السلسلة الرئيسية

التجارب الأولى

منذ الأيام الأولى للتكنولوجيا الراديوية، استخدمت الإشارات للملاحة باستخدام تقنية تحديد الاتجاه اللاسلكي (RDF).  نظرًا لبعض التغييرات الأساسية التي طرأت على إشارة البث، فقد كان بإمكان المتلقي تحديد موقعه باستخدام محطة واحدة. كانت المملكة المتحدة رائدة في إحدى هذه الخدمات على شكل Orfordness Beacon .  
خلال الفترة الأولى من تطوير الراديو، كان من المعروف على نطاق واسع أن بعض المواد وخاصة المعادن تعكس إشارات الراديو. أدى ذلك إلى إمكانية تحديد موقع الكائنات عن طريق بث إشارة ثم استخدام  الاتجاه اللاسلكي لقياس تأثير أي من هذه الانعكاسات. شهد مثل هذا النظام براءات الاختراع الصادرة إلى ألمانيا كريستيان هولسمير في عام 1904،  وتم إجراء تجارب واسعة النطاق مع المفهوم الأساسي منذ ذلك الحين. كشفت هذه الأنظمة فقط عن تأثير الهدف، وليس المدى وبسبب قلة طاقة أجهزة الراديو في تلك الحقبة، كانت مفيدة فقط للإنذار قصير المدى في الضباب أو في حالة سوء الاحوال الجوية.  
تم استخدام الكشف اللاسلكي بالتحديد ضد الطائرات لأول مرة في أوائل الثلاثينيات. فرق في المملكة المتحدة والولايات المتحدة  واليابان  وألمانيا  وآخرون قد نظروا جميعًا في هذا المفهوم وبذلوا على الأقل القليل من الجهد لتطويره. وبسبب عدم وجود معلومات، ظلت هذه الأنظمة محدودة الاستخدام من الناحية العملية.

البحوث الإذاعية في المملكة المتحدة

منذ عام 1915، كان روبرت وات  يعمل في مكتب الأرصاد الجوية في المختبر الذي تم تشاطره في قسم الأبحاث الراديوية للمختبر الوطني الفيزيائي (RRS) في ديتون بارك في سلاو . أصبح وات مهتمًا باستخدام إشارات الراديو السريعة الزائدة التي يطلقها البرق كوسيلة لتتبع العواصف الرعدية. ومع ذلك، كانت تقنيات RDF الحالية بطيئة للغاية بحيث لا يمكن تحديد الاتجاه قبل اختفاء الإشارة. في عام 1922،  قام بحل هذا عن طريق توصيل أنبوب أشعة الكاثود (CRT) بمصفوفة هوائي Adcock اتجاهي، تم بناؤه في الأصل بواسطة RRS ولكنه لم يعد مستخدما الآن. سمح هذا النظام، المعروف لاحقًا باسم huff-duff، بتحديد شبه فوري لحمل الإشارة. بدأ مكتب Met في استخدامه لإنتاج تحذيرات من العواصف للطيارين.  
خلال الفترة نفسها، قام إدوارد أبليتون من كلية كينجز في كامبريدج بإجراء تجارب من شأنها أن تؤدي إلى فوزه بجائزة نوبل في الفيزياء . باستخدام جهاز إرسال بي بي سي في عام 1923 في بورنموث والاستماع لإشاراته مع جهاز استقبال في جامعة أكسفورد، كان قادرا على استخدام التغييرات في الطول الموجي لقياس المسافة إلى طبقة عاكسة في الغلاف الجوي التي كانت تعرف باسم طبقة هيفيسيد. بعد التجارب الأولية في أوكسفورد، تم استخدام جهاز إرسال NPL في Teddington كمصدر، تلقته شركة Appleton في محطة خارجية في King's College في East End of London. علم واط بهذه التجارب وبدأ إجراء نفس القياسات باستخدام أجهزة الاستقبال الخاصة بفريقه في Slough. منذ ذلك الحين، تفاعل الفريقان بانتظام وكان وات هو الذي صاغ مصطلح الأيونوسفير لوصف طبقات الغلاف الجوي المتعددة التي اكتشفوها.  
في عام 1927 تم دمج مختبري الراديو، في مكتب Met و NPL، لتشكيل محطة أبحاث الراديو، التي تديرها NPL مع Watt كمشرفين.  وقد أتاح ذلك اتصالًا مباشرًا بمجتمع البحوث مع وات، فضلاً عن كبار ضباط الجيش البريطاني والقوات البحرية الملكية والقوات الجوية الملكية. أصبح وات خبيرًا مشهورًا في مجال تكنولوجيا الراديو.  بدأ هذا من فترة طويلة حيث قام وات بتحريض NPL على القيام بدور أكثر نشاطًا في تطوير التكنولوجيا، بدلاً من دوره البحثي الخالص. كان وات مهتمًا بشكل خاص باستخدام الراديو في الملاحة الجوية بعيدة المدى، لكن إدارة القروض غير العاملة في تدينغتون لم تكن متقبلة هذا الأمر ولم تفلح هذه المقترحات.

