radar AI Mark IV

A finales de 1935, el desarrollo de Robert Watt de lo que entonces se conocía como Detección de Alcance y Dirección (RDF, por sus siglas en inglés) en ^{Bawdsey Manor} en Suffolk, en la costa este de Inglaterra ^, había logrado construir un sistema capaz de detectar aeronaves grandes a distancias de más de 40 millas (64 km) . ^{[ 2 ]} El 9 de octubre, Watt escribió un memorando solicitando la construcción de una cadena de estaciones de radar a lo largo de la costa este de Inglaterra y Escocia, espaciadas a unas 20 millas (32 km) entre sí, que proporcionaría alerta temprana para todas las Islas Británicas. Esto se conoció como Chain Home (CH, por sus siglas en inglés), y pronto los radares mismos recibieron el mismo nombre. El desarrollo continuó, y a finales de 1935 el alcance había mejorado a más de 80 millas (130 km) , reduciendo el número de estaciones necesarias. ^{[ 3 ]}   

Durante 1936, el sistema experimental de Bawdsey fue probado contra diversos ataques simulados, junto con un extenso desarrollo de la teoría de la interceptación llevado a cabo en la base aérea de Biggin Hill . Uno de los observadores fue Hugh Dowding , inicialmente director de investigación de la RAF y posteriormente comandante del Mando de Caza de la RAF . Dowding observó que las estaciones CH proporcionaban tanta información que los operadores tenían dificultades para transmitirla a los pilotos, y estos, a su vez, tenían dificultades para comprenderla. Abordó este problema mediante la creación de lo que hoy se conoce como el sistema Dowding . ^{[ 4 ]}

El sistema Dowding dependía de una red telefónica privada que reenviaba información de las estaciones CH, el Royal Observer Corps (ROC) y los sistemas de radiogoniometría (RDF) a una sala central donde los informes se trazaban en un mapa grande. Esta información se transmitía por teléfono a los cuatro cuarteles generales regionales de los grupos , que recreaban el mapa que cubría su área de operaciones. Los detalles de estos mapas se enviaban a los sectores de cada grupo, que abarcaban una o dos bases aéreas principales, y desde allí a los pilotos por radio. Este proceso llevaba tiempo, durante el cual la aeronave objetivo se desplazaba. Como los sistemas CH solo tenían una precisión de aproximadamente 1  km en el mejor de los casos, ^{[ 5 ]} los informes posteriores estaban dispersos y no podían ubicar un objetivo con una precisión mayor a unos 8 km (5 millas ) . ^{[ 6 ]} Esto era aceptable para las interceptaciones diurnas; los pilotos normalmente habrían avistado sus objetivos dentro de este rango. ^{[ 7 ]} 

Henry Tizard, cuyo Comité para el Estudio Científico de la Defensa Aérea lideró el desarrollo del sistema CH, se preocupó de que CH resultara demasiado eficaz. Preveía que la Luftwaffe sufriría tantas bajas que se vería obligada a suspender los ataques diurnos y a recurrir a los bombardeos nocturnos. ^{[ 6 ]} Sus predecesores en la Primera Guerra Mundial hicieron lo mismo cuando el Área de Defensa Aérea de Londres bloqueó con éxito los ataques diurnos, y los intentos de interceptar bombarderos alemanes por la noche resultaron cómicamente ineficaces. Las preocupaciones de Tizard resultarían proféticas; Bowen lo calificó como «uno de los mejores ejemplos de predicción tecnológica del siglo XX». ^{[ 6 ]}

Tizard sabía que las pruebas demostraban que un observador solo podría ver una aeronave de noche a una distancia de unos 1000 pies (300 m) , quizás 2000 pies (610 m) en las mejores condiciones de luz lunar, ^{[ 8 ]} una precisión que el sistema Dowding no podía proporcionar. ^{[ 6 ] [ 9 ]} A esto se sumaría la pérdida de información del ROC, que no podría detectar la aeronave excepto en las mejores condiciones. Si la interceptación se realizara mediante radar, tendría que organizarse en el corto tiempo transcurrido entre la detección inicial y el paso de la aeronave más allá de los emplazamientos CH en la costa. ^{[ 6 ] [ 10 ]}  

