레이더의 역사

섬네일|right|독일의 프레야 레이더는 더 높은 주파수에서 작동했기 때문에 체인 홈 레이더보다 크기가 작았다.
섬네일|right|존 랜들과 해리 부트가 제작한 오리지널 자전관의 애노드 블록. 레이더 설계의 비약적인 발전을 가져왔다.

레이더의 역사는 19세기 후반 하인리히 루돌프 헤르츠의 실험에서 시작되었다. 그는 전파가 금속 물체에 의해 반사된다는 것을 보여주었다. 이러한 가능성은 제임스 클러크 맥스웰의 전자기학에 관한 기념비적인 저작에서 이미 제안된 바 있다. 그러나 이러한 원리를 사용할 수 있는 시스템이 널리 보급된 것은 20세기 초에 이르러서였으며, 독일의 발명가 크리스티안 휠스마이어가 안개 속에서 충돌을 피하기 위해 설계된 단순한 선박 탐지 장치를 처음으로 구축했다(1904년 제국 특허 제165546호). 영국의 체인 홈 조기 경보 시스템과 같이 방향 및 거리 정보를 제공하는 진정한 레이더는 이후 20년 동안 개발되었다.

짧은 펄스의 무선 에너지를 생성할 수 있는 시스템의 개발은 현대적인 레이더 시스템이 존재할 수 있게 한 핵심적인 진보였다. 오실로스코프에서 펄스의 시간을 측정함으로써 거리를 결정할 수 있었고, 안테나의 방향을 통해 목표물의 각도 위치를 알 수 있었다. 이 두 가지가 결합되어 안테나를 기준으로 목표물의 위치를 찾아내는 "고정"이 가능해졌다. 1934년에서 1939년 사이, 영국, 독일, 미국, 소련, 일본, 네덜란드, 프랑스, 이탈리아 등 8개국이 이러한 유형의 시스템을 독자적으로 그리고 극비리에 개발했다. 또한 영국은 미국 및 4개의 연방 국가(오스트레일리아, 캐나다, 뉴질랜드, 남아프리카 공화국)와 정보를 공유했으며, 이들 국가도 자체적인 레이더 시스템을 개발했다. 전쟁 기간 동안 헝가리도 이 목록에 추가되었다.Raymond C. Watson, Jr.; Radar Origins Worldwide, Trafford Publishing, 2009. RADAR라는 용어는 1939년 미국 통신대(Signal Corps)가 해군을 위한 시스템을 작업하면서 만들어냈다.Part 4 – America Between The Wars; 

전쟁 중의 진전은 신속하고 매우 중요했으며, 아마도 연합국의 승리를 결정지은 요인 중 하나였을 것이다. 핵심적인 개발은 영국의 자전관이었는데, 이는 미터 미만의 분해능을 가진 상대적으로 작은 시스템의 제작을 가능하게 했다. 종전 무렵 영국, 독일, 미국, 소련, 일본은 다양한 육상 및 해상 기반 레이더와 소형 항공 레이더 시스템을 보유하고 있었다. 전쟁 후 레이더의 사용은 민간 항공, 해상 항해, 경찰용 레이더건, 기상학, 의학 등 수많은 분야로 확대되었다. 전후 시대의 주요 발전으로는 대량의 가간섭성 마이크로파를 생성하는 방법인 진행파관, 위상배열 레이더로 이어진 신호 지연 시스템의 개발, 그리고 더 높은 분해능을 가능하게 하는 주파수의 지속적인 증가가 있다. 고체 상태 컴퓨터의 도입으로 인한 신호 처리 능력의 향상 또한 레이더 사용에 큰 영향을 미쳤다.

 의미 
과학 기술의 더 큰 역사에서 레이더가 차지하는 위치는 저자들에 따라 다르게 주장된다. 한편으로 레이더는 맥스웰과 헤르츠 시대부터 널리 알려진 이론에 거의 기여하지 않았다. 따라서 레이더는 과학을 발전시킨 것이 아니라 기술과 공학의 문제였다. 프랑스의 레이더 개발자 중 한 명인 모리스 퐁트(Maurice Ponte)는 다음과 같이 말했다.

그러나 다른 이들은 레이더 개발의 엄청난 실질적인 결과에 주목한다. 레이더는 원자 폭탄보다 훨씬 더 제2차 세계 대전에서 연합국의 승리에 기여했다. 로버트 부데리(Robert Buderi)Buderi, Robert; The Invention that Changed the World, Simon & Schuster, 1996는 레이더가 많은 현대 기술의 전구체였다고 말한다. 그의 책에 대한 리뷰에서는 다음과 같이 언급했다.

훗날 레이더는 기상 레이더 및 레이더 천문학과 같은 과학 장비에 사용되었다.

 초기 기여자 
 하인리히 헤르츠 
1886년부터 1888년까지 독일의 물리학자 하인리히 루돌프 헤르츠는 스코틀랜드 물리학자 제임스 클러크 맥스웰이 1862년부터 1864년 사이에 개발한 방정식에서 예측한 전자기파(전파 포함)의 존재를 증명하는 일련의 실험을 수행했다. 헤르츠의 1887년 실험에서 그는 이 파동이 서로 다른 유형의 재료를 통과하고 실험실의 금속 표면뿐만 아니라 전기 전도체와 유전체에서 반사된다는 것을 발견했다. 반사, 굴절 및 편광 능력이 가시광선과 유사한 이 파동의 성질은 헤르츠와 이후 다른 물리학자들의 실험에 의해 입증되었다.그러한 실험은 올리버 로지, 자가디시 찬드라 보스, 알렉산드르 스테파노비치 포포프 등에 의해 수행되었다.

 굴리엘모 마르코니 
무선 선구자 굴리엘모 마르코니는 1899년 3월 3일 솔즈베리 평원에서 실시한 무선 비컨 실험에서 전파가 물체에 의해 송신기로 다시 반사되는 것을 관찰했다. 1916년 그와 영국의 엔지니어 찰스 새뮤얼 프랭클린은 레이더의 실제 개발에 중요한 단파를 실험에 사용했다. 그는 6년 후인 1922년 런던의 전기공학회(Institution of Electrical Engineers)에서 발표한 논문에서 자신의 발견을 다음과 같이 기술했다.

 크리스티안 휠스마이어 
1904년, 크리스티안 휠스마이어는 충돌을 피하기 위해 선박을 탐지하는 무선 에코 사용을 독일과 네덜란드에서 공개 시연했다. 그의 장치는 단순한 스파크 갭으로 구성되어 신호를 생성했으며, 원통형 포물선 반사경이 달린 다이폴 안테나를 사용하여 신호를 조준했다. 별도의 코히러 수신기에 연결된 유사한 안테나에 선박에서 반사된 신호가 잡히면 종이 울렸다. 악천후나 안개가 낀 동안 장치를 주기적으로 회전시켜 근처 선박을 확인했다. 이 장치는 최대  거리까지 선박의 존재를 탐지했으며, 휠스마이어는 그 성능을 까지 확장할 계획이었다. 거리(간격) 정보를 제공하지는 않았고, 근처 물체에 대한 경고만 제공했다. 그는 텔레모빌로스코프(telemobiloscope)라고 불리는 이 장치를 특허 냈으나, 해군 당국의 관심 부족으로 인해 발명품은 생산에 들어가지 못했다.

휠스마이어는 또한 선박까지의 거리를 추정하기 위한 특허 수정을 받았다. 탑에 설치된 텔레모빌로스코프를 사용하여 수평선을 수직 스캔함으로써, 운영자는 반사음이 가장 강한 각도를 찾아 단순한 삼각 측량으로 대략적인 거리를 추론할 수 있었다. 이는 펄스의 왕복 이동 시간을 통해 거리를 결정하는 이후의 펄스 레이더 개발과는 대조적이다.

 독일 
선박의 존재를 원격으로 나타내기 위한 무선 기반 장치는 1904년 독일의 크리스티안 휠스마이어에 의해 제작되었다. 이는 2019년 10월 IEEE 역사적 이정표(Historic Milestone) 수여를 통해 전기전자공학자협회(IEEE)로부터 최초의 작동하는 레이더 시스템 발명으로 공식 인정받았다.

이후 30년 동안 독일에서는 수많은 무선 기반 탐지 시스템이 개발되었지만 펄스 레이더는 없었다. 이러한 상황은 제2차 세계 대전 직전에 바뀌었다. 세 가지 주요 산업의 발전은 다음과 같다.Kummritz, Herbert; "On the Development of Radar Technologies in Germany up to 1945", in Tracking the History of Radar, ed. by Oskar Blumtritt et al., IEEE-Rutgers, 1994

 GEMA 
1930년대 초, 킬에 있는 전쟁해군(독일 해군) Nachrichtenmittel-Versuchsanstalt (NVA—통신 시스템 실험 연구소)의 과학 책임자인 물리학자 루돌프 퀸홀트는 선박의 수중 탐지 음향 방식을 개선하려 시도했다. 그는 목표물까지의 거리 측정에서 원하는 정확도는 펄스 전자기파를 사용해야만 달성할 수 있다는 결론을 내렸다.

1933년 동안 퀸홀트는 13.5 cm (2.22 GHz)의 마이크로파 영역에서 작동하는 송수신 세트로 이 개념을 처음 테스트하려 시도했다. 송신기는 0.1와트만 생성하는 바르크하우젠-쿠르츠 관(최초의 마이크로파 발생기)을 사용했다. 이 실험이 실패하자 그는 통신용 VHF 시스템을 개발하고 있던 아마추어 무선사 파울 귄터 에르브슬뢰와 한스 카를 폰 빌리젠 남작에게 도움을 요청했다. 그들은 열광적으로 동의했고, 1934년 1월 노력을 위해 GEMA(Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate)라는 회사를 설립했다. 시작부터 이 회사는 단순히 GEMA로 불렸다.Kroge, Harry von; GEMA: Birthplace of German Radar and Sonar, translated by Louis Brown, Inst. of Physics Publishing, 2000

GEMA에서 작업이 본격적으로 시작되었다. 베를린의 명망 있는 하인리히 헤르츠 연구소 소속인 한스 홀만과 테오도어 슐테스가 컨설턴트로 영입되었다. 첫 번째 장치는 네덜란드의 필립스에서 구입한 분할 양극 자전관을 사용했다. 이는 50 cm (600 MHz)에서 약 70W를 제공했지만 주파수 불안정으로 어려움을 겪었다. 홀만은 슐테스의 다이폴 안테나 배열에 연결된 바르크하우젠-쿠르츠 관 재생 수신기를 제작했고, 폰 빌리젠은 48 cm 송신기를 사용했는데 처음에는 야기 안테나에 연결했다가 나중에는 13.5 cm와 48 cm의 파라볼라 안테나에 연결했다. 1934년 6월, 48 cm 장비로는 약 , 13.5 cm 장비로는 4 km 거리에서 도플러 비트 간섭에 의해 대형 기선이 탐지되었다. 10월에는 연속파 빔을 우연히 통과한 항공기로부터 강력한 반사가 관찰되었다. 그러나 송신 신호를 수신기 밖으로 유지하는 것이 계속해서 문제였다.

퀸홀트는 이후 GEMA 작업을 펄스 변조 시스템으로 전환했다. 더 나은 주파수 안정성을 가진 새로운 52 cm (600 MHz) 필립스 자전관이 사용되었다. 이는 초당 2000회의 2 μs 펄스로 변조되었다. 송신 안테나는 반사 메시가 있는 10쌍의 다이폴 배열이었다. 광대역 헤테로다인 수신기는 RCA의 에이콘 관을 사용했고, 수신 안테나는 3쌍의 다이폴을 가졌으며 로브 스위칭을 통합했다. 거리 표시를 위해 브라운관(CRT)이 사용되었다.

장비는 펠처하켄 인근 뤼베커만(Lübecker Bay)의 NVA 현장에서 처음 테스트되었다. 1935년 5월, 만 건너편 숲에서 오는 반사파를  거리에서 탐지했다. 그러나 얼마 떨어지지 않은 연구선 벨레(Welle)를 탐지하는 데는 제한적인 성공만 거두었다. 이후 수신기를 재제작하여 2단계 중간 주파수 단계를 가진 슈퍼 재생 세트가 되었다. 이 개선된 수신기를 통해 시스템은 최대  거리에서 선박을 쉽게 추적했다.

1935년 9월, 전쟁해군 총사령관에게 시연이 이루어졌다. 시스템 성능은 우수했다. 브라운관에서 거리를 50미터 미만의 오차(1% 미만 편차)로 읽어냈으며, 로브 스위칭을 통해 0.1도의 방향 정확도를 확보했다. 비록 이 장치는 생산에 들어가지 않았지만, GEMA는 50 cm (500 MHz) 및 2.4m 주변에서 작동하는 유사한 시스템을 개발하기 위한 자금을 지원받았다. 이들은 각각 전쟁해군을 위한 Seetakt와 루프트바페(독일 공군)를 위한 프레야가 되었다. 해군은 수상 목표물을 위해 짧은 파장이 필요했고, 공군은 긴 파장을 통한 거리 확장이 필요했다. 50 cm 자전관은 GEMA TS1 3극 진공관으로 대체되었고, 자전관은 바르크하우젠 관을 대체했다.

퀸홀트는 NVA에 남았으나 GEMA의 컨설턴트로도 활동했다. 그는 독일의 많은 이들에게 레이더의 아버지로 간주된다. 1933~6년 동안 홀만은 마이크로파에 관한 최초의 포괄적인 논문인 '초단파의 물리학과 기술'(Physik und Technik der ultrakurzen Wellen, Springer 1938)을 저술했다.

 텔레풍켄 
1933년 NVA의 퀸홀트가 마이크로파를 처음 실험할 때, 그는 텔레풍켄에 마이크로파 관에 대한 정보를 구했다. (텔레풍켄은 독일 최대의 무선 제품 공급업체였다) 그곳에서 빌헬름 룬게는 그 주파수에 사용할 수 있는 진공관이 없다고 말했다. 사실 룬게는 이미 고주파 송신기를 실험하고 있었고 텔레풍켄의 진공관 부서에서 cm 파장 장치를 연구하도록 하고 있었다.