الكشف عن الطائرات

في عام 1931، انضم أرنولد فريدريك ويلكنز إلى موظفي وات في سلاو. "كفتى جديد"، تم تكليفه بمجموعة متنوعة من المهام الوضيعة لإكمالها. كان من بين هذه الخيارات اختيار مستقبل موجة قصيرة جديد للدراسات الأيونوسفيرية، وهي مهمة قام بها بجدية تامة. بعد قراءة كل ما هو متاح في عدة وحدات، اختار نموذجًا من مكتب البريد العام (GPO) كان يعمل في ذلك الوقت بترددات عالية جدًا. كجزء من اختباراتهم لهذا النظام، في يونيو 1932 نشر GPO تقريرًا، رقم 232 التدخل من قبل الطائرات. وروى التقرير ملاحظة فريق اختبار GPO بأن الطائرة التي تطير بالقرب من جهاز الاستقبال تسببت في تغير شدة الإشارة، وهو تأثير مزعج يعرف باسم التلاشي.  
تم الآن إعداد المرحلة لتطوير الرادار في المملكة المتحدة. باستخدام معرفة ويلكنز بأن إشارات الموجات القصيرة أرتدت عن جسم الطائرة، وجهاز إرسال BBC لإضاءة السماء كما في تجربة Appleton، وتقنية وات RDF لقياس الزوايا، يمكن بناء رادار كامل. ومع ذلك، في حين أن مثل هذا النظام يمكن أن يحدد زاوية الهدف، فإنه لا يستطيع تحديد مداه وبالتالي إنتاج موقع واحد في الفضاء. لتحديد الهدف، يجب إجراء قياسين من هذا القبيل وحساب الموقع باستخدام التثليث،  وهي عملية تستغرق وقتًا طويلاً وستخضع لأي معلومات غير دقيقة سواء في القياس أو في الاختلافات في المعايرة بين المحطتين. 
كانت التقنية المفقودة التي جعلت الرادار عمليًا هي استخدام النبضات لقياس المدى عن طريق قياس الوقت بين إرسال الإشارة واستقبالها. من شأن ذلك أن يسمح لمحطة واحدة بقياس الزاوية والمدى في نفس الوقت. في عام 1924، قرر باحثان في مختبر البحوث البحرية في الولايات المتحدة، هما ميرل توفي وجريجوري بريت، إعادة تجربة أبلتون باستخدام إشارات نبضية موقوتة بدلاً من أطوال الموجات المتغيرة.  لم يفقد تطبيق هذه التقنية على نظام الكشف على العاملين في هذا المجال، وقد تم وضع نماذج أولية مثل هذا النظام من قبل WAS Butement و PE Pollard من المؤسسة التجريبية للإشارات البريطانية (SEE) في عام 1931. أثبت مكتب الحرب التابع للجيش البريطاني عدم اهتمامه بالمفهوم وبقي التطوير غير معروف خارج SEE.

"المهاجم سوف يمر دائما"