Tizard plasmó sus ideas en una carta del 27 de abril de 1936 dirigida a Hugh Dowding, quien en ese momento era el miembro del Comité de Investigación y Desarrollo Aéreo . También envió una copia a Watt, quien la remitió a los investigadores que se trasladaban a su nueva estación de investigación en Bawdsey Manor. ^{[ 11 ]} En una reunión en el pub Crown and Castle, Bowen presionó a Watt para que le diera permiso para formar un grupo que estudiara la posibilidad de instalar un radar en la propia aeronave. ^{[ 11 ] [ b ]} Esto significaría que las estaciones CH solo necesitarían llevar al caza a la zona general del bombardero, y el caza podría usar su propio radar para el resto de la intercepción. Watt finalmente se convenció de que el personal necesario para apoyar el desarrollo tanto de CH como de un nuevo sistema estaba disponible, y el Grupo Aerotransportado se separó del esfuerzo CH en agosto de 1936. ^{[ 12 ]}

Bowen inició los esfuerzos para desarrollar un radar de interceptación de aeronaves (AI) discutiendo el tema con dos ingenieros de la cercana base de la RAF Martlesham Heath , Fred Roland y NE Rowe. También realizó varias visitas al cuartel general del Mando de Caza en la base de la RAF Bentley Priory y habló sobre técnicas de combate nocturno con cualquiera que mostrara interés. ^{[ 13 ]} Los primeros criterios para un radar aerotransportado, operable tanto por el piloto como por un observador, incluían:

• peso no debe exceder las 200 libras (91 kg) , 
• espacio instalado de 8 pies cúbicos (0,23 ^m³ ) o menos, 
• consumo máximo de energía de 500  W ( vatios ), y
• antenas de 1 pie (30 cm) de longitud o menos. ^{[ 12 ]} 

Bowen dirigió un nuevo equipo para construir lo que entonces se conocía como RDF2, y los sistemas originales se convirtieron en RDF1. ^{[ 14 ]} Comenzaron a buscar un sistema receptor adecuado e inmediatamente tuvieron un golpe de suerte; EMI había construido recientemente un prototipo de receptor para las transmisiones experimentales de televisión de la BBC en una longitud de onda de 6,7 m (45 MHz). El receptor utilizaba siete u ocho tubos de vacío (válvulas) ^{[ c ]} en un chasis de solo 7,6 cm (3 pulgadas ) de altura y unos 46 cm (18 pulgadas) de largo. Combinado con una pantalla CRT, todo el sistema pesaba solo 9,1 kg (20 libras) . Bowen lo describió más tarde como "mucho mejor que cualquier cosa que se hubiera logrado en Gran Bretaña hasta ese momento". ^{[ 15 ]}     

Solo se disponía de un receptor, que se trasladaba entre las aeronaves para realizar pruebas. No se disponía de un transmisor portátil con la potencia necesaria. Bowen decidió familiarizarse con el equipo construyendo un transmisor terrestre. Colocando el transmisor en la Torre Roja de Bawdsey y el receptor en la Torre Blanca, descubrieron que podían detectar aeronaves a una distancia de entre 40 y 50 millas (64-80 km) . ^{[ 16 ]}  

Una vez demostrado el concepto básico, el equipo buscó una aeronave adecuada para transportar el receptor. Martlesham proporcionó un bombardero Handley Page Heyford , invirtiendo así las funciones del experimento original de Daventry que condujo al desarrollo de CH, cuyo objetivo era un Heyford. Una de las razones para la selección de este diseño fue que sus motores Rolls-Royce Kestrel contaban con un sistema de ignición bien blindado que generaba un ruido eléctrico mínimo. ^{[ 17 ]}