1935년 여름, 텔레풍켄 무선 연구소의 소장이 된 룬게는 무선 기반 탐지에 대한 자체 자금 지원 프로젝트를 시작했다. 바르크하우젠-쿠르츠 관을 사용하여 50 cm (600 MHz) 수신기와 0.5-W 송신기가 제작되었다. 어느 정도 거리를 두고 안테나를 지면에 평평하게 배치한 후, 룬게는 항공기가 머리 위로 날아가도록 배치했고 수신기가 강한 도플러 비트 간섭 신호를 보내는 것을 발견했다."Telefunken firm in Berlin reveals details of a 'mystery ray' system capable of locating position of aircraft through fog, smoke and clouds". Electronics, September 1935

룬게는 이제 한스 홀만을 컨설턴트로 두고 펄스 변조를 사용하는 1.8 m (170 MHz) 시스템 개발을 계속했다. 빌헬름 스테프는 공용 안테나를 사용할 수 있게 해주는 송수신 장치(송수 전환기)를 개발했다. 스테프는 또한 시스템에 자신의 고향 이름을 따서 '다름슈타트'(Darmstadt)라는 코드명을 붙였는데, 이는 텔레풍켄에서 시스템에 도시 이름을 붙이는 관행의 시작이 되었다. 송신기 출력이 불과 몇 와트였던 이 시스템은 1936년 2월 처음 테스트되어 약  거리의 항공기를 탐지했다. 이는 루프트바페가 50 cm (600 MHz) 고사포 사격 통제 시스템인 뷔르츠부르크 개발에 자금을 지원하게 만들었다.Runge. W.; "A personal reminiscence", in Radar Development to 1945, edited by Russell Burns, Peter Peregrinus Ltd, 1988, p.227

 로렌츠 
제1차 세계 대전 이전부터 스탠다드 일렉트릭 로렌츠(Standard Elektrik Lorenz)는 독일 군의 주요 통신 장비 공급업체였으며 텔레풍켄의 주요 경쟁자였다. 1935년 말, 로렌츠는 텔레풍켄의 룬게가 무선 기반 탐지 장비를 연구하고 있다는 사실을 알고 고트프리트 뮐러의 지휘 아래 유사한 활동을 시작했다. Einheit für Abfragung(DFA – 탐지 장치)이라고 불리는 펄스 변조 세트가 제작되었다. 이는 70 cm (430 MHz)에서 약 1 kW 전력으로 작동하는 DS-310 유형 진공관(에이콘과 유사)을 사용했으며, 반사 스크린이 있는 반파장 다이폴 열로 만들어진 동일한 송수신 안테나를 가졌다.

1936년 초, 초기 실험에서 최대  거리의 대형 건물로부터 반사파를 얻었다. 두 개의 진공관을 사용하여 출력을 두 배로 늘렸고, 1936년 중반 킬 근처 절벽에 장비를 설치하여 의 선박과 의 항공기를 성공적으로 탐지했다.

이 실험 세트의 성공은 전쟁해군에 보고되었으나 그들은 관심을 보이지 않았다. 그들은 이미 유사한 장비에 대해 GEMA와 긴밀히 협력하고 있었다. 또한 로렌츠와 많은 외국 국가 간의 광범위한 계약으로 인해 해군 당국은 회사가 기밀 작업을 처리하는 것에 대해 유보적인 입장을 가졌었다. 이후 DFA는 독일 육군(Heer)에 시연되었고, 그들은 대공포(Flak)를 지원하기 위한 시스템인 쿠르퓌르스트(Kurfürst) 개발을 로렌츠와 계약했다.

 영국 
1915년 로버트 왓슨와트는 햄프셔주 올더숏에 있는 지소에서 기상학자로 영국 기상청에 합류했다. 이후 20년 동안 그는 대기 현상을 연구하고 번개에 의해 생성된 무선 신호를 사용하여 뇌우의 위치를 매핑하는 기술을 개발했다. 회전하는 지향성 안테나를 사용하여 이러한 찰나의 신호 방향을 정확히 찾아내는 데 어려움을 겪자, 1923년에 신호를 표시하기 위해 오실로스코프를 사용하게 되었다. 작업 현장은 결국 버크셔주 슬라우 외곽으로 옮겨졌고, 1927년에 과학산업연구부(DSIR) 산하의 무선연구소(RRS)를 형성했다. 왓슨와트는 RRS 소장으로 임명되었다.

1934년, 공군성은 "최근의 과학적 기술적 지식의 진보가 적 항공기에 대한 현재의 방어 수단을 강화하는 데 얼마나 사용될 수 있는지"를 찾기 위해 방공 과학 조사 위원회(CSSAD)를 설립했다. 이 "티저드 위원회"는 위원장인 헨리 티저드 경의 이름을 따서 명명되었다.

공군성 과학 연구 국장이자 티저드 위원회 위원인 H. E. 윔퍼리스는 독일이 매우 큰 무선 안테나 이미지와 함께 무선 신호를 사용하여 살인광선을 만들었다고 주장하는 독일 신문 기사를 읽었다. 이러한 가능성에 대해 우려하는 동시에 잠재적으로 흥분했지만, 동시에 매우 회의적이었던 윔퍼리스는 이 개념에 대해 판단을 내려줄 수 있는 무선 전파 분야의 전문가를 찾았다. RRS 소장인 왓슨와트는 당시 무선 분야의 권위자로 자리 잡고 있었으며, 1935년 1월 윔퍼리스는 그에게 무선이 그러한 장치에 사용될 수 있는지 물었다. 과학 조수 아놀드 윌킨스와 논의한 후, 윌킨스는 필요한 에너지가 엄청날 것이라는 계산을 신속하게 내놓았다. 왓슨와트는 이것이 불가능할 것 같다고 답하면서 다음과 같은 의견을 덧붙였다. "여전히 어렵지만 덜 비관적인 무선 탐지 문제에 주의를 돌리고 있으며, 반사된 무선 파동에 의한 탐지 방법에 대한 수치적 고려 사항을 필요할 때 제출할 것이다."

이후 몇 주 동안 윌킨스는 무선 탐지 문제를 고려했다. 그는 접근 방식을 개략적으로 설명하고 필요한 송신기 출력, 항공기의 반사 특성 및 필요한 수신기 감도에 대한 상세한 계산으로 이를 뒷받침했다. 그는 왓슨와트의 번개 탐지 개념을 기반으로 지향성 수신기를 사용하여 별도의 송신기에서 오는 강력한 신호를 듣는 방식을 제안했다. 시간 측정, 즉 거리 측정은 송신기의 신호로 오실로스코프의 추적을 트리거한 다음 스케일에 맞춰 반사파를 측정함으로써 수행될 것이다. 왓슨와트는 1935년 2월 12일 "무선 방식에 의한 항공기 탐지"라는 제목의 비밀 보고서로 이 정보를 공군성에 보냈다.

1935년 아놀드 윌킨스는 BBC 49.8미터 단파 송신기에서 6마일 떨어진 곳에 수신 장비를 설치하고, 그 사이를 지나가는 핸들리 페이지 헤이퍼드 폭격기에서 오는 반사파를 기록했다. 물리학자 알버트 로우가 지켜보는 가운데, 공군성은 연구 자금을 할당하고 프로젝트를 일급 비밀로 분류했다. 이 실험은 나중에 1977년 BBC 텔레비전 시리즈 The Secret War의 "100마일을 보기 위해" 에피소드에서 윌킨스에 의해 재현되었다.

전리층 탐색에 사용되는 펄스 전송을 기반으로 예비 시스템이 팀에 의해 RRS에서 설계 및 제작되었다. 기존 송신기는 약 1 kW의 피크 출력을 가졌으나 윌킨스는 100 kW가 필요할 것으로 추정했다. 에드워드 조지 보웬이 그러한 송신기를 설계하고 제작하기 위해 팀에 합류했다. 보웬의 송신기는 6 MHz(50m)에서 작동했고 25 Hz의 펄스 반복률, 25 μs의 펄스 폭을 가졌으며 원하는 출력에 근접했다. 1935년 오포드 네스에서 테스트가 시작되었다. 6개의 나무 탑이 세워졌는데, 2개는 송신 안테나용이었고 4개는 교차 수신 안테나의 모서리용이었다.

6월 17일, 첫 번째 목표물이 탐지되었다.  거리에 있는 슈퍼마린 스카파 비행정이었다.Bowen, E. G.; Radar Days, Inst. of Physics Publishing, 1987, p. 16 왓슨와트, 윌킨스, 보웬은 일반적으로 이 나라에서 나중에 레이더로 불릴 장치를 시작한 공로를 인정받는다.Latham, Colin, and Anne Stobbs (2011). The Birth of British Radar: The memoirs of Arnold 'Skip' Wilkins, Second Edition, Radio Society of Great Britain, 

1935년 12월, 영국 재무부는 템스 강어귀 접근로를 담당하는 체인 홈(CH)이라는 5개 스테이션 시스템을 위해 6만 파운드를 충당했다. 티저드 위원회의 비서인 알버트 로우는 작업을 숨기기 위해 RDF라는 약어를 만들었는데, 이는 거리 및 방향 탐지(Range and Direction Finding)를 의미하지만 이미 잘 알려진 무선 방향 탐지(Radio Direction Finding)를 암시했다.

1935년 말, 야간 탐지 및 요격 장치의 필요성에 대한 린데만의 인식을 수용하고 기존 송신기가 항공기에 너무 무겁다는 점을 깨달은 보웬은 나중에 바이스타틱 레이더라고 불릴, 수신기만 장착하는 방식을 제안했다.Judkins, Phil. Making Vision into Power, International Journal of Engineering and Technology, Vol 82, No 1 (January 2012), pp. 103–104. 프레더릭 린데만의 적외선 센서 및 항공 기뢰 제안은 실용적이지 않은 것으로 판명되었다.Judkins, p.113. 티저드의 촉구로 보웬이 노력을 기울인 결과 수상함 탐지(ASV) 레이더와 이를 통한 항공 요격(AI) 레이더가 결실을 맺게 되었다.Judkins, pp.113–114.

1937년, 보웬의 팀은 세계 최초의 항공기 탑재 세트인 초기 ASV 레이더를 사용하여 악천후 속에서 본국 함대를 탐지했다.Judkins, p.109. 서치라이트 시스템인 실루엣(Silhouette)이 실패한 후 "매우 긴급한 문제"로서 1939년 봄이 되어서야 공대공 요격(AI)을 위한 ASV 사용으로 관심이 돌아섰다.Judkins, p.114. 1939년 6월에 시연된 AI는 공군 대장 휴 다우딩으로부터 따뜻한 환영을 받았으며, 윈스턴 처칠로부터는 더욱 큰 환영을 받았다. 이는 문제가 있는 것으로 드러났다. 항공기의 고도에 의존하는 정확도 때문에  정도만 가능한 CH는 항공기를 탐지 범위 내에 배치할 만큼 정확하지 않았고 추가 시스템이 필요했다.Judkins, p.116. 나무 섀시는 불이 붙기 쉬운 경향이 있었으며(전문 기술자들의 주의에도 불구하고)Judkins, p.117., 다우딩은 왓슨와트가 수백 개의 세트를 제공할 수 있다는 말을 들었을 때 "작동하는 열 개"를 요구했다.Judkins, p.116: quoting from Jones, R. V. Most Secret War (London: Hamish Hamilton, 1978), pp.155–156. 코서와 메트로폴리탄-비커스 세트는 항공기용으로 너무 무거웠고 RAF는 야간 전투기 조종사, 관측사Judkins, p.115. 및 적합한 항공기가 부족했다.Braham, J. R. D., Wing Commander, RAF. Night Fighter (Bantam, 1984).

1940년 존 랜들과 해리 부트는 10센티미터 파장 레이더를 현실로 만든 자전관을 개발했다.

체인 홈의 고도 계산을 돕기 위해 다우딩의 요청으로 1940년에 Electrical Calculator Type Q(흔히 "프룻 머신"이라 불림)이 도입되었다.

야간 요격의 해결책은 W. B. "벤" 루이스 박사에 의해 제공되었는데, 그는 새롭고 더 정확한 지상 제어 디스플레이인 평면 위치 표시기(PPI), 새로운 지상 제어 요격(GCI) 레이더 및 신뢰할 수 있는 AI 레이더를 제안했다. AI 세트는 최종적으로 EMI에 의해 제작되었다. GCI는 의심할 여지 없이 왓슨와트의 반대와 CH만으로도 충분하다는 그의 믿음, 그리고 보웬이 네비게이션용으로 ASV를 사용하는 것을 선호했기 때문에 지연되었다.Judkins, pp.114, 116, 118, & 119–120.

 공군성 
섬네일|225px|upright|1939~1940년 사이의 체인 홈 레이더 커버리지
1936년 3월, 오포드네스에서의 작업은 근처 본토의 바드시 매너(Bawdsey Manor)로 옮겨졌다. 이때까지 작업은 공식적으로 여전히 DSIR 산하에 있었으나 이제 공군성으로 이관되었다. 새로운 바드시 연구소에서 체인 홈(CH) 장비가 프로토타입으로 조립되었다. 1936년 9월 RAF가 프로토타입 스테이션을 처음 가동했을 때 장비 문제가 있었다. 이들은 이듬해 4월까지 해결되었고, 공군성은 더 큰 스테이션 네트워크 계획을 시작했다.

CH 스테이션의 초기 하드웨어는 다음과 같았다. 송신기는 20에서 55 MHz 사이의 미리 선택된 4개 주파수에서 작동했으며, 15초 이내에 조정 가능했고 200 kW의 피크 출력을 냈다. 펄스 지속 시간은 5에서 25 μs 사이에서 조정 가능했으며, 반복률은 25 또는 50 Hz 중 선택할 수 있었다. 모든 CH 송신기의 동기화를 위해 펄스 발생기는 영국 전력망의 50 Hz에 고정되었다. 4개의  강철 탑이 송신 안테나를 지탱했고, 4개의  나무 탑이 세 단계 레벨에서 교차 다이폴 배열을 지탱했다. 여러 개의 수신 안테나로부터 방향 정확도를 높이기 위해 고니오미터가 사용되었다.

