み立てられ、放送を開始できるため、展開が容易であった。[3]多くの日本軍の神風特攻隊の攻撃がこのレーダーによって阻止されたと報告されている。[7] 1944年までに、SCR-602-T8はゼニスラジオ社によって900台製造され、付随するVT-158はサンフランシスコ近郊の高周波送信管メーカーであるアイテル・マッカロー社によって製造されました。[7] [13]しかし、戦争中に製造されたVT-158の正確な数は不明です。[1]
太平洋に送られたことに加えて、200セットのAN/TPS-3がイギリスに届けられました。これはイギリス空軍の空軍副元帥RBマンセルの要請によるもので、マンセルは通信部隊のロジャー・コルトン少将に次のように伝えました。
「この開発は近年の地上レーダー技術において最も重要なものの一つであり、受信機、ディスプレイ、高出力送信機をわずか42インチ×20インチ×20インチの単一ユニットに組み込んだ設計者は称賛に値する。」[8]
ノルマンディー上陸作戦の際、24機のAN/TPS-3部隊がドイツ空軍の戦闘機による攻撃から兵士を守った。[3]
AN/TPQ-3での実装
1944年、エバンス信号研究所は、友軍による迅速かつ効果的な反撃を可能にするのに十分な速度と精度で敵の兵器を検知し位置を特定できるレーダーシステムの開発と配備のプログラムに参加した。MIT放射線研究所は終戦までに完了するのは不可能だと考えていたが、エバンス信号研究所のエンジニアはAN/TPS-3を改造してAN/TPQ-3として知られる迫撃砲探知レーダーを開発した。ザールによると、研究所のエンジニアは太平洋での配備に間に合うようにAN/TPQ-3を準備するためにほぼ96時間休みなく働いたという。AN/TPQ-3は迫撃砲防御用の最初のプロトタイプレーダーユニットと考えられている。[3] [8] [9]第二次世界大戦後、VT-158は朝鮮戦争中にAN/TPQ-3の一部として使用され、その後生産が中止された。[3]
参照
参考文献
- ^ abcd Orr, William (1964年3月). 「戦争を変えた秘密の管」(PDF) .ポピュラーエレクトロニクス. pp. 57–59, 103–105 . 2020年2月12日閲覧。
- ^ ab 米国特許 2454298A、ザール、ハロルド、ラウズ、グレン、ゴーハム、ジョン、「電子管」、1948 年 11 月 23 日発行
- ^ abcdefg ウェンディ・レジャン、ライリー・クリッシー、ジオブロ・メリッサ編 (2009)。ニュージャージー州フォートモンマスの陸軍通信・電子機器の歴史、1917-2007年。陸軍省。pp. 14–16。ISBN 978-0160813597。
- ^ Norton, R. (1969年10月). 「手紙」(PDF) . 73 Magazine . p. 135. 2020年2月12日閲覧。
- ^ ウィルソン、ノーム。「VT158」。N6JVの送信管博物館。 2020年2月12日閲覧。
- ^ abcdefg ザール、ハロルド;ジョン・マルケッティ（1946年1月）。 「レーダー」（PDF）。エレクトロニクス。2020 年2 月 12 日に取得。
- ^ abcdef Watson, Raymond; Lange, Robie (2012年2月16日). 国定歴史建造物指定候補: キャンプ・エバンス(PDF) (報告書). 国立公園局. 1024-0018.
- ^ abcde トンプソン、ジョージ; ハリス、ディキシー; オークス、ポーリン; テレット、デュラニー (1966)。「信号装置: レーダー (1942 年 6 月 - 10 月)」。第二次世界大戦における米国陸軍: 技術サービス。第 2 巻。信号部隊: テスト。米国陸軍。
- ^ abcd トンプソン、ジョージ; ハリス、ディキシー (1966)。「装備: 対日戦争記念日までの詳細と開発」。第二次世界大戦におけるアメリカ陸軍、技術サービス。第 2 巻。通信部隊: 結果 (1943 年半ばから 1945 年)。アメリカ陸軍。
- ^ ビショップ、アナスタシア。「有名なフォートモンマスとチームC4ISRの初記録」。DocPlayer 。 2020年2月12日閲覧。
- ^ abc "AN/TPS-3".レーダーチュートリアル. Christian Wolff . 2020年2月12日閲覧。
- ^ 「コンポーネントとアクセサリ」。無線機 AN/TPS-3 の技術操作マニュアル。米国陸軍省。1944 年。
- ^ ブラウン、ルイス（1999年）。技術的および軍事的要請：第二次世界大戦のレーダー史。CRCプレス。p.262。ISBN 9781420050660。