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二战期间的庞然巨物:英国人用它击败了德国空军

作为唯一一个在防御态势下打赢的空中战役,不列颠空战书写了人类空战历史上的奇迹,也粉碎了希特勒征服英国的计划,改写了人类历史。而这场战役中,雷达的出现和首次应用可谓是居功至伟,时任英国首相的丘吉尔在回忆录中写道“英国是凭借当时只有极少数人知道的雷达,挫败了1940年秋冬两季德国空军对大不列颠岛的攻击”,雷达自此成为铁墙,对空军进攻设置了极大障碍。而当时英国所用的雷达就是CH雷达。

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CH雷达是一种双基地体制(收发)分开的远程预警雷达,之所以采用这种体制原因是当时大功率收发开关还没有发明出来,二是与普遍采用无线电通信台的接收站和发射站的分置体制一致。

CH雷达的发射天线采用3座或4座高度109米的钢质塔作为支架,发射天线设在钢质塔之间。塔和塔的距离为54米,即塔高的二分之一,发射天线有两组,分别称为主发射天线和补盲发射天线,由两部完全相同的发射机分别馈电。

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主发射天线由8个从高到低排列的端馈式半波长水平极化偶极子组成,相临的偶极子间距为5m-7.5m,即波长的一半,由发射机的工作频率决定。主发射天线组的中心点离地215英尺,在偶极子的后方装有反射体,从而在双塔间连线的垂直线上,也就是面相来袭敌机的方位上形成一个方位波束宽度为100°的水平发射波瓣。

由于受到地面反射,主发射天线组的垂直发射波瓣呈花瓣状,从最低仰角处(即雷达地平线仰角0°)开始计算,第一垂直发射波瓣的最大值处仰角为2.6°,第二垂直发射波瓣的最大仰角为7.87°,以此类推,各垂直发射波瓣之间形成凹口,也就是发射盲区,其仰角分别为5.2°,10.4°,15.6°。

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时间证明,第一垂直发射波瓣凹口对探测飞机目标的连续性影响最为严重,必须解决其补盲问题。为此,专门设置了补盲用的发射天线组,由4个从高到低排列的端馈式半波长水平极化偶极子组成。相临的偶极子间隔也是5m-7.5m,补盲用的发射天线组的中心点离地28.956m,在偶极子的后方同样装有反射体。

由于受到地面反射,补盲用发射天线组的垂直发射波瓣也呈花瓣状。但由于他们离地较近,因此,其各个垂直发射波瓣的最大值处仰角和主发射天线组有所不同。从最低仰角处开始计算,第一垂直发射波瓣的最大值处为5.9°,第二为17.7度,较好的弥补了主发射天线组第一发射盲区。

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从上面的描述可以看到,无论是主发射天线还是补盲用发射天线,他们所产生的发射波束都是具有低方向性的泛光波束。但由于峰值发射功率很大,对飞机的有效探测距离都很远,一般为200-300千米。但由于CH雷达的发射天线是无法转动的,所以每部CH雷达配有好几座钢质发射天线塔,保证在各个方向上都能探测到来袭的敌机。

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CH雷达不仅在不列颠空战中立下累累战功,在之后德国用V-2导弹袭击英国本土的作战中,因为导弹尺寸与CH雷达波长相近,刚好产生共振,因此也起到了很好的预警作用。直到现在,利用共振探测弹道导弹的的雷达也采取了这种波段。

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