1937년 여름까지 20개의 초기 CH 스테이션이 점검 가동 중이었다. 연말 전에 대규모 RAF 연습이 수행되었으며, 이는 큰 성공을 거두어 재무부로부터 해안 스테이션 체인 완성을 위해 1000만 파운드가 책정되었다. 1938년 초, RAF는 모든 CH 스테이션의 제어권을 넘겨받았고 네트워크는 정기 운용을 시작했다.

1938년 5월, 로우가 왓슨와트를 대신해 바드시 소장으로 부임했다. CH 및 후속 시스템에 대한 작업 외에도 이제 항공기 탑재용 RDF 장비에 대한 주요 작업이 진행되었다. 이는 에드워드 조지 보웬이 이끌었으며 200-MHz (1.5 m) 세트에 집중되었다. 더 높은 주파수는 항공기 설치에 적합한 더 작은 안테나를 가능하게 했다.

오포드네스에서 RDF 작업이 시작된 이래 공군성은 영국 육군과 왕립 해군에 일반적으로 정보를 제공해 왔으며, 이는 두 군대가 자체적인 RDF 개발을 갖게 되는 결과로 이어졌다.

 영국 육군 
1931년 육군 신호 실험소(SEE)의 울리치 연구소에서 W. A. S. 뷰트먼트(W. A. S. Butement)와 P. E. 폴라드(P. E. Pollard)는 선박 탐지를 위해 펄스 600 MHz(50-cm) 신호를 조사했다. 비록 그들이 이 주제에 관한 메모를 작성하고 예비 실험을 수행했지만, 명확하지 않은 이유로 전쟁성(War Office)은 이를 고려하지 않았다.Butement, W. A. S., and P. E. Pollard; "Coastal Defense Apparatus", Recorded in the Inventions Book of the Royal Engineers Board, Jan. 1931

공군성의 RDF 작업이 진행됨에 따라 왕립 공병 및 신호 위원회의 피터 월리지 대령은 왓슨와트를 만나 오포드네스에서 개발 중인 RDF 장비와 기술에 대한 브리핑을 받았다. 그의 보고서 "제안된 비행기 탐지 방법 및 전망"은 SEE가 1936년 10월 바드시에 "육군 세포"(Army Cell)를 설치하게 만들었다. 이는 E. 탈보트 패리스의 지휘 아래 있었고 뷰트먼트와 폴라드가 포함되었다. 이 팀의 작업은 두 가지 일반적인 유형의 RDF 장비를 강조했다. 대공포와 서치라이트를 지원하기 위한 포격(GL) 시스템과 해안 포병 연대 및 해외 육군 기지 방어를 지시하기 위한 해안 방어(CD) 시스템이었다.

폴라드는 모바일 무선 유닛(MRU)이라는 코드명의 조기 경보 RDF 첫 번째 프로젝트를 이끌었다. 이 트럭 탑재 시스템은 CH 스테이션의 소형 버전으로 설계되었다. 300 kW의 전력으로 23 MHz(13m)에서 작동했다. 단일  탑이 송신 안테나를 지탱했고, 신호 방위를 추정하기 위해 직교로 배치된 두 개의 수신 안테나도 지탱했다. 1937년 2월, 개발 장치가  거리에서 항공기를 탐지했다. 공군성 또한 이 시스템을 CH 시스템의 모바일 보조 장치로 채택했다.

1938년 초, 뷰트먼트는 보웬의 발전하는 200-MHz(1.5-m) 항공 레이더를 기반으로 Radar, Coast Defense, Mark I 시스템의 개발을 시작했다. 송신기는 400 Hz 펄스 속도, 2-μs 펄스 폭 및 50 kW 출력(나중에 150 kW로 증가)을 가졌다. 뷰트먼트는 또한 빔과 레이더 방정식을 도입했다. 1939년 5월까지 CD MK II RDF는  정도로 낮게 나는 항공기를  범위에서 탐지할 수 있었다.

 왕립 해군 
왕립 해군은 바드시에서의 공군성 작업과 긴밀한 접촉을 유지했지만, 남해안 햄프셔주 포츠머스에 있는 국왕 폐하의 신호 학교(HMSS) 실험 부서에서 자체적인 RDF 개발을 수립하기로 선택했다.

HMSS는 1935년 9월에 RDF 작업을 시작했다. R. F. 요(R. F. Yeo)의 지휘 아래 초기 노력은 75 MHz(4m)에서 1.2 GHz(25 cm) 사이의 주파수에서 이루어졌다. 모든 작업은 극비리에 진행되었으며, 포츠머스의 다른 과학자 및 엔지니어들과도 논의할 수 없었다. 거리 전용 세트인 75 MHz 장치가 결국 개발되어 Type 79X로 지정되었다. 훈련함을 사용하여 기본 테스트를 수행했으나 작동이 불만족스러웠다. 1937년 8월, HMSS의 RDF 개발이 변경되어 많은 우수한 연구원들이 이 활동에 투입되었다. 존 Rawlinson은 Type 79X의 개선을 담당하게 되었다. 효율성을 높이기 위해 그는 주파수를 43 MHz (파장 7미터)로 낮췄다. Type 79Y로 지정된 이 시스템은 별도의 고정식 송수신 안테나를 가졌다. 1938년 Type 79Y는 해상에서 테스트되어 에서 항공기를 탐지했다. 이 시스템들은 이후 호와 HMS 로드니호에 배치되었다.Coales, J. F., and J. D. S. Rawlinson; "The Development of Naval Radar 1935–1945", J. Naval Science, vol. 13, nos. 2–3, 1987.

 미국 
미국에서는 해군과 육군 모두 적의 함선과 항공기를 원격으로 찾는 수단이 필요했다. 1930년에 두 군은 모두 이 요구를 충족할 수 있는 무선 장비 개발을 시작했다. 이러한 노력에 대한 조정은 거의 없었으므로 각각 별도로 설명한다.

 미국 해군 
1922년 가을, 미국 해군 항공 무선 연구소의 알버트 테일러와 레오 영은 통신 실험을 수행하던 중 포토맥강에 있는 나무 선박이 신호를 방해하고 있다는 사실을 알아차렸다. 그들은 이것이 항만 방어에서 선박 탐지에 사용될 수 있다는 제안서를 작성했으나 제안은 받아들여지지 않았다.Brown, Louis; A Radar History of World War II; Inst. of Physics Publishing, 1999, p.43 1930년 워싱턴 D.C.의 해군 연구소(NRL)에서 테일러 및 영과 함께 일하던 로렌스 하일랜드는 유사한 무선 장치 배치를 사용하여 지나가는 항공기를 탐지했다. 이는 선박과 항공기 탐지를 위해 이 기술을 사용하자는 제안과 특허로 이어졌다.Hyland, L.A., A.H. Taylor, and L.C. Young; "System for detecting objects by radio", U.S. Patent No. 1981884, 27 Nov. 1934

단순한 파동 간섭 장치는 물체의 존재를 탐지할 수는 있지만 그 위치나 속도를 결정할 수는 없다. 그것은 펄스 레이더의 발명과 나중에 CW 신호에서 이 정보를 추출하기 위한 추가적인 인코딩 기술을 기다려야 했다. NRL의 테일러 그룹이 탐지 수단으로 간섭 무선을 받아들이게 하는 데 실패했을 때, 영은 펄스 기술을 시도해 볼 것을 제안했다. 이는 목표물까지의 거리를 직접 결정할 수 있게 해 줄 것이었다. 1924년에 하일랜드와 영은 그레고리 브라이트와 머를 튜브를 위해 그러한 송신기를 제작하여 전리층의 높이를 성공적으로 측정한 적이 있었다.Breit, Gregory, and Merle A. Tuve; "A Radio Method for Estimating the Height of the Conducting Layer", Nature, vol. 116, 1925, p. 116

로버트 모리스 페이지는 테일러로부터 영의 제안을 구현하는 임무를 맡았다. 페이지는 60 MHz에서 작동하고 지속 시간 10 μs, 펄스 간 간격 90 μs인 송신기를 설계했다. 1934년 12월, 이 장치는 포토맥강을 오르내리는  거리의 비행기를 탐지하는 데 사용되었다. 탐지 범위는 짧았고 오실로스코프 모니터의 표시는 거의 불분명했지만, 이는 펄스 레이더 시스템의 기본 개념을 입증했다.Page, Robert Morris; The Origin of Radar, Doubleday, 1962, p. 66. 이를 근거로 페이지, 테일러, 영은 보통 세계 최초의 펄스 레이더를 제작하고 시연한 공로를 인정받는다.

페이지에 의한 중요한 후속 개발은 송수 전환기(duplexer)였다. 이 장치는 민감한 수신기 회로를 압도하거나 파괴하지 않고 송신기와 수신기가 동일한 안테나를 사용할 수 있게 했다. 이는 또한 장거리 목표물의 정확한 위치 결정에 중요한 별도의 송수신 안테나 동기화와 관련된 문제를 해결했다.

펄스 레이더 실험은 주로 짧은 펄스를 처리하기 위한 수신기 개선을 중심으로 계속되었다. 1936년 6월, 이제 28.6 MHz에서 작동하는 NRL의 첫 번째 프로토타입 레이더 시스템이 정부 관리들에게 시연되어 최대  거리의 항공기를 성공적으로 추적했다. 그들의 레이더는 오늘날의 기준으로 볼 때 적어도 저주파 신호를 기반으로 했기 때문에 대형 안테나가 필요했고, 선박이나 항공기 장착에는 비실용적이었다.
섬네일|미국 해군의 함선 레이더

안테나 크기는 작동 주파수에 반비례한다. 따라서 시스템의 작동 주파수를 200 MHz로 높여 훨씬 더 작은 안테나를 사용할 수 있게 했다. 200 MHz 주파수는 당시 존재하던 송신기 진공관 및 기타 구성 요소로 가능한 최고 주파수였다. 1937년, 포신에 야기 안테나를 장착하여 USS 리리호에 설치해 테스트했다.

해상 시험의 성공을 바탕으로 NRL은 시스템을 더욱 개선했다. 페이지는 여러 개의 출력관을 사용하고 5-μs 펄스에서 피크 전력을 15 kW로 높일 수 있는 링 발진기를 개발했다. 20x23피트(6x7m) 크기의 적층 다이폴 "베드스프링" 안테나가 사용되었다. 1938년 실험실 테스트에서 XAF로 명명된 이 시스템은 최대  범위의 비행기를 탐지했다. 1939년 1월부터 시작된 해상 시험을 위해 전함 USS 뉴욕호에 설치되었으며, 미국 함대에서 최초의 작전용 무선 탐지 및 거리 측정 세트가 되었다.

1939년 5월, 생산을 위해 RCA와 계약이 체결되었다. CXAM으로 명명되었으며 1940년 5월부터 인도가 시작되었다. RADAR라는 약어는 "Radio Detection And Ranging"에서 따온 것이다. 최초의 CXAM 시스템 중 하나는 1941년 12월 7일 진주만 공격으로 침몰한 전함 USS 캘리포니아호에 배치되어 있었다.

 미국 육군 
대공황이 시작되면서 경제적 상황으로 인해 미국 육군 통신대는 광범위한 실험실 운영을 뉴저지주 포트 먼머스로 통합하게 되었다. 1930년 6월 30일, 이들은 신호 군 실험소(SCL)로 지정되었고 윌리엄 블레어 중령(박사)이 SCL 소장으로 임명되었다.

다른 활동들 중에서 SCL은 음향 및 적외선 방사 수단에 의한 항공기 탐지 연구를 담당하게 되었다. 블레어는 고체 물질과 전자기파의 상호 작용에 관한 박사 학위 연구를 수행했었기에 자연스럽게 이러한 유형의 탐지에 주의를 기울였다. 처음에는 항공기 엔진의 열에서 나오는 적외선이나 적외선 필터가 달린 대형 서치라이트에서 반사되는 적외선, 그리고 엔진 점화에서 생성되는 무선 신호를 탐지하려는 시도가 이루어졌다.

적외선 탐지에서는 어느 정도 성공을 거두었으나 무선을 사용한 성과는 거의 없었다. 1932년, 항공기 탐지를 위한 무선 간섭에 관한 NRL의 진척 사항이 육군에 전달되었다. 블레어가 이 정보를 사용했다는 증거는 나타나지 않지만, SCL은 당시 전 세계적으로 알려진 마이크로파 영역의 무선 신호 생성, 변조 및 탐지 방법에 대한 체계적인 조사를 착수했다.

1934년, SCL은 육군 통신대장으로부터 마이크로파 무선 위치 확인(RPF)을 조사하라는 지시를 받았다. 1934년과 1935년의 테스트는 바이스타틱 배열을 사용하여 도플러 이동 신호를 보여주었다.

블레어는 1934년 12월 NRL에서 펄스 시스템이 성공했다는 사실을 분명히 알지 못했다. 1935년 내부 노트에서 블레어는 다음과 같이 언급했다.

1936년, W. 델마 허슈버거와 로버트 노예스는 NRL의 것을 모델로 한 수신기와 펄스 변조 기능이 있는 75와트, 110 MHz (2.73 m) 송신기를 제작했다.

1936년 10월, 폴 E. 왓슨이 SCL 수석 엔지니어가 되어 프로젝트를 이끌었다. 해안 근처에 송신기와 수신기를 1마일 떨어뜨려 현장 설정을 완료했다. 1936년 12월 14일, 이 실험 세트는 뉴욕시를 드나드는 항공기를 최대  범위에서 탐지했다.Coulton, Roger B.; "Radar in the U.S. Army", Proc. IRE, vol. 33, 1947, pp. 740–753

1937년, 랄프 콜과 윌리엄 마크스는 수신기 및 방위각-표고 탐지를 위해 별도의 안테나를 사용하여 폭격기를 비추었다. 이를 지켜본 헨리 우드링 전쟁부 장관은 다음 날 주문을 내렸다.

1938년, 1.5미터 SCR-268은 제임스 무어 소령이 설계한 로브 스위칭 안테나를 사용했다. 웨스턴 일렉트릭과 웨스팅하우스의 도움으로 1939년 웨스턴 일렉트릭에서 생산을 시작하여 1941년에 서비스를 시작했다.