Instalar el receptor en el Heyford no fue tarea fácil; la antena dipolo de media onda estándar debía tener unos 3,5 metros (11 pies) de longitud para detectar longitudes de onda de 6,7 m. Finalmente, se encontró la solución tendiendo un cable entre los puntales fijos del tren de aterrizaje del Heyford . Una serie de pilas secas colocadas en el suelo del avión alimentaban el receptor, proporcionando alto voltaje al tubo de rayos catódicos mediante una bobina de encendido tomada de un automóvil Ford . ^{[ 18 ]}  

Cuando el sistema se puso en marcha por primera vez en el otoño de 1936, detectó inmediatamente aeronaves que volaban en el circuito de Martlesham, a una distancia de entre 8 y 10 millas (13-16 km) , a pesar de la rudimentaria instalación. Las pruebas posteriores fueron igualmente exitosas, extendiéndose el alcance a 12 millas (19 km) . ^{[ 19 ]}   

Fue por esta época cuando Watt organizó una prueba importante del sistema CH en Bawdsey con la participación de numerosos aviones. Dowding había sido ascendido a Comandante del Mando de Caza y estuvo presente para supervisar la prueba. Las cosas no salieron bien; por razones desconocidas, el radar no detectó los aviones que se aproximaban hasta que estuvieron demasiado cerca para interceptarlos. Dowding observaba atentamente las pantallas en busca de cualquier señal de los bombarderos, pero no encontró ninguno cuando los oyó pasar por encima. Bowen evitó un desastre total organizando rápidamente una demostración de su sistema en la Torre Roja, que detectó los aviones cuando se reagruparon a 80 km de distancia. ^{[ 20 ]} 

El sistema, entonces conocido como RDF 1.5, ^{[ d ]} requeriría un gran número de transmisores terrestres para funcionar en un entorno operativo. Además, la buena recepción solo se lograba cuando el objetivo, el interceptor y el transmisor estaban aproximadamente alineados. Debido a estas limitaciones, el concepto básico se consideró inviable como sistema operativo, y todos los esfuerzos se centraron en diseños con el transmisor y el receptor en la aeronave interceptora. ^{[ 19 ]}

Más tarde, Bowen lamentaría esta decisión en su libro Radar Days , donde expresó su sentir por no haber dado seguimiento al sistema RDF 1.5:

En retrospectiva, ahora resulta evidente que fue un grave error.  En primer lugar, les habría proporcionado un dispositivo provisional con el que se podrían haber realizado interceptaciones de prueba durante la noche, dos años antes del estallido de la guerra. Esto habría brindado a pilotos y observadores entrenamiento en las técnicas de interceptación nocturna, algo que no recibieron hasta que se declaró la guerra. ^{[ 19 ]}

Otro intento de revivir el concepto RDF 1.5, conocido hoy en día como radar biestático , se realizó en marzo de 1940, cuando se instaló un equipo modificado en el Bristol Blenheim con número de serie L6622 . Este equipo se sintonizó con las transmisiones de los nuevos transmisores Chain Home Low , de los cuales se estaban instalando docenas a lo largo de la costa del Reino Unido . Estos experimentos no tuvieron éxito, con un alcance de detección del orden de 4 millas (6,4 km) , y el concepto se abandonó definitivamente. ^{[ 21 ]} 

A principios de 1937 , el equipo recibió varios tubos de vacío Western Electric tipo 316A de gran tamaño . Estos eran adecuados para construir unidades transmisoras de aproximadamente 20 W de potencia continua para longitudes de onda de 1 a 10 m (300 a 30 MHz). Percy Hibberd construyó un prototipo de transmisor con pulsos de unos cientos de vatios y lo instaló en el Heyford en marzo de 1937. ^{[ 22 ]}   