في الوقت نفسه، أصبحت الحاجة إلى مثل هذا النظام أكثر إلحاحًا. في عام 1932، سافر وينستون تشرشل وصديقه المقرب والمستشار العلمي فريدريك ليندمان بالسيارة في أوروبا، حيث شاهدوا إعادة البناء السريع لصناعة الطائرات الألمانية.  في نوفمبر من ذلك العام ، ألقى ستانلي بالدوين خطابه الشهير، قائلاً إن " المهاجم سوف يمر دائمًا ".  
في أوائل صيف عام 1934، نفذ سلاح الجو الملكي البريطاني تدريبات واسعة النطاق بحوالي 350 طائرة. كانت القوات منقسمة، حيث حاول المهاجمون مهاجمة لندن، بإرشاد من فيلق الأوبزرفر، في محاولة لمنعهم. النتائج كانت سيئة. في معظم الحالات، وصلت الغالبية العظمى من القاذفات إلى هدفها دون رؤية مقاتلة أطلاقا. ولمعالجة ذلك، أعطى سلاح الجو الملكي معلومات دقيقة على نحو متزايد للمدافعين، وأخبر المراقبين في نهاية المطاف أين ومتى ستحدث الهجمات. حتى ذلك الحي ، وصل 70 ٪ من القاذفات لأهدافها دون عوائق. تشير الأرقام إلى أنع سيتم تدمير أية أهداف في المدينة بالكامل.

معركة بريطانيا

خلال المعركة، تعرضت محطات السلسلة الرئيسية - وأبرزها محطة فينتنور في جزيرة وايت - للهجوم عدة مرات بين 12 و 18 أغسطس 1940. في إحدى المرات، تم إيقاف تشغيل جزء من سلسلة الرادار في كنت، بما في ذلك Dover CH، بسبب ضربة على شبكة الكهرباء بالصدفة. ومع ذلك، على الرغم من أن الأكواخ الخشبية التي تحتوي على معدات الرادار قد تعرضت للتلف، فقد نجت الأبراج بسبب بناء العوارض الحديدية المفتوحة. نظرًا لأن الأبراج نجت كما هي، وتمت استعادة الإشارات، خلص سلاح الجو الألماني إلى أن المحطات كانت صعبة جدًا لتدمير بسبب القصف وتركتها وشأنها طوال الفترة المتبقية من الحرب. لو أدرك سلاح الجو الألماني مدى أهمية المحطات الرادارية للدفاع الجوي البريطاني، فمن المحتمل أنها كانت ستبذل جهداً كبيراً لتدميرها.

ترقيات

كان Chain Home هو نظام الرادار الرئيسي في المملكة المتحدة لفترة قصيرة فقط. بحلول عام 1942، كانت العديد من واجباتها قد استولت عليها أنظمة الرادار AMES Type 7 GCI الأكثر تطوراً. بينما قامت CH بفحص مساحة ربما 100 درجة وعرضت بذل جهد كبير لإجراء القياسات، قام النوع 7 بفحص كامل مساحة 360 درجة حول المحطة، وعرضها على مؤشر موقع الخطة، بشكل أساسي خريطة ثنائية الأبعاد في الوقت الحقيقي المجال الجوي حول المحطة. ظهر كل من المقاتلين والقاذفات على الشاشة ، ويمكن تمييزهم باستخدام إشارات تحديد الهوية أو الأصدقاء (IFF). يمكن قراءة البيانات من هذه الشاشة مباشرة إلى الطيارين المعترضين ، دون الحاجة إلى مشغلين إضافيين أو مراكز تحكم.

CH اليوم

لا تزال بعض أبراج أجهزة الإرسال الفولاذية قائمة، على الرغم من أن جميع أبراج الاستقبال الخشبية قد تم هدمها. للأبراج الباقية استخدامات جديدة متنوعة وفي بعض الحالات أصبحت محمية الآن كمبنى مدرج بأمر من التراث الإنجليزي.  ممكن الآن العثور على برج الإرسال في منشأة بي إيه إي سيستمز في Great Baddow في Essex . وقفت في الأصل في سلاح الجو الملكي البريطاني Canewdon في إسيكس. هذا هو برج السلسلة الرئيسية الوحيد الباقي على قيد الحياة والذي لا يزال في شكله الأصلي غير اتحتوي.

كلاين هايدلبرغ

استفاد الألمان أيضًا من السلسلة الرئيسية في نظام الرادار السلبي الخاص بهم، والمعروف باسم كلاين هايدلبرغ. استخدم هذا الإرسال الخاص بالسلسلة الرئيسية  كمصدر، وسلسلة من الهوائيات على طول ساحل القناة كمستقبل. بمقارنة وقت وصول الإشارات من طائرة محددة، يمكن تحديد مداها واتجاهها ببعض الدقة. نظرًا لأن النظام لم يرسل إشارات خاصة به، فإن الحلفاء لم يكونوا على علم به حتى اجتاحوا المحطات في عام 1944.