SCR-268이 서비스를 시작하기도 전에 이미 크게 개선되었다. 해롤드 잘 소령(박사)이 이끄는 프로젝트에서 2.83미터 모바일 SCR-270과 고정 기지용 SCR-271의 두 가지 새로운 구성이 진화했다. 1940년 웨스팅하우스가 인도를 시작했다. 육군은 하와이 오아후섬 주변에 최초의 SCR-270 세트 5개를 배치했으며, 이 중 하나가 진주만 공격에 관련된 항공기 편대를 탐지했다.

 소련 
1895년 5월 7일, 크론시타트에 있는 러시아 제국 해군 어뢰 학교의 물리 강사인 알렉산드르 스테파노비치 포포프는 러시아 물리화학 학회에 자신의 코히러 번개 탐지기에 관한 논문을 발표했다. 1896년 3월, 그는 스파크 갭 송신기를 추가하고 동일한 학회 시연에서 모스 부호 메시지를 전송했다. 1897년, 그는 발트해의 두 함선 간의 통신을 시연했다. 그는 또한 세 번째 선박의 통과로 인한 간섭 비트를 관찰했다. 1899년, 포포프는 파리에서 유진 뒤크레테와 협력하여 자신의 장치를 기반으로 무선 세트를 제작했고, 지멘스 & 할스케 상트페테르부르크 공장에서 면허 하에 생산했다. 1900년 포포프의 수신기가 러시아, 영국, 프랑스에서 특허를 받은 후 러시아 제국 해군은 무선 통신을 채택했다. 1924년까지 러시아에서는 50개의 무선국이 운영되고 있었다.

붉은 군대의 Glavnoe Artilleriyskoe Upravlenie(GAU, 포병 총국)는 무선 위치 확인에 대한 도움을 구하던 중 레닌그라드 중앙 무선 연구소(TsRL)의 유 코로빈의 도움을 받았다. 1934년 1월 3일, 그는 50센티미터 송신기를 사용하여 항공기의 반사를 보여줄 수 있었다. 그 후 TsRL은 서치라이트와 대공포를 돕기 위한 무선 위치 확인 장치 개발에 착수했다.Erickson, J.; "The air defense problem and the Soviet radar programme 1934/35-1945", in Radar Development to 1945, ed. by Russell Burns, Peter Peregrinus Ltd., 1988, pp. 227–234

1934년, 방공군(PVO)을 위한 러시아 과학 아카데미 회의 이후, 파벨 오셰프코프는 아브람 요페의 레닌그라드 물리 기술 연구소(LEPI), 하르키우 물리 기술 연구소(UIPT), 자신의 특별 건설국(SCB) 및 스베틀라나와 함께 무선 위치 확인 작업을 시작할 수 있었다.Ioffe, A. F.; "Contemporary problems of the development of the technology of air defense", Sbornik PVO, February 1934 (in Russian)

1934년 10월, PVO는 실험을 위해 LEPI의 비스트로(Bistro) 세트 5개를 주문했다. 4.7미터에서 작동하는 B.K. 솀벨 팀이 구축한 바이스타틱 레이더 시스템은 목표물의 존재와 대략적인 방향만 확인할 수 있었을 뿐 거리는 확인할 수 없었다. 1936년, 미하일 본치-브루예비치의 제9과학연구소(NII-9)에 소속된 솀벨 팀은 UIPT의 18센티미터 자전관을 사용하여 부랴(Burya)를 제작했다. 거리, 표고, 방위각 탐지가 가능했지만 여전히 대공포용으로는 불충분했다. 부랴-2와 부랴-3은 수직 및 수평으로 쌍을 이룬 3개의 수신 안테나를 통합하고 로브 스위칭을 포함했지만, 여전히 연속파 레이더(CW)였다. 동시에 1936년 SCB의 오셰프코프와 LPTI의 V.V. 침발린은 4미터 펄스 레이더 시스템을 개발했다. 그러나 이 바이스타틱 시스템은 펄스로 직접 거리를 탐지할 수 없었다.Shembel, B. K.; At the Origin of Radar in USSR, Sovetskoye Radio, 1977 (in Russian)Slutzkin, A. A., and D. S. Shteinberg, "Die Erzeugung von kurzwelligen ungedämpften Schwingungen bei Anwendung des Magnetfeldes" ["The generation of undamped shortwave oscillations by application of a magnetic field"], Annalen der Physik, vol. 393, no. 5, pages 658–670 (May 1929)

1937년 6월, 레닌그라드에서 진행되던 무선 위치 확인에 관한 모든 작업이 갑자기 중단되었다. 독재자 이오시프 스탈린의 악명 높은 대숙청이 군 고위 사령부와 그 지원 과학계를 휩쓸었다. PVO 수장은 처형되었다. 오셰프코프는 "중죄" 혐의로 기소되어 굴라크 강제 노동 수용소에서 10년형을 선고받았다. NII-9 조직은 보존되었으나 솀벨은 해임되었고 본치-브루예비치가 새 소장으로 임명되었다.Siddiqi, Asif A.; "Rockets Red Glare: Technology, Conflict, and Terror in the Soviet Union"; Technology & Culture, vol. 44, 2003, p.470

붉은 군대 신호 과학 연구소(NIIIS-KA)는 당초 음향 기술을 선호하며 무선 위치 확인 연구에 반대해 왔다. 그러나 이 붉은 군대 분파는 대숙청의 결과로 힘을 얻었고 태도를 완전히 바꾸어 무선 위치 확인 시스템의 신속한 개발을 강력하게 밀어붙였다. 그들은 오셰프코프의 실험실을 인수했고 기존 및 미래의 모든 연구 및 공장 생산 계약을 담당하게 되었다. 나중에 숙청과 그 후의 영향에 대해 쓴 로바노프 장군은 그것이 단일 조직 아래 개발을 집중하게 하고 작업을 신속하게 재조직하게 했다고 논평했다.Lobanov, M. M.; The Beginning of Soviet Radar, Sovetskoye Radio, 1975 (in Russian)

1938년 NII-9의 D. S. 스토고프는 비스트로보다 약간 개선된 레벤(Reven)을 개발했다. 이것은 모바일 시스템인 RUS-1(Radio Ulavlivatel Samoletov)의 기반이 되었다. 이 CW 바이스타틱 시스템은 트럭에 장착된 4.7미터 송신기와 40km 떨어진 곳에 트럭에 장착된 2개의 수신기를 사용했다. 1940년에 이 시스템은 실전에 투입되었으며 45대가 제작되었다. 그러나 여전히 거리 측정 능력이 부족했다. 1940년, 거리를 표시하기 위해 오실로스코프가 사용되었고 RUS-2로 명명되었다. 거리 측정 기능과 송수 전환기가 추가되어 15개 시스템이 추가로 제작되었다. 한 세트는 소련 순양함 몰로토프에서 악셀 베르그에 의해 레두트-k(Redut-k)로 테스트되었다.

1938년 NIIS-KA의 A. I. 셰스타코는 오셰프코프의 4미터 펄스 레이더 시스템 작업을 계속했다. 요페는 이를 야기 안테나를 사용하는 모바일 시스템인 레두트(Redut)로 변형했다. 1939년에 현장 테스트를 거쳤으며, RUS-1보다 긴 범위와 더 나은 방향각 측정을 나타내어 결국 14세트가 주문되었다.

본치-브루예비치 지휘 하의 NII-9 과학자들은 두 가지 유형의 매우 진보된 마이크로파 발생기를 개발했다. 1938년 하르키우의 설계를 기반으로 니콜라이 데뱟코프에 의해 선형 빔 속도 변조 진공관(클라이스트론)이 개발되었다. 이 장치는 15~18 cm (2.0~1.7 GHz)에서 약 25W를 생산했으며 나중에 실험 시스템에 사용되었다. 데뱟코프는 이어서 더 단순한 단일 공진기 장치(반사형 클라이스트론)를 개발했다. 같은 시기에 D. E. 말랴로프와 N. F. 알렉세예프는 역시 하르키우의 설계를 기반으로 일련의 자전관을 제작하고 있었는데, 이 중 최고는 9 cm (3 GHz)에서 300W를 생산했다.

1938년 UIPT의 아브람 슬루츠킨은 알렉산드르 우시코프의 60센티미터 자전관과 에이콘 3극관이 있는 세묜 브라우데의 슈퍼헤테로다인 수신기를 사용한 펄스 레이더 시스템 제니트(Zenit)를 테스트했다. 이 시스템은 표시를 위해 오실로스코프를 사용했고 별도의 3미터 파라볼라 안테나를 사용했다.Kostenko, Alexei A., Alexander I, Nosich, and Irina A. Tishchenko; "Development of the First Soviet Three-Coordinate L-Band Pulsed Radar in Kharkov Before WWII", IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 43, June 2001, pp. 29–48; 

LEMO에서의 작업은 제니트에서 계속되었으며, 특히 이반 트루텐은 1943년까지 이를 루빈(Rubin)으로 명명된 단일 안테나 54센티미터 시스템으로 전환했다. 그러나 이 노력은 1941년 6월 독일의 소련 침공으로 중단되었다. 얼마 지나지 않아 하르키우의 개발 활동은 극동 지역으로 대피하라는 명령을 받았다. 레닌그라드의 연구 활동도 마찬가지로 분산되었다.Chernyak, V. S., I. Ya. Immoreev, and B. M. Vovshin; "Radar in the Soviet Union and Russia: A Brief Historical Outline", IEEE AES Magazine, vol. 19, December 2003, p. 8

1942년 모스크바의 빅토르 티호미로프 제339공장은 4미터 RUS-2에 응답하는 SCH-3 트랜스폰더를 피아식별장치 시스템으로 개발했다. 니콜라이 데뱟코프의 반사형 클라이스트론을 사용하여 공장은 페틀랴코프 Pe-3용으로 설계된 그네이스-2(Gneis-2) 항공기 탑재 16센티미터 레이더 시스템을 1.5미터 그네이스-2로 수정했다.

 일본 
1920년대~1930년대 시대의 일본에서 가장 잘 알려진 무선 연구자 중 한 명은 야기 히데쓰구 교수였다. 독일, 영국, 미국에서 대학원 과정을 마친 야기는 도호쿠 대학에 합류하여 고주파 통신을 위한 발진기인 야기-우다 안테나를 개발하고, 오카베 긴지로가 12센티미터 분할 양극 자전관을 개발하도록 지도했다. 도호쿠 대학의 무선 연구 작업 요약은 1928년 야기의 기념비적인 논문에 포함되어 있다.Yagi, H., "Beam Transmission of Ultra Short Waves", Proc. IRE, vol. 16, June 1928

1932년 해군 기술 연구소의 이토 요지는 자전관을 연구했다. 1936년 도호쿠 제국 대학의 이토 쓰네오는 다치바나라고 불리는 10센티미터 분할 양극 자전관을 개발했다. 두 이토는 자전관 주파수 안정화에 협력했다. 또한 1936년 오카베는 야기 안테나가 장착된 VHF 송수신기를 사용하여 지나가는 항공기를 탐지했다.

1938년 NEC 엔지니어들은 1937년 사타케 긴지가 주목했던 것처럼 항공기가 머리 위를 지날 때 고주파 송신기의 전계 강도가 페이딩되는 것을 발견했다. 고바야시 마사쓰구는 직접 신호와 도플러 이동된 반사 신호가 항공기 탐지에 적합한 비트 주파수를 유발한다는 것을 알아냈다. 이후 NEC는 바이스타틱 도플러 간섭 탐지기를 개발했으나, 거리나 이동 방향을 탐지할 수 없었음에도 1941년에 배치되었다.Wilkinson, Roger I.; "Short survey of Japanese radar – Part I", Trans. AIEE, vol. 65, 1946, p. 370

1939년 초까지 NTRI/JRC는 수냉식을 통해 500W 전력을 생산할 수 있는 10cm(3GHz) 주파수 안정형 만다린형 자전관(No. M3)을 공동 개발했다. 같은 시기에 최저 0.7 cm (40 GHz)까지 작동하는 10개 및 12개 공동을 가진 자전관이 제작되었다. M3 자전관의 구성은 1940년 초 버밍엄 대학교에서 해리 부트와 랜들이 개발한 자전관(스트랩 공동 개선 포함)에 사용된 것과 본질적으로 같았다. 그러나 영국의 고출력 자전관과 달리 NTRI의 초기 장치는 수백 와트만 생성했다.Nakajima, S., "The history of Japanese radar development to 1945", in Russell Burns, Radar Development to 1945, Peter Peregrinus Ltd, 1988

1940년 해군을 대표하는 이토 요지 사령관과 육군을 대표하는 사타케 긴지 중령은 기술 교류를 위해 독일을 방문했다. 그들은 포획된 영국의 GL Mk 1 레이더를 볼 수 있었고, 이토는 뷔르츠부르크 레이더를 볼 수 있었다. 문서가 포함된 완전한 세트가 일본 잠수함 I-30편으로 일본에 보내졌다.

1941년, 다카야나기 겐지로의 주요 공헌으로 3미터 1형 1호가 성공적으로 테스트되어 서비스에 들어갔다. 이 시스템은 별도의 송수신 다이폴 안테나를 가졌다. 1941년 11월, 최초로 제조된 RRF가 도쿄에서 약  떨어진 태평양 연안 도시인 가쓰우라시에 육상 기반 조기 경보 시스템으로 배치되었다. 무게가 거의 에 달하는 거대한 시스템이었다. 탐지 범위는 단일 항공기의 경우 약 , 무리의 경우 였다.Nakajima, S.; "Japanese radar development prior to 1945", IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 34, Dec., 1992, pp. 17–22 1942년 12형은 2m 또는 1.5m에서 작동했다. 21형은 함재용 버전이었다. 13형은 공통 안테나를 위해 다이플렉서를 사용했다. 1945년에는 6미터 14형이 서비스에 들어갔다.