En las pruebas, el transmisor demostró ser apenas adecuado para la función aire-aire, con alcances de detección cortos debido a su potencia relativamente baja. Pero para sorpresa de todos, pudo identificar fácilmente los muelles y grúas en los muelles de Harwich, a pocos kilómetros al sur de Bawdsey. También se detectaron barcos, pero el equipo no pudo probar esto bien, ya que el Heyford tenía prohibido volar sobre el agua. ^{[ 23 ]} Tras este éxito, a Bowen se le asignaron dos aviones de patrulla Avro Anson , K6260 y K8758 , junto con cinco pilotos destinados en Martlesham para probar esta función de detección de barcos. Las primeras pruebas demostraron un problema con el ruido del sistema de encendido que interfería con el receptor, pero esto fue resuelto rápidamente por los técnicos del Royal Aircraft Establishment (RAE). ^{[ 24 ]}

Mientras tanto, Hibberd había construido con éxito un nuevo amplificador push-pull utilizando dos de los mismos tubos, pero operando en la banda de 1,25 metros , una banda VHF superior (alrededor de 220  MHz); por debajo de 1,25  m la sensibilidad disminuía drásticamente. ^{[ 25 ]} Gerald Touch, originario del Laboratorio Clarendon , convirtió el receptor EMI a esta longitud de onda utilizando el conjunto existente como etapa de frecuencia intermedia (FI) de un circuito superheterodino . La frecuencia original de 45  MHz se mantendría como ajuste de FI para muchos sistemas de radar posteriores. En su primera prueba el 17 de agosto, el Anson K6260 con Touch y Keith Wood a bordo detectó inmediatamente barcos en el Canal de la Mancha a una distancia de 2 a 3 millas (3,2–4,8 km) . ^{[ 26 ]} Posteriormente, el equipo aumentó ligeramente la longitud de onda a 1,5 m para mejorar la sensibilidad del receptor, ^{[ 27 ]} y este ajuste de 200 MHz sería común a muchos sistemas de radar de esta época.    

Tras conocer el éxito, Watt llamó al equipo y les preguntó si estarían disponibles para realizar pruebas en septiembre, cuando una flota combinada de buques de la Royal Navy y aeronaves del RAF Coastal Command llevarían a cabo ejercicios militares en el Canal de la Mancha. En la tarde del 3 de septiembre, las aeronaves detectaron con éxito el acorazado HMS Rodney  , el portaaviones HMS Courageous  y el crucero ligero HMS Southampton  , recibiendo señales muy fuertes. Al día siguiente despegaron al amanecer y, con el cielo casi completamente nublado, localizaron al Courageous y al Southampton a una distancia de 5 a 6 millas (8,0–9,7 km) . Al acercarse a los buques y finalmente hacerse visibles, pudieron ver al Courageous lanzando aeronaves en un intento inútil de interceptarlos. ^{[ 23 ]} El potencial del sistema no pasó desapercibido para los observadores; Albert Percival Rowe, del Comité Tizard, comentó que «Si lo hubieran sabido, esto habría sido la sentencia de muerte para el Servicio Submarino Alemán». ^{[ 28 ]}  

El radar aerotransportado para la detección de buques en el mar pasó a conocerse como radar aire-superficie-buque (ASV) . Sus éxitos generaron una demanda constante de pruebas adicionales. El creciente interés y los mayores esfuerzos en el ASV contribuyeron a los retrasos en los sistemas de interceptación aerotransportados; el equipo dedicó un tiempo considerable en 1937 y 1938 a trabajar en el problema del ASV. ^{[ 29 ]}