 네덜란드 
네덜란드의 초기 무선 기반 탐지는 두 가지 독립적인 경로를 따랐다. 하나는 필립스사의 마이크로파 시스템이었고, 다른 하나는 국방군 실험실의 VHF 시스템이었다.Le Pair, C. (Kees); "Radar in the Dutch Knowledge Network", Telecommunication and Radar Conference, EUMW98, Amsterdam, 1998; 

네덜란드 에인트호번에 있는 필립스사는 제품과 관련된 기초 연구를 위해 물리 실험실(NatLab)을 운영했다. NatLab 연구원 클라스 포스투무스(Klaas Posthumus)는 4개의 요소를 가진 분할 양극 자전관을 개발했다.Posthumus, K; "Oscillations in a Split-Anode Magnetron, Mechanism of Generation", Wireless Engineer, vol. 12, 1935, pp. 126–13

1935년 C.H.J.A. 스탈(C.H.J.A. Staal)은 이 자전관을 펄스 모드로 사용하여 나란히 배치된 송수신 안테나에서 어느 정도 떨어진 대형 판으로부터 반사된 신호를 감지했다. 1937년 그는 네덜란드 왕립 해군에 이 현상을 시연했다. 개발은 독일의 네덜란드 침공으로 중단되었다.Staal, M., and J.L.C. Weiller; "Radar Development in the Netherlands before the war", in Radar Development to 1945, ed. by Russell Burns, Peter Peregrinus, 1988, pp. 235–237 1938년 J.L.W.C. 폰 베일러와 S.G. 그라타마는 1.25미터 서치라이트 유도 및 대공 시스템을 시연했다."Measurements Building" 

해군은 "M39"의 최종 생산을 위해 자금을 지원했고 맥스 스탈이 팀에 합류했다. 보안 유지를 위해 생산은 서로 다른 조직에 할당되었다. 송신기는 델프트 공과대학교에서, 수신기는 라이덴 대학교에서 제작되었다. 기계적 구조는 헤이그의 반 헤이스트에서 제작했다. 10세트가 Hazemeijer Fabriek van Signaalapparaten사의 책임자인 J.J.A. 샤겐 반 리우벤의 개인 감독 하에 조립될 예정이었다.네덜란드 전기 청음 장치

이 시스템은 1 kW의 피크 출력을 가졌으며, 10~20 kHz PRF와 함께 2~3 μs의 펄스 길이를 사용했다. 수신기는 에이콘 관과 6 MHz IF 단계를 사용하는 슈퍼 헤테로다인 방식이었다. 안테나는 3x3미터 메시 스크린을 배경으로 한 16개의 반파장 다이폴 4열로 구성되었다. 운영자는 자전거형 드라이브를 사용하여 안테나를 회전시켰고 표고는 핸드 크랭크를 사용하여 변경할 수 있었다.Swords, S. S.; Technical history of the beginnings of radar, Peter Peregrinus Ltd, 1986, pp. 142–144 1940년에 여러 대가 말리펠트(Malieveld)에 배치되었다. 폰 베일러와 맥스 스탈은 두 세트를 가지고 영국으로 탈출했다.

전기 청음 장치 세트를 기반으로 반 베일러와 스탈은 HNLMS 아이작 스위어스호의 2연장 보포스 400 mm 포를 제어하는 두 개의 Hazemeijer 사격 통제 유닛을 위한 거리 및 방향 탐지기("레이더")를 개발했다. 이 세트는 RDF 289로 불렸다.

 프랑스 
1920년대 후반 프랑스 레이더의 설립자로는 미터 파장 반사를 연구한 피에르 다비드, 16센티미터 반사를 연구한 카미유 귀통, 에밀 지라르도, 모리스 퐁트 등이 있다. 1932년 앙리 귀통과 로베르 바르네크는 협력하여 80센티미터 자전관을 제작했다. 1934년 다비드는 4미터 연속파 송신기를 사용하여 지나가는 항공기에서 도플러 간섭을 탐지했으며, 이를 barrage électromagnétique라고 불렀다.

1934년 자전관에 대한 체계적인 연구에 이어 모리스 퐁트가 이끄는 CSF 연구 부서는 자전관에서 생성되는 초단파의 연속 방사를 사용하여 장애물을 탐지하도록 설계된 장치에 대한 특허 출원을 제출했다.프랑스 특허  (제788.795호, "장애물 위치 확인의 새로운 시스템 및 그 응용") 이들은 여전히 CW 시스템이었고 탐지를 위해 도플러 효과 간섭에 의존했다. 그러나 대부분의 현대 레이더와 마찬가지로 안테나가 나란히 배치되었다.Molyneux-Berry, R. B.; "Henri Gutton, French radar pioneer", in Radar Development to 1945, ed. by Russell Burns, Peter Peregrinus, 1988, pp. 45–52 이 장치는 거리와 방위각을 측정하고 있었으나 나중의 스크린에 표시되는 "레이더"(1939)처럼 직접적인 방식은 아니었다. 그럼에도 불구하고 이는 센티미터 파장을 사용하는 작전용 무선 탐지 장치에 대한 최초의 특허였다.

1935년 다비드와 앙리 귀통의 시스템이 화물선 오리건(Oregon)호에서 테스트되었으나 결론이 나지 않았다. 그 후 앙리 귀통과 모리스 브릿지는 호 선상에서 16센티미터 시스템을 테스트했다.

1937년 말 SFR의 모리스 엘리는 송신기 진공관을 펄스 변조하는 수단을 개발했다. 이는 피크 출력이 500W에 가깝고 펄스 폭이 6 μs인 새로운 16-cm 시스템으로 이어졌다. 프랑스와 미국 특허가 1939년 12월에 출원되었다."System for Object Detection and Distance Measurement" http://www.freepatentsonline.com/2433838.html 이 시스템은 노르망디호 선상에서 해상 테스트를 할 예정이었으나 전쟁 발발로 취소되었다.

1936년 본토방공군(Défense Aérienne du Territoire)은 다비드의 전자기 커튼에 대한 테스트를 실시했다. 테스트에서 시스템은 진입하는 항공기 대부분을 탐지했으나 너무 많은 항공기를 놓쳤다. 전쟁이 가까워지면서 항공기 탐지의 필요성이 절실해졌다. 다비드는 펄스 시스템의 장점을 깨달았고, 1938년 10월 피크 펄스 출력이 12 kW인 50 MHz 펄스 변조 시스템을 설계했다. 이는 SADIR사에서 제작했다.David, Pierre; Le Radar (The Radar), Presses Universitaires de France, 1949 (in French)

프랑스는 1939년 9월 3일 독일에 전쟁을 선포했으며 조기 경보 탐지 시스템이 절실히 필요했다. SADIR 시스템은 툴롱 인근으로 옮겨져 침입하는 항공기의 거리를 까지 탐지하고 측정했다. SFR 펄스 시스템은 파리 근처에 설치되어 최대  거리의 항공기를 탐지했다. 그러나 독일의 진격은 압도적이었고 비상 조치를 취해야 했다. 프랑스가 독자적으로 레이더를 개발하기에는 너무 늦었으며 그녀의 돌파구를 동맹국들과 공유하기로 결정했다.

1940년 중반 파리 CSF 실험실의 모리스 퐁트는 SFR에서 앙리 귀통이 설계한(위 내용 참조) 자전관을 영국의 윔벌리에 있는 GEC 실험실에 기증했다. 이 자전관은 16 cm 파장에서 펄스 작동을 위해 설계되었다. 부트와 랜들 자전관(위 영국 기여 참조)과 같은 당시의 다른 자전관 설계와 달리, 이 진공관은 피크 출력 1 kW의 산화물 코팅 음극을 사용하여 산화물 음극이 짧은 파장에서 고출력 펄스를 생성하는 해결책임을 입증했다. 이는 영국과 미국 연구자들이 수년 동안 피해왔던 문제였다. 이 사건의 중요성은 1946년 초기 레이더 개발 리뷰에서 에릭 메가우(Eric Megaw)에 의해 강조되었다. "이것은 이후의 거의 모든 펄스 송신파에서 산화물 음극을 사용하는 출발점이었으며, 그 자체로 영국 레이더에 중요한 기여였다. 날짜는 1940년 5월 8일이었다."Megaw, Eric C. S.; "The High-Power Magnetron: A Review of Early Developments", Journal of the IEE, vol. 93, 1946, p. 928,  이 자전관의 조정된 버전은 1940년 8월까지 피크 출력 10 kW에 도달했다. 1940년 티저드 사절단이 수행한 협상 기간 동안, 영국이 자국의 연구 개발 성과를 최대한 군사적으로 활용하는 데 필요한 자원을 미국으로부터 얻기 위해 신의의 표시로 미국인들에게 넘겨준 모델이 바로 이것이었다.

 이탈리아 
1933년 굴리엘모 마르코니가 600 MHz 통신을 실험하던 중 근처의 움직이는 물체가 송신에 영향을 주었다. 1935년 그는 도플러 효과를 이용한 0.91미터 바르크하우젠-쿠르츠 관 연속파 탐지기인 radioecometro를 시연했다. 언론은 이를 "살인광선"이라 불렀다. 1936년 우고 티베리오는 레이더 방정식을 포함한 추가 연구의 개요를 설명하는 보고서를 왕립 전기 통신 연구소(Regio Istituto Elettrotecnico e delle Comunicazioni)를 위해 작성했다. 1936년 넬로 카라라의 개발로 1.5미터 EC-1 시스템(telemetro radiofonico del rivelatore)이 시연되었다.Calamia, M., and R. Palandri; "The History of the Italian Radio Detector Telemetro", in Radar Development to 1945, ed. by Russell Burns, Peter Peregrinus, 1988, pp. 97–105Carrara, N.; "The detection of microwaves", Proc. IRE, vol. 20, Oct. 1932, pp. 1615–1625

1937년 알페오 브란디마르테에 의해 설계된 1.7미터 펄스식 EC-2는 가청 톤을 위해 송신 및 반사 신호를 혼합했다. 70센티미터 EC-3 레이더는 자전관을 모방한 공진 공동과 함께 한 쌍의 3극 진공관을 사용했다. Fabbrica Valvove Radio Elettriche와의 협력으로 구포(Gufo)라고 불리는 70센티미터 함재용 버전과 폴라가(Folaga)라고 불리는 1.5미터 해안용 버전이 모두 제작되었다. 1941년 구포는 리토리오호 선상에 배치되었다. 린체(Lince)라고 불리는 공중 수색 시스템이 아르투로 카스텔라니와 프란체스코 베키아키에 의해 개발되었다.Tiberio, U.; "Some historical data concerning the first Italian naval radar", IEEE Trans. AES, vol. 15, Sept., 1979, p. 733

 기타 
1939년 초, 영국 정부는 기술적으로 가장 진보된 연방 국가들의 대표들을 영국으로 초대하여 극비인 RDF(레이더) 기술에 대한 브리핑과 시연을 가졌다. 이를 바탕으로 1939년 9월까지 오스트레일리아, 캐나다, 뉴질랜드, 남아프리카 공화국에서 RDF 개발이 시작되었다. 또한 이 기술은 전쟁 초기 헝가리에서도 독자적으로 개발되었다.

오스트레일리아: 오스트레일리아의 방사 물리학 연구소는 과학산업연구위원회 산하 시드니 대학교에 설립되었으며 잭 피딩턴이 RDF 개발을 담당했다. 첫 번째 프로젝트는 오스트레일리아 육군을 위한 200-MHz(1.5-m) 해안 방어 시스템이었다. ShD로 명명된 이 시스템은 1941년 9월에 처음 테스트되었으며 결국 17개 항구에 설치되었다. 진주만 공격 이후 오스트레일리아 왕립 공군은 공중 경보 시스템이 절실히 필요했고, 피딩턴 팀은 ShD를 기반으로 5일 만에 AW Mark I을 조립했다. 1942년 2월 19일 오스트레일리아가 일본의 첫 공격을 받았을 때 이 시스템은 다윈에 설치 중이었다. 얼마 후 가벼운 휴대용 버전인 LW-AW Mark II로 개조되었으며, 이는 남태평양의 초기 섬 상륙 작전에서 미국 육군뿐만 아니라 오스트레일리아 군에 의해서도 사용되었다.Sinnott, D. H.; "Radar Development in Australia: 1939 to Present", Proc. of IEEE 2005 International Radar Conference, 9–12 May, pp. 5–9

캐나다: 캐나다의 초기 RDF 개발은 캐나다 국립 연구 위원회의 무선 부서에서 이루어졌다. 상용 부품을 사용하고 영국으로부터의 추가 지원이 거의 없는 상태에서 존 태스커 헨더슨은 캐나다 왕립 해군을 위해 핼리팩스 항구 입구를 보호하기 위한 수상 경보 시스템인 나이트 워치맨(Night Watchman)을 개발하는 팀을 이끌었다. 1940년 7월에 성공적으로 테스트된 이 세트는 200 MHz(1.5m)에서 작동했고 0.5 μs의 펄스 길이와 1 kW 출력을 가졌으며 상대적으로 작은 고정 안테나를 사용했다. 이어서 조작실에 있는 쉐보레 스티어링 휠을 사용하여 안테나를 수동으로 회전시키는 수상 경보 1호 캐나다형(SW1C)으로 명명된 함재용 세트가 개발되었다. SW1C는 1941년 5월 중순에 해상에서 처음 테스트되었으나 영국 왕립 해군의 Model 271 함재용 레이더에 비해 성능이 너무 낮아 캐나다 왕립 해군은 결국 SW1C 대신 영국 271을 채택했다.

캐나다 육군에 의한 해안 방어를 위해 나이트 워치맨과 유사한 송신기를 가진 200 MHz 세트가 개발되었다. CD로 지정된 이 장치는  나무 탑 꼭대기에 대형 회전 안테나를 사용했다. CD는 1942년 1월에 가동되었다.Moorcroft, Don; "Origins of Radar-based Research in Canada", Univ. Western Ontario, 2002;

뉴질랜드: 어네스트 마스든은 영국에서의 브리핑에 뉴질랜드 대표로 참석한 후 RDF 개발을 위해 두 시설을 설립했다. 하나는 웰링턴의 중앙 뉴질랜드 우체국 무선 부서였고, 다른 하나는 크라이스트처치의 캔터베리 유니버시티 칼리지였다. 찰스 왓슨-먼로가 웰링턴에서 육상 및 공중 레이더 개발을 이끌었고, 프레더릭 화이트가 크라이스트처치에서 함재용 레이더 개발을 이끌었다.