En mayo de 1938, AP Rowe se hizo cargo de Bawdsey Manor, sucediendo a Watt, quien había sido nombrado Director de Desarrollo de Comunicaciones en el Ministerio del Aire. ^{[ 30 ]} El resto de 1938 se dedicó a resolver problemas prácticos en el desarrollo del ASV. Un cambio fue el uso de los nuevos tubos Western Electric 4304 en lugar de los anteriores 316A. Estos permitieron un aumento adicional en la potencia a pulsos de alrededor de 2  kW, lo que proporcionó detección de barcos a 12 a 15 millas (19–24 km) . Su objetivo de prueba fue el Cork Lightship , un pequeño barco anclado a unas 4 millas (6,4 km) de la Torre Blanca. Este desempeño contra una embarcación tan pequeña fue suficiente para impulsar al Ejército a comenzar a trabajar en lo que se convertiría en los radares de Defensa Costera (CD). ^{[ 31 ]} La célula del Ejército se había establecido por primera vez el 16 de octubre de 1936 para desarrollar los sistemas de radar de puntería de cañones . ^{[ 32 ]}   

Otro cambio se debió a que cada parte del equipo tenía diferentes requisitos de energía. Los tubos del transmisor usaban 6  V para calentar sus filamentos, pero  se necesitaban 4 V para los tubos del receptor y 2  V para el filamento del CRT. El CRT también necesitaba 800  V para su cañón de electrones , pero los tubos del transmisor 1000  V para sus moduladores (controladores). Al principio, el equipo usó grupos electrógenos ubicados en los fuselajes del Anson y el Battle, o baterías conectadas de diversas maneras, como en los primeros grupos en los Heyford. ^{[ 33 ]} Bowen decidió que la solución era construir una fuente de alimentación que produjera todos estos voltajes de CC a partir de una única fuente de 240  V 50  Hz usando transformadores y rectificadores. Esto les permitiría alimentar los sistemas de radar usando la red eléctrica mientras las aeronaves estaban en tierra. ^{[ 33 ]}

Los motores aeronáuticos británicos normalmente estaban equipados con un eje de toma de fuerza que conducía a la parte trasera del motor. En aviones bimotores como el Anson, uno de estos se usaría para un generador que alimentaba los instrumentos de la aeronave a 24  V CC, el otro se dejaría sin conectar y disponible para su uso. ^{[ 34 ]} Siguiendo una sugerencia de Watt para evitar los canales del Ministerio del Aire, en octubre Bowen voló uno de los Battles a la planta de Metropolitan-Vickers (Metrovick) en Sheffield, donde quitó el generador de CC del motor, ^{[ e ]} lo dejó sobre la mesa y pidió un alternador de CA de tamaño y forma similares. ^{[ 36 ]} Se llamó a Arnold Tustin , el ingeniero jefe de Metrovick, para que considerara el problema, y ​​después de unos minutos regresó para decir que podía suministrar una  unidad de 80 V a 1200 a 2400  Hz y 800  W, incluso mejor que los 500  W solicitados. Bowen realizó un pedido de 18 unidades de preproducción lo antes posible, y las primeras unidades comenzaron a llegar a finales de octubre. ^{[ 34 ]} Poco después se realizó un segundo pedido de 400 unidades más. Finalmente, se producirían alrededor de 133.800 de estos alternadores durante la guerra. ^{[ 37 ]}

Para probar mejor las necesidades de la IA, se necesitaba un avión con la velocidad necesaria para interceptar un bombardero moderno. En octubre de 1938, el equipo recibió dos bombarderos ligeros Fairey Battle , cuyo rendimiento y tamaño se adaptaban mejor al rol de caza nocturno . Los Battle K9207 y K9208 , junto con la tripulación para pilotarlos, fueron enviados a Martlesham; ^{[ 38 ]} el K9208 fue seleccionado para transportar el radar, mientras que el K9207 se utilizó como avión objetivo y de apoyo. ^{[ 39 ] [ f ]}