1939년 말 이전에 웰링턴 그룹은 기존의 180-MHz(1.6-m), 1 kW 송신기를 2-μs 펄스를 생성하도록 개조하여 최대 30 km에서 대형 선박을 탐지하도록 테스트했다. 이는 CW(Coastal Watching)로 지정되었다. CD(Coast Defense)로 지정된 유사한 세트는 표시를 위해 CRT를 사용하고 수신 안테나에 로브 스위칭 기능을 가졌으며, 1940년 말 웰링턴에 배치되었다. 부분적으로 완성된 ASV 200 MHz 세트가 마스든에 의해 영국에서 반입되었고, 웰링턴의 다른 그룹은 이를 뉴질랜드 왕립 공군용 항공기 세트로 구축하여 1940년 초에 처음 비행했다. 크라이스트처치에서는 인력이 적어 작업이 느리게 진행되었으나 1940년 7월까지 430-MHz(70-cm), 5 kW 세트가 테스트되었다. SW(Ship Warning) 및 SWG(Ship Warning, Gunnery)로 지정된 두 유형은 1941년 8월부터 뉴질랜드 왕립 해군에 의해 서비스에 투입되었다. 제2차 세계 대전 중 뉴질랜드에서는 총 44가지 유형이 개발되었다.Unwin, R. S.; "Development of Radar in New Zealand in World War II", IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 34, June, pp.31–33, 1992

레이더 시스템은 1939년부터 개발되었으며, 초기에는 뉴질랜드제였으나 나중에는(부품 조달의 어려움 때문에) 영국제였다. 휴대용 GCI 레이더 세트가 태평양에 배치되었는데, 1942년 9월 과달카날의 핸더슨 비행장에 RNZAF 요원들과 함께 배치된 것도 그중 하나였다. 당시 미국 SCR 270-B 세트는 고도를 표시할 수 없어 일본의 잦은 야간 공습에 불충분했다. 1943년 상반기에 추가적인 뉴질랜드 레이더 유닛과 인력이 COMOSPAC인 홀시 제독의 요청으로 태평양에 파견되었다.

남아프리카 공화국은 1939년 영국 회의에 대표를 보내지 않았으나, 9월 중순 어네스트 마스든이 배를 타고 뉴질랜드로 돌아가던 중 바질 숀랜드가 승선하여 사흘간 브리핑을 받았다. 번개 분야의 세계적 권위자이자 위트워터스랜드 대학교 버나드 프라이스 지구물리학 연구소 소장인 숀랜드는 아마추어 무선 부품과 연구소의 번개 모니터링 장비를 사용하여 즉시 RDF 개발을 시작했다. JB(요하네스버그의 약자)로 명명된 90-MHz(3.3-m), 500-W 모바일 시스템은 시작한 지 불과 두 달 만인 1939년 11월에 테스트되었다. 프로토타입은 1939년 말 이전에 더반에서 가동되어 최대 80 km 거리의 선박과 항공기를 탐지했으며, 이듬해 3월까지 남아프리카 국방군의 대공 여단에 시스템이 배치되었다.Hewitt, F. J.; "South Africa’s Role in the Development and Use of Radar in World War II", Military History Journal, vol. 3, no, 3, June 1975; 

헝가리: 헝가리의 절탄 베이는 부다페스트 공과대학교의 물리 교수이자 무선 및 전기 제조 회사인 Egyesült Izzolampa(IZZO)의 연구 소장이었다. 1942년 말, IZZO는 국방부 장관으로부터 무선 위치 확인(레이더) 시스템 개발 지시를 받았다. 펄스 전송에 관한 정보를 위해 전리층 측정에 관한 학술지를 사용하여 베이는 기존 통신 하드웨어를 기반으로 사스(Sas, 독수리)라고 불리는 시스템을 개발했다.

사스 레이더는 120 MHz(2.5m)에서 작동했으며 별도의 송수신 다이폴 배열이 부착된 캐빈 안에 있었다. 어셈블리는 모두 회전 가능한 플랫폼 위에 있었다. 발행된 기록에 따르면 이 시스템은 1944년 야노스산 꼭대기에서 테스트되었으며 범위는 "500km 이상"이었다. 두 번째 사스가 다른 장소에 설치되었다. 사스 설치가 정규 서비스에 들어갔다는 징후는 없다. 전쟁 후 베이는 수정된 사스를 사용하여 달에 신호를 성공적으로 반사시켰다.Renner, Peter; "The Role of the Hungarian Engineers in the Development of Radar Systems", Periodica Polytechnica Ser. Soc. Man. Sci, Vol. 12, p. 277, 2004; 

 제2차 세계 대전 레이더 

1939년 9월 제2차 세계 대전이 시작될 때 영국과 독일은 모두 전파 항법과 그 대응책(소위 "전파전")에 대한 서로의 지속적인 노력을 알고 있었다. 또한 두 국가는 무선 기반 탐지 및 추적 분야에서 상대방의 진전에 대해 일반적으로 알고 있었고 큰 관심을 가졌으며, 각자의 장비에 대해 활발한 간첩 행위와 허위 정보 유포 캠페인을 벌였다. 영국 본토 항공전이 시작될 무렵 양측은 통합 방공 능력의 일부로서 거리 및 방향 탐지 장치(레이더)와 통제소를 배치하고 있었다. 그러나 독일의 무선 측정 장치(Funkmessgerät) 시스템은 공격적인 역할에서 지원할 수 없었기에 아돌프 히틀러에 의해 지원받지 못했다. 또한 루프트바페는 RAF의 방공 능력의 일부로서 영국의 RDF 스테이션의 중요성을 충분히 이해하지 못했고, 이는 그들의 패배에 기여했다.

프랑스가 막 나치에게 함락되고 영국이 대규모로 자전관을 개발할 자금이 없었을 때, 처칠은 헨리 티저드 경이 미국의 재정적 및 산업적 도움을 받는 대가로 미국인들에게 자전관을 제공해야 한다는 데 동의했다(티저드 사절단). 런던 윔벌리에 있는 제너럴 일렉트릭 컴퍼니 연구소(유사한 이름의 미국 회사 제너럴 일렉트릭과 혼동하지 말 것)가 영국에서 제작한 초기 6 kW 버전이 1940년 9월 미국 정부에 전달되었다. 영국의 자전관은 당시 가장 뛰어난 미국 송신기보다 천 배나 강력했으며 정확한 펄스를 생성했다. 당시 미국에서 사용할 수 있는 가장 강력한 마이크로파 발생 장치(클라이스트론)의 출력은 불과 10와트였다. 자전관은 제2차 세계 대전 중 마이크로파 레이더 장비에 널리 사용되었으며, 종종 연합국 레이더가 독일 및 일본 레이더에 비해 상당한 성능 우위를 점하게 하여 전쟁 결과에 직접적인 영향을 준 것으로 평가받는다. 이는 후에 저명한 역사가 제임스 피니 백스터 3세에 의해 "우리 해안에 반입된 가장 가치 있는 화물"로 묘사되었다.James Phinney Baxter III (Official Historian of the Office of Scientific Research and Development), Scientists Against Time (Boston: Little, Brown, and Co., 1946), page 142.

벨 연구소는 티저드 사절단이 미국에 인도한 자전관을 바탕으로 생산 가능한 버전을 만들었고, 1940년 말 이전에는 자전관을 사용한 다양한 유형의 레이더를 개발하기 위해 매사추세츠 공과대학교 캠퍼스에 방사선 연구소가 세워졌다. 1941년 초에는 미국과 영국의 항공기에서 휴대용 센티미터 파장 항공 레이더가 테스트되고 있었다. 1941년 말 대영제국의 통신 연구 센터는 자전관을 사용하여 H2S라는 코드명의 혁신적인 항공기 탑재 지형 매핑 레이더를 개발했으며, 이는 앨런 블룸라인과 버나드 로벨에 의해 부분적으로 개발되었다. 미국(예: H2X)과 영국이 사용한 자전관 레이더는 U보트의 잠망경을 발견할 수 있었다.

 전후 레이더 
레이더 개발에 큰 박차를 가했던 제2차 세계 대전은 1945년 5월 연합국과 독일 사이에 끝났고, 8월에 일본이 뒤를 이었다. 이와 함께 독일과 일본의 레이더 활동은 수년간 중단되었다. 다른 국가들, 특히 미국, 영국, 소련에서는 정치적으로 불안정한 전후 시기에 군사적 응용을 위한 레이더 개선이 계속되었다. 사실 이 세 국가는 모두 독일의 과학자들과 엔지니어들을 자국의 무기 프로그램에 투입하기 위해 상당한 노력을 기울였다. 미국의 경우 이는 페이퍼클립 작전 하에 진행되었다.

전쟁이 끝나기 전에도 레이더 및 이와 밀접하게 관련된 기술의 비군사적 응용을 지향하는 다양한 프로젝트가 시작되었다. 미국 육군 항공대와 영국 RAF는 항공기 착륙 처리를 위해 레이더를 사용하는 전술적 발전을 이룩했으며, 이는 민간 분야로 빠르게 확장되었다. 전파천문학 분야도 관련 기술 중 하나였다. 비록 전쟁 전에 발견되었지만, 전 세계의 많은 과학자들이 레이더 경험을 바탕으로 새로운 경력을 쌓으면서 1940년대 후반에 즉시 꽃을 피웠다.

전후 레이더에서 매우 중요한 네 가지 기술인 펄스 도플러, 모노펄스, 위상배열, 합성개구는 1940년대 후반에서 1950년대 초반에 완성되었다. 처음 세 가지는 전쟁 중에 알려졌고 심지어 사용되기도 했지만 나중에 성숙해졌다.
 펄스 도플러 레이더(흔히 이동 목표 표시 또는 MTI로 알려짐)는 목표물의 도플러 이동 신호를 사용하여 클러터가 있는 상황에서 이동하는 목표물을 더 잘 탐지한다.Barlow, E. J.; "Doppler Radar", Proc. IRE, vol. 37, pp. 340–355, April 1949
 모노펄스 레이더(동시 로빙이라고도 함)는 1943년 NRL의 로버트 모리스 페이지에 의해 고안되었다. 이를 통해 시스템은 단일 펄스에서 오차 각도 정보를 도출하여 추적 정확도를 크게 향상시킨다.Page, R. M.; "Monopulse Radar", op. cit.
 위상배열 레이더는 대형 안테나의 많은 세그먼트를 개별적으로 제어하여 빔을 신속하게 조준할 수 있다. 이는 빔 방향을 한 지점에서 다른 지점으로 변경하는 데 필요한 시간을 크게 줄여 전체적인 감시를 유지하면서 여러 목표물을 거의 동시에 추적할 수 있게 한다.Von Aulock, W. H.; "Properties of Phased Arrays", Proc. IRE, vol. 48, pp. 1715–1727, Oct., 1960
 합성개구레이더(SAR)는 1950년대 초 굿이어 항공 회사(Goodyear Aircraft Corporation)에서 발명되었다. 항공기에 탑재된 단일의 상대적으로 작은 안테나를 사용하는 SAR는 각 펄스에서 오는 반사파를 결합하여 훨씬 더 큰 안테나로 얻은 것과 맞먹는 지형의 고해상도 이미지를 생성한다. SAR는 특히 매핑 및 원격탐사 분야에서 폭넓게 응용되고 있다."Airborne Synthetic Aperture Radar"; 

디지털 컴퓨터의 초기 응용 사례 중 하나는 대형 위상배열 안테나 요소의 신호 위상을 전환하는 것이었다. 소형 컴퓨터가 등장함에 따라 이들은 레이더 성능 개선을 위한 알고리즘을 사용하는 디지털 신호 처리에 빠르게 적용되었다.

제2차 세계 대전 이후 수십 년 동안의 레이더 시스템 및 응용 분야의 다른 발전은 여기에 모두 포함하기에는 너무 많다. 다음 섹션은 대표적인 샘플을 제공하기 위한 것이다.

 군용 레이더 
미국에서 MIT의 방사선 연구소는 1945년 말에 공식적으로 문을 닫았다. 해군 연구소(NRL)와 육군의 에반스 신호 연구소는 센티미터 레이더 개발의 새로운 활동을 계속했다. 1946년 육군에서 분리된 미국 공군(USAF)은 매사추세츠주 한스콤 필드에 있는 케임브리지 연구 센터(CRC)에 레이더 연구를 집중시켰다. 1951년 MIT는 CRC와의 공동 개발을 위해 링컨 연구소를 열었다. 벨 전화 연구소(Bell Telephone Laboratories)는 대대적인 통신 업그레이드에 착수하는 한편, 육군과 함께 진행 중인 나이키(Nike) 방공 프로그램을 위한 레이더 연구를 계속했다.

영국에서는 RAF의 통신 연구소(TRE)와 육군의 레이더 연구 개발소(RRDE)가 모두 우스터셔주 말번에서 축소된 수준으로 계속되었으며, 1953년에 합쳐져 레이더 연구소(Radar Research Establishment)를 형성했다. 1948년 왕립 해군의 모든 무선 및 레이더 R&D 활동은 포츠머스 인근에 위치한 해군 신호 및 레이더 연구소(Admiralty Signal and Radar Establishment)로 통합되었다. 소련은 전쟁으로 황폐해졌음에도 불구하고 즉시 레이더를 포함한 새로운 무기 개발에 착수했다.

전쟁 이후의 냉전 기간 동안 주요 전투 "축"은 미국과 소련 사이로 옮겨졌다. 1949년까지 양측은 폭격기에 실릴 핵무기를 보유했다. 공격에 대한 조기 경보를 제공하기 위해 양측은 점점 더 먼 오지에 점점 더 정교해지는 거대한 레이더 네트워크를 배치했다. 서방에서 최초의 그러한 시스템은 1950년대 초 캐나다 전역에 배치된 Pinetree Line이었으며 동부 및 서부 해안 외곽의 선박 및 석유 플랫폼에 레이더 피켓함을 두어 지원했다.

Pinetree Line은 초기에는 구식 펄스 레이더를 사용했으나 곧 Mid-Canada Line(MCL)으로 보완되었다. 소련의 기술 향상으로 인해 이 라인들은 불충분해졌고, 25,000명이 참여한 건설 프로젝트를 통해 1957년에 Distant Early Warning Line(DEW Line)이 완공되었다. 알래스카에서 배핀섬까지 이어지며  이상을 커버하는 DEW 라인은 AN/FPS-19 고출력 펄스 L-밴드 레이더가 있는 63개의 스테이션으로 구성되었으며, 대부분은 AN/FPS-23 펄스 도플러 시스템으로 증강되었다. 소련은 1957년 8월에 첫 번째 대륙간 탄도 미사일(ICBM)을 테스트했으며, 몇 년 후 조기 경보 역할은 거의 전적으로 더 유능한 DEW 라인으로 넘어갔다.

미국과 소련은 모두 핵탄두를 장착한 ICBM을 보유하게 되었고, 각각 주요 탄도탄 요격 미사일(ABM) 시스템 개발을 시작했다. 소련에서는 이것이 Fakel V-1000이었고 이를 위해 강력한 레이더 시스템을 개발했다. 이것은 결국 모스크바 주변에 A-35로 배치되었으며, NATO에 의해 Cat House, Dog House, Hen House로 명명된 레이더의 지원을 받았다.

1957년 미국 육군은 처음에는 나이키-X라고 불린 ABM 시스템을 시작했다. 이는 여러 이름을 거쳐 결국 Safeguard Program이 되었다. 이를 위해 장거리 외곽 포착 레이더(PAR)와 더 단거리의 더 정밀한 미사일 사이트 레이더(MSR)가 있었다."ABM Research and Development at Bell Laboratories", 

PAR은 북쪽을 향해 25도 기울어진 한 면을 가진  높이의 핵 내충격 건물에 수용되었다. 여기에는 송신 및 수신 위상배열로 분리된 6,888개의 안테나 요소가 포함되어 있었다. L-밴드 송신기는 메가와트 범위의 결합 출력을 가진 128개의 장수명 진행파관(TWT)을 사용했다. PAR은 대기권 밖에서 다가오는 미사일을 최대  거리에서 탐지할 수 있었다.

MSR은 의 절단된 피라미드 구조를 가졌으며, 각 면에는 직경 의 위상배열 안테나가 있고 송수신 공용으로 사용되는 5,001개의 배열 요소가 포함되어 있었다. S-밴드에서 작동하는 송신기는 각각 메가와트급 출력을 가진 두 개의 병렬 작동 클라이스트론을 사용했다. MSR은 모든 방향에서 목표물을 수색하여 최대  범위에서 포착할 수 있었다.

노스다코타주 그랜드 포크스 공군기지 인근의 LGM-30 미니트맨 ICBM 사일로를 방어하기 위해 설계된 세이프가드 사이트 중 하나는 1975년 10월에 마침내 완공되었으나, 미국 의회는 가동된 지 단 하루 만에 모든 예산을 철회했다. 이후 수십 년 동안 미국 육군과 미국 공군은 다양한 대형 레이더 시스템을 개발했으나, 오랫동안 봉사해 온 BTL은 1970년대에 군사 개발 작업을 포기했다.

미국 해군이 개발한 현대적인 레이더는 AN/SPY-1이다. 1973년에 처음 실전 배치된 이 S-밴드 6 MW 시스템은 여러 변형을 거쳤으며 이지스 전투 시스템의 주요 구성 요소이다. 자동 탐지 및 추적 시스템인 이것은 반구형 커버리지를 제공하기 위해 4개의 보완적인 3차원 PESA 안테나를 사용하여 컴퓨터로 제어된다.

가시선 전파로 이동하는 레이더 신호는 일반적으로 지평선에 의해 제한되는 지상 목표물까지의 범위를 갖거나 약  미만이다. 공중 목표물은 더 먼 범위에서 지상 레이더에 의해 탐지될 수 있지만 기껏해야 수백 마일이다. 무선의 초기부터 적절한 주파수(3~30 MHz)의 신호가 전리층에서 "반사"되어 상당한 거리에서 수신될 수 있다는 사실이 알려져 있었다. 장거리 폭격기와 미사일이 등장함에 따라 레이더가 먼 거리에서 조기 경보를 제공할 필요가 생겼다. 1950년대 초 NRL의 한 팀은 이 목적으로 초지평선 레이더(OTH)를 고안해냈다.

다른 반사파와 목표물을 구별하기 위해 위상-도플러 시스템을 사용해야 했다. 저잡음 증폭기를 갖춘 매우 민감한 수신기가 개발되어야 했다. 목표물로 가는 신호와 돌아오는 신호는 거리에 4제곱에 비례하는 전파 손실을 갖기 때문에 강력한 송신기와 대형 안테나가 필요했다. 데이터를 분석하기 위해 당시로서는 획기적이었던 상당한 능력의 디지털 컴퓨터가 필요했다. 1950년에 그들의 첫 실험 시스템은 케이프 커내버럴에서  떨어진 로켓 발사와  떨어진 네바다에서의 핵폭발로 인한 구름을 탐지할 수 있었다.

1970년대 초, Cobra Mist라는 코드명의 공동 미국-영국 프로젝트는 서부 소련 상공의 항공기 및 미사일 발사를 탐지하기 위해 영국의 오포드 네스(영국 레이더의 탄생지)에서 10-MW OTH 레이더를 사용했다. 미국-소련 ABM 협정으로 인해 이는 2년 이내에 중단되었다."Cobra Mist";  같은 시기에 소련은 유사한 시스템을 개발하고 있었으며, 이는  거리에서 미사일 발사를 성공적으로 탐지했다. 1976년까지 이것은 Duga(영어로 "Arc")라는 이름의 작전 시스템으로 성숙했으나, 아마추어 무선사들 사이에서는 '러시아의 딱따구리'(Woodpecker)라고 불렸다. 송신기는 10 MW의 출력을 가진 것으로 추정되었다."Mystery Signals Of The Short Wave", Wireless World, Feb. 1977;  오스트레일리아, 캐나다, 프랑스도 OTH 레이더 시스템을 개발했다.

조기 경보 능력을 갖춘 인공위성의 출현으로 군은 OTH 레이더에 대한 관심을 대부분 잃었다. 그러나 최근 몇 년 동안 이 기술은 해상 정찰 및 마약 단속과 같은 응용 분야에서 해양 해운을 탐지하고 추적하기 위해 재활성화되었다.

대체 기술을 사용하는 시스템도 지평선 너머 탐지를 위해 개발되었다. 회절로 인해 전자기 표면파가 물체의 뒤쪽으로 산란되며, 이러한 신호는 고출력 전송의 반대 방향에서 탐지될 수 있다. OTH-SW(SW는 표면파의 약자)라고 불리는 이 시스템을 러시아는 동해를 모니터링하는 데 사용하고 있으며, 캐나다는 해안 감시를 위한 시스템을 보유하고 있다.

 민간 항공 레이더 
전후 시기는 항공 교통 관제(ATC)의 혁명적인 발전인 레이더 도입의 시작을 보았다. 1946년 민간 항공국(CAA)은 민간 항공편 통제를 위해 실험적인 레이더 장착 탑을 공개했다. 1952년까지 CAA는 접근 및 출발 통제를 위해 레이더를 정기적으로 사용하기 시작했다. 4년 후, 항로 ATC에 사용하기 위해 장거리 레이더를 대량 주문했다. 이들은 높은 고도에서  이내의 항공기를 볼 수 있는 능력을 갖췄다. 1960년부터 특정 지역을 비행하는 항공기는 항공기를 식별하고 레이더 성능을 높이는 데 도움이 되는 레이더 트랜스폰더를 장착해야 했다. 1966년 이후 해당 기관은 연방항공국(FAA)으로 불리게 되었다.

터미널 레이더 접근 관제(TRACON)는 일반적으로 대형 공항 인근에 위치한 ATC 시설이다. 미국 공군에서는 RAPCON으로, 미국 해군에서는 RATCF로 알려져 있다. 일반적으로 TRACON은 공항의 30~ 반경 내에서  고도 사이의 항공기를 통제한다. 이는 몇 초마다 하늘을 훑는 하나 이상의 공항 감시 레이더(ASR-8, 9, 11 등)를 사용한다. 이러한 1차 ASR 레이더는 일반적으로 ATCBI-5, 모드 S 또는 MSSR 유형의 2차 레이더와 결합된다. 1차 레이더와 달리 2차 레이더는 항공기 기반 트랜스폰더에 의존한다. 트랜스폰더는 지상에서 심문을 받아 항공기 ID와 고도 정보를 포함한 적절한 디지털 코드로 응답한다. 원리는 군용 IFF 피아식별장치와 유사하다. 2차 레이더 안테나 배열은 1차 레이더 접시 꼭대기에 올라타 있으며, 둘 다 분당 약 12회전으로 회전한다.

디지털 공항 감시 레이더(DASR)는 새로운 TRACON 레이더 시스템으로, 오래된 아날로그 시스템을 디지털 기술로 교체한 것이다. 이러한 레이더의 민간 명칭은 ASR-9 및 ASR-11이며, 군용으로는 AN/GPN-30이 사용된다.

ASR-11에는 두 개의 레이더 시스템이 포함되어 있다. 1차는 25 kW 펄스 출력을 가진 S-밴드(~2.8 GHz) 시스템이다. 목표 항공기의 3D 추적을 제공하고 강우 강도도 측정한다. 2차는 피크 출력이 약 25 kW인 P-밴드(~1.05 GHz) 시스템이다. 항공기를 심문하고 운용 데이터를 받기 위해 트랜스폰더 세트를 사용한다. 두 시스템의 안테나는 높은 탑 꼭대기에서 회전한다."Airport Surveillance Radars"; 

 기상 레이더 

섬네일|upright|데이비드 애틀라스
제2차 세계 대전 중 군용 레이더 운영자들은 비, 눈, 아이스 펠릿과 같은 날씨 요소로 인해 반사된 에코에서 노이즈를 발견했다. 전쟁 직후 민간으로 돌아오거나 군에 남은 과학자들은 이러한 에코의 용도를 개발하는 연구를 계속했다. 미국에서는 데이비드 애틀라스David Atlas, "Radar in Meteorology", published by American Meteorological Society가 처음에는 공군 그룹에서, 나중에는 MIT에서 최초의 작전용 기상 레이더를 개발했다. 캐나다에서는 J.S. 마샬과 R.H. 더글라스가 몬트리올에서 "Stormy Weather Group "을 결성했다. 마샬과 그의 박사 과정 학생인 월터 팔머는 중위도 지방의 비에서 물방울 크기 분포에 관한 연구로 잘 알려져 있으며, 이는 특정 레이더 반사도와 지면에 떨어지는 물의 속도를 상관시키는 Z-R 관계의 이해로 이어졌다. 영국에서는 층운성 비와 대류운과 같은 날씨 요소와 레이더 에코 패턴에 대한 연구가 계속되었으며, 1에서 10cm 사이의 서로 다른 파장의 잠재력을 평가하기 위한 실험이 진행되었다.

1950년에서 1980년 사이에 강수량의 위치와 강도를 측정하는 반사도 레이더가 전 세계 기상 기관에 의해 구축되었다. 미국에서는 기상 관측을 제공하고 폭풍 접근을 알리는 특정 임무를 위해 1870년에 설립된 미국 기상국(현 미국 국립기상청)이 최초의 기상 레이더 중 하나인 WSR-1을 개발했다. 이것은 기상국이 해군으로부터 인수한 AN/APS-2F 레이더를 수정한 버전이었다. WSR-1A, WSR-3, WSR-4도 이 레이더의 변형이었다.Whiton, Roger C., et al. "History of Operational Use of Weather Radar by U.S. Weather Services. Part I: The Pre-NEXRAD Era"; Weather and Forecasting, vol. 13, no. 2, pp. 219–243, 19 Feb. 1998; http://ams.allenpress.com/amsonline/?request=get-document&doi=10.1175%2F1520-0434(1998)013%3C0219:HOOUOW%3E2.0.CO%3B2 이후 등장한 WSR-57은 국가 경보 네트워크를 위해 특별히 설계된 최초의 기상 레이더였다. 진공관 기반의 제2차 세계 대전 기술을 사용한 이것은 거친 반사도 데이터만 제공했고 속도 정보는 제공하지 않았다. 2.89 GHz(S-밴드)에서 작동하며 410 kW의 피크 출력과 약 의 최대 범위를 가졌다.

초기 기상학자들은 브라운관을 지켜봐야 했다. 1970년대에 레이더는 표준화되고 더 큰 네트워크로 조직되기 시작했다. 미국의 다음 중요한 변화는 1974년에 가동을 시작한 WSR-74 시리즈였다. 두 가지 유형이 있었는데, WSR-57 국가 네트워크의 공백을 메우고 교체하기 위한 WSR-74S와 주로 지역용인 WSR-74C였다. 둘 다 트랜지스터 기반이었으며, 주요 기술적 차이는 문자 그대로 S 밴드(장거리에 더 적합)와 C 밴드였다. 1990년대까지 128개의 WSR-57 및 WSR-74 모델 레이더가 전국에 퍼져 있었다.

레이더 이미지를 캡처하는 최초의 장치들도 같은 기간에 개발되었다. 강수량의 3차원 보기를 얻기 위해 스캔 각도 수를 늘려 수평 단면(CAPPI)과 수직 단면을 수행할 수 있게 되었다. 그 후 캐나다의 앨버타 우박 프로젝트와 미국의 국립 심한 폭풍 연구소(NSSL)에서 뇌우의 조직에 대한 연구가 가능해졌다. 1964년에 설립된 NSSL은 이중 편광 신호와 도플러 효과 사용에 대한 실험을 시작했다. 1973년 5월, 토네이도가 오클라호마시티 바로 서쪽의 유니언시티를 휩쓸었다. 처음으로 NSSL의 도플러화된 10cm 파장 레이더가 토네이도의 전체 생애 주기를 기록했다. 연구원들은 토네이도가 지면에 닿기 전 구름 위쪽에서 메소규모 회전을 발견했다. NSSL의 연구는 미국 국립기상청이 도플러 레이더가 중요한 예보 도구임을 확신하는 데 도움을 주었다.

1980년에서 2000년 사이에 기상 레이더 네트워크는 북미, 유럽, 일본 및 기타 선진국에서 표준이 되었다. 재래식 레이더는 강수 위치와 강도 외에도 공기 중 입자의 상대 속도를 추적할 수 있는 도플러 레이더로 교체되었다. 미국에서는 NSSL의 연구에 따라 1988년부터 NEXRAD 또는 WSR-88D라고 불리는  파장 레이더 네트워크 건설이 시작되었다. 캐나다에서는 환경부가 1985년까지 5cm 연구용 도플러 레이더가 있는 킹시티 스테이션을 건설했고, 맥길 대학교는 1993년에 레이더를 도플러화했다. 이는 1998년에서 2004년 사이에 완전한 캐나다 기상 레이더 네트워크로 이어졌다. 프랑스와 다른 유럽 국가들은 1990년대 말에서 2000년대 초에 도플러 네트워크로 전환했다. 한편 컴퓨터 기술의 급격한 발전은 악기상의 징후를 탐지하는 알고리즘과 언론 및 연구자들을 위한 수많은 "제품"으로 이어졌다.