En 1939, era evidente que la guerra se avecinaba, y el equipo comenzó a centrar su atención principal en la IA, en lugar de en el ASV. Un nuevo conjunto, construido combinando la unidad transmisora ​​de las últimas unidades ASV con el receptor EMI, voló por primera vez en un avión Battle en mayo de 1939. El sistema demostró un alcance máximo apenas suficiente, de entre 2 y 3 millas (3,2–4,8 km) , pero el alcance mínimo, demasiado largo, resultó ser un problema mucho mayor. ^{[ 41 ]}  

El alcance mínimo de cualquier sistema de radar se debe a su ancho de pulso , es decir, el tiempo que el transmisor permanece encendido antes de apagarse para que el receptor pueda detectar las reflexiones de los objetivos. Si se recibe el eco del objetivo mientras el transmisor aún está emitiendo, este se verá enmascarado por la retrodispersión del pulso transmitido en fuentes locales. Por ejemplo, un radar con un ancho de pulso de 1  μs no podría detectar las señales de un objetivo situado a menos de 150  m de distancia, ya que la señal de radar, viajando a la velocidad de la luz, cubriría la distancia de ida y vuelta de 300 m antes de que transcurriera  ese intervalo de 1 μs. ^{[ 41 ]} 

En el caso del ASV, esto no suponía un problema; las aeronaves no se acercarían a un barco en la superficie a una altitud inferior a unos pocos miles de pies, por lo que un ancho de pulso mayor era aceptable. Sin embargo, en el rol de IA, el alcance mínimo estaba predefinido por la agudeza visual del piloto, a 300  m o menos para la interceptación nocturna, lo que requería anchos de pulso de submicrosegundos. Esto resultó muy difícil de lograr, y  fue complicado producir alcances inferiores a 1000 pies. ^{[ 41 ]}

Gerald Touch dedicó un esfuerzo considerable a resolver este problema y finalmente concluyó que era posible un pulso de transmisor inferior a 1  μs. Sin embargo, al intentarlo, se descubrió que las señales se filtraban al receptor y lo inhabilitaban durante un período superior a 1  μs. Desarrolló una solución utilizando un generador de base de tiempo que activaba el pulso del transmisor y, al mismo tiempo, desconectaba la entrada del receptor, reduciendo considerablemente su sensibilidad durante ese período. Este concepto se conoció como squegging . ^{[ 42 ]} En extensas pruebas realizadas con el Anson K6260 , Touch finalmente estableció un alcance mínimo de 800 pies (240 m) como el mejor compromiso entre visibilidad y sensibilidad. ^{[ 8 ]} 

Además, los equipos presentaban un grave problema con las reflexiones del suelo. La antena de transmisión emitía el pulso sobre un área muy amplia que cubría toda la parte delantera de la aeronave. Esto significaba que parte de la energía de la transmisión impactaba contra el suelo y se reflejaba de vuelta al receptor. El resultado era una línea continua en la pantalla a una distancia igual a la altitud de la aeronave, más allá de la cual no se veía nada. Esto no suponía un problema cuando la aeronave volaba a 15 000 pies (4,6 km) o más y la señal de retorno del suelo se encontraba aproximadamente en el alcance útil máximo, pero implicaba que las interceptaciones realizadas a altitudes más bajas ofrecían un alcance cada vez menor. ^{[ 43 ]} 

En mayo de 1939, la unidad fue transferida a un Battle, y a mediados de junio, "Stuffy" Dowding realizó un vuelo de prueba. Bowen operó el radar e hizo varias aproximaciones desde distintos puntos. Dowding quedó impresionado y pidió una demostración del alcance mínimo. Le indicó a Bowen que el piloto mantuviera la posición una vez que hubieran realizado la aproximación más cercana en la pantalla del radar, para que pudieran mirar hacia arriba y comprobar cuán cerca estaban realmente. Bowen relata el resultado:

Durante los últimos 30 o 40 minutos, nuestras cabezas habían estado bajo la tela negra que protegía los tubos de rayos catódicos. Quité la tela de un tirón y Stuffy miró fijamente al frente y dijo: "¿Dónde está? No lo veo". Señalé hacia arriba; estábamos volando casi directamente debajo del objetivo. "¡Dios mío!", exclamó Stuffy, "dile que se aleje, estamos demasiado cerca". ^{[ 44 ]}

La versión de Dowding sobre los mismos hechos difiere. Afirma haber quedado "tremendamente impresionado" por el potencial, pero señaló a Bowen que el  alcance mínimo de 1000 pies representaba una seria desventaja. No menciona el acercamiento, y su redacción sugiere que este no tuvo lugar. Dowding relata que, cuando se reunieron de nuevo más tarde ese mismo día, Bowen afirmó haber realizado un avance sensacional, y que el alcance mínimo se había reducido a tan solo 220 pies (67 m) . Dowding lo relata sin espíritu crítico, pero los registros históricos demuestran que tal avance no se produjo. ^{[ 45 ]} 

A su regreso a Martlesham, Dowding expuso sus inquietudes sobre las interceptaciones nocturnas y las características de un caza nocturno adecuado. Dado que las interceptaciones eran operaciones largas, la aeronave debía tener una gran autonomía. Para evitar el fuego amigo , los pilotos debían identificar visualmente todos los objetivos. Esto implicaba la necesidad de un operador de radar independiente, para que el piloto no perdiera la visión nocturna al mirar las pantallas CRT. Finalmente, dado el tiempo necesario para organizar una interceptación, la aeronave requería un armamento capaz de garantizar la destrucción de un bombardero en una sola pasada; era poco probable que se pudiera organizar una segunda interceptación. ^{[ 46 ]}

Dowding escribió posteriormente un memorándum considerando varios aviones para la función, rechazando el caza de torreta biplaza Boulton Paul Defiant debido a su estrecha zona de torreta trasera. Estaba seguro de que el Bristol Beaufighter sería perfecto para la función, pero no estaría listo hasta dentro de un tiempo. Así que seleccionó el bombardero ligero Bristol Blenheim para el período inmediato, enviando dos de los primeros prototipos a Martlesham Heath para que se les instalara el radar de los Battle. El Blenheim K7033 fue equipado con el radar, mientras que el K7034 actuó como blanco. ^{[ 47 ]} Ambos aviones perdieron una hélice en vuelo, pero aterrizaron sin problemas; la hélice del K7033 nunca se encontró, pero la del K7034 fue devuelta a Martlesham al día siguiente por un granjero furioso. ^{[ 48 ]}

Incluso a la  longitud de onda de 1,5 m, las antenas de tamaño práctico presentaban una ganancia relativamente baja y una resolución muy deficiente; la antena transmisora ​​generaba una señal en forma de abanico de más de 90 grados de ancho. Esto no resultaba útil para la localización de un objetivo, por lo que se requería algún sistema de indicación de dirección. El equipo consideró seriamente la comparación de fase como solución, pero no pudo encontrar un circuito de desplazamiento de fase adecuado. ^{[ 49 ]}

En su lugar, se adoptó un sistema de múltiples antenas receptoras, cada una ubicada de manera que solo una sección determinada del cielo fuera visible. Dos receptores horizontales se montaron a cada lado del fuselaje y solo captaban reflejos de la izquierda o la derecha, superponiéndose ligeramente en el centro. Dos receptores verticales se montaron encima y debajo del ala, captando reflejos por encima o por debajo de la aeronave. ^{[ 50 ]}

Cada par de antenas estaba conectado a un interruptor motorizado que alternaba rápidamente entre los pares, una técnica conocida como conmutación de lóbulos . ^{[ 51 ]} Ambas señales se enviaban a un tubo de rayos catódicos (CRT) para su visualización, y una de ellas pasaba por un inversor de voltaje. Si el objetivo estaba a la izquierda, la pantalla mostraba un pulso más largo a la izquierda que a la derecha. Cuando el objetivo