2000년 이후 이중 편광 기술에 대한 연구가 실제 작전에 투입되면서 강수 유형(예: 비와 눈의 구별)에 대해 사용 가능한 정보량이 증가했다. "이중 편광"은 지면에 대해 수평 및 수직으로 편광된 마이크로파 방사가 방출되는 것을 의미한다. 미국, 프랑스, 캐나다와 같은 일부 국가에서는 10년 말까지 광범위한 배치가 예상된다.

2003년부터 미국 해양대기청은 대기 탐측에서 더 많은 시간적 분해능을 제공하기 위해 기존의 파라볼라 안테나 대신 위상배열 레이더를 사용하는 실험을 해오고 있다. 이는 심한 뇌우의 진화 과정을 더 적시의 데이터로 평가할 수 있게 해주므로 매우 중요할 것이다.

또한 2003년 미국 국립과학재단은 공학자, 컴퓨터 과학자, 기상학자 및 사회학자들의 다학제적 다각적 협력체인 'CASA'(Engineering Research Center for Collaborative Adaptive Sensing of the Atmosphere)를 설립하여, 저렴하고 빠르게 스캔하는 이중 편광 기계식 스캔 및 위상배열 레이더로 일반적으로 표본화가 부족한 하부 대류권을 표본화함으로써 기존 레이더 시스템을 증강하도록 설계된 엔지니어링 시스템을 배포하고 기술을 개발하는 기초 연구를 수행하고 있다.

 매핑 레이더 
레이더 초기부터 사용되어 왔으며 여전히 가장 일반적인 유형의 디스플레이인 평면 위치 표시기는 레이더 위치를 둘러싼 목표물의 지도를 제공한다. 항공기의 레이더 안테나가 아래를 향하면 지형 지도가 생성되며, 안테나가 클수록 이미지 분해능이 높아진다. 센티미터 레이더가 등장한 후 아래를 내려다보는 레이더인 H2S(L-밴드)와 H2X(C-밴드)는 야간이나 짙은 구름 속에서 유럽 폭격 시 미국과 영국이 사용한 실시간 지도를 제공했다.

 합성개구레이더 

1951년 칼 와일리(Carl Wiley)는 굿이어 항공 회사(나중에 굿이어 에어로스페이스)에서 레이더 생성 이미지의 분해능을 크게 확장하고 개선하는 기술 개발을 이끌었다. 합성개구레이더(SAR)라고 불리는 이 기술은 항공기 측면에 고정된 보통 크기의 안테나와 매우 복잡한 신호 처리를 사용하여 훨씬 더 큰 스캔 안테나가 필요한 이미지를 제공한다. 각 펄스가 방출될 때 지형의 가로 띠 위로 방사된다. 반사파는 서로 다른 거리에 있는 지형의 특징으로 인해 시간적으로 퍼진다. 비행 경로를 따르는 기체의 움직임은 수평 증분을 제공한다. 반사파의 진폭과 위상은 신호 프로세서에 의해 푸리에 변환 기술을 사용하여 결합되어 이미지를 형성한다. 전체적인 기술은 광학 홀로그래피와 매우 유사하다.

수년 동안 SAR의 많은 변형이 만들어졌고 다양한 응용 분야가 생겨났다. 초기 시스템에서 신호 처리는 기내 운용에 너무 복잡했기에 신호를 기록하고 나중에 처리했다. 광학 기술을 사용한 프로세서가 실시간 이미지 생성을 위해 시도되었으나, 이제 고속 전자의 발전으로 대부분의 응용 분야에서 기내 처리가 가능해졌다. 초기 시스템은 수십 미터의 분해능을 제공했으나 더 최근의 항공기 탑재 시스템은 약 10 cm의 분해능을 제공한다. 현재의 초광대역 시스템은 몇 밀리미터의 분해능을 갖는다.

 기타 레이더 및 응용 분야 
전후의 다른 많은 레이더 시스템과 응용 분야가 있다. 몇 가지만 언급한다.

 레이더건 
오늘날 가장 널리 보급된 레이더 장치는 의심할 여지 없이 레이더건이다. 이것은 주로 교통 규제 시 트럭과 자동차의 속도를 탐지하거나 스포츠에서 던진 야구공, 주자 또는 기타 움직이는 물체의 속도를 탐지하는 데 사용되는 소형, 보통 손잡이형 도플러 레이더이다. 이 장치는 흐르는 액체나 연속적으로 제조되는 재료의 표면 속도를 측정하는 데도 사용될 수 있다. 레이더건은 물체의 위치에 대한 정보를 반환하지 않으며, 도플러 효과를 사용하여 목표물의 속도를 측정한다. 1954년에 처음 개발된 대부분의 레이더건은 X 또는 Ku 밴드에서 매우 낮은 출력으로 작동한다. 일부는 적외선 방사나 레이저 광을 사용하며, 이들은 보통 LIDAR라고 불린다. 흐르는 액체나 기체의 속도 측정을 위한 관련 기술은 레이저 도플러 유속계라고 불리며, 이 기술은 1960년대 중반으로 거슬러 올라간다.

 임펄스 레이더 
펄스 레이더가 초기에 개발되면서 매우 좁은 펄스의 사용이 조사되었다. 펄스 길이는 레이더에 의한 거리 측정의 정확도를 좌우한다. 펄스가 짧을수록 정밀도가 높아진다. 또한 주어진 펄스 반복 주파수(PRF)에 대해 펄스가 짧을수록 피크 출력이 높아진다. 조화해석학은 펄스가 좁을수록 에너지를 포함하는 주파수 대역이 넓어진다는 것을 보여주며, 이로 인해 그러한 시스템은 광대역 레이더로도 불린다. 초기에는 이러한 펄스를 생성하고 수신하기 위한 전자 장치가 없었기 때문에 초기에는 이 기술의 응용이 거의 이루어지지 않았다.

1970년대에 전자 기술의 진보로 흔히 단펄스 레이더(short-pulse radar)라고 불리는 것에 대한 관심이 새로워졌다. 더 나아가 RF 반송파의 주기(T = 1/f)와 같은 정도의 너비를 가진 펄스를 생성하는 것이 실용화되었다. 이것은 현재 일반적으로 임펄스 레이더(impulse radar)라고 불린다.

이 기술의 첫 번째 중요한 응용 분야는 지표 투과 레이더(GPR)였다. 1970년대에 개발된 GPR은 현재 구조적 기초 분석, 고고학적 매핑, 보물 찾기, 미폭발 탄약 식별 및 기타 얕은 조사를 위해 사용된다. 이는 임펄스 레이더가 일반 매질(토양)과 원하는 목표물 사이의 경계를 간결하게 찾아낼 수 있기 때문에 가능하다. 그러나 결과는 고유하지 않으며 운영자의 숙련도와 이후의 데이터 해석에 크게 좌우된다.

건조하거나 다른 유리한 토양과 암석에서는 최대 까지 투과가 가능한 경우가 많다. 이러한 짧은 범위에서의 거리 측정을 위해 송신된 펄스는 보통 지속 시간이 단 하나의 무선 주파수 사이클이다. 100 MHz 반송파와 10 kHz PRF(전형적인 파라미터)의 경우 펄스 지속 시간은 단 10 ns(나노초)이며, 이로 인해 "임펄스"라는 명칭이 붙었다. 피크 출력이 킬로와트급인 배낭형 및 바퀴 달린 카트형으로 다양한 GPR 시스템이 상용화되어 있다.Daniels, Jeffrey J.; "Ground Penetrating Radar Fundamentals"; 

전자 기술의 지속적인 발전으로 피코초 단위로 측정되는 펄스 지속 시간을 가진 시스템이 가능해졌다. 응용 분야는 보안 및 동작 센서, 건물 스터드 파인더, 충돌 경고 장치, 심장 역학 모니터 등으로 다양하다. 이러한 장치 중 일부는 장수명 전원을 포함하여 성냥갑 크기만 하다."Micropower Impulse Radar"; 

 레이더 천문학 
레이더가 개발됨에 따라 천문학자들은 달과 다른 근처 외계 물체들을 관측하는 데 레이더를 적용할 것을 고려했다. 1944년 절탄 베이는 헝가리에서 레이더를 개발하면서 이것을 주요 목표로 삼았다. 그의 레이더 망원경은 정복한 소련군에 의해 압수되어 다시 제작해야 했고, 이로 인해 실험이 지연되었다. 뉴저지주 육군 에반스 신호 연구소에서 수행된 Project Diana 하에, 3 kW 피크 출력으로 110 MHz에서 작동하는 수정된 SCR-271 레이더(SCR-270의 고정 위치 버전)가 1946년 1월 10일 달에서 오는 에코를 수신하는 데 사용되었다.Mofenson, Jack; "Radio Echoes From the Moon", Electronics, April 1946;  절탄 베이는 다음 2월 6일에 이를 달성했다.Bay, Z.; "Reflection of microwaves from the moon", Hung. Acta Phys., vol. 1, pp. 1–22, April 1946.

섬네일|thumbtime=2|1946년 뉴스릴

전파천문학 또한 제2차 세계 대전 이후 시작되었으며, 레이더 개발에 참여했던 많은 과학자들이 이 분야에 뛰어들었다. 이후 수년 동안 수많은 전파 천문대가 건설되었으나, 송신기와 관련 수신 장비를 포함하는 데 드는 추가 비용과 복잡성 때문에 레이더 천문학 전용 시설은 매우 적었다. 사실상 거의 모든 주요 레이더 천문학 활동은 전파 천문대의 부수적인 활동으로 수행되어 왔다.

1963년에 개관한 아레시보 천문대의 전파망원경은 세계에서 가장 컸다. 미국 국립과학재단이 소유하고 계약업체가 운영하는 이 시설은 주로 전파 천문학에 사용되었으나 레이더 천문학을 위한 장비도 갖추고 있었다. 여기에는 모두 매우 높은 펄스 출력을 가진 47 MHz, 439 MHz, 2.38 GHz에서 작동하는 송신기가 포함되어 있었다. 위치가 고정된  주 반사경을 가졌으며, 부 반사경은 하늘의 다른 부분을 정밀하게 조준할 수 있도록 트랙 위에 있었다. 아레시보 레이더 망원경을 사용하여 화성의 표면 거칠기 매핑과 토성 및 그 가장 큰 위성인 타이탄 관측을 포함한 많은 중요한 과학적 발견이 이루어졌다. 1989년 이 천문대는 역사상 처음으로 소행성을 레이더로 이미지화했다.

2020년 8월과 11월에 망원경의 보조 및 메인 케이블이 각각 고장 난 후, NSF는 통제된 철거를 통해 망원경을 퇴역시키기로 결정했으나 천문대의 다른 시설은 앞으로도 계속 가동될 것이라고 발표했다. 그러나 망원경의 안전한 퇴역이 이루어지기 전인 2020년 12월 1일 아침, 한 타워의 나머지 지지 케이블들이 빠르게 끊어지면서 계기 플랫폼이 반사판 위로 추락했고, 지지 타워 상단이 잘려 나가고 다른 건물 일부가 파손되었으나 인명 피해는 없었다. NSF는 다른 천문대 시설을 가능한 한 빨리 계속 가동하고 그 자리에 새로운 망원경 계기를 재건할 계획을 검토 중이라고 밝혔다.

달, 수성, 금성, 화성, 토성 주위를 궤도 비행하는 여러 우주선이 표면 매핑을 위한 레이더를 탑재했으며, 마스 익스프레스 미션에는 지표 투과 레이더가 실렸다. 수많은 항공기와 궤도 우주선의 레이더 시스템이 다양한 목적으로 지구 전체를 매핑했다. 셔틀 레이더 지형 탐사 임무에서는 지구 전체가 30m 분해능으로 매핑되었다.

영국 맨체스터 대학교가 운영하는 조드럴 뱅크 천문대는 원래 버나드 로벨에 의해 레이더 천문학 시설로 시작되었다. 초기에는 71 MHz(4.2 m)에서 작동하는 군용 잉여물인 GL-II 레이더 시스템을 사용했다. 최초의 관측은 1945년 12월 쌍둥이자리 유성군의 이온화된 궤적이었다. 이 시설은 곧 세계에서 세 번째로 큰 전파 천문대로 발전했으나 일부 레이더 천문학 연구는 계속되었다. 세 개의 완전 회전식 전파 망원경 중 가장 큰 것(직경 250피트 또는 76m)은 1957년 10월 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호를 레이더로 추적하는 시기에 맞춰 가동을 시작했다.Lovell, Bernard; Story of Jodrell Bank, Oxford U. Press, 1968

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 각주 

 외부 링크 

 Radarworld.org: Radar World website
 Radarworld.org: "Radar Family Tree" — by Martin Hollmann.
 PenleyRadarArchives.org: "Early Radar History – an Introduction" — by Bill + Jonathan Penley (2002).
 Fas.org: "Introduction to Naval Weapons Engineering" — Radar fundamentals section.
 Foundation Centre for German Communications and Related Technologies: "Christian Hülsmeyer and about the early days of radar inventions" — by Arthur O. Bauer.
 Purbeckradar.org: Early radar development in the UK
 Hist.rloc.ru: "A History of Radio Location in the USSR"—
 Jahre-radar.de: "100 Years of Radar"—
 Jahre-radar.de: "The Century of Radar – from Christian Hülsmeyer to Shuttle Radar Topography Mission"—, by Wolfgang Holpp.

제2차 세계 대전
 The Radar Pages.uk: "All you ever wanted to know about British air defence radar"  — history and details of various British radar systems, by Dick Barrett.
 The Radar Pages.uk: Deflating British Radar Myths of World War II — by Maj. Gregory C. Clark (1997).
 The Secrets of Radar Museum: "Canada's involvement in WWII Radar"
 Navweaps.com: German Radar Equipment of World War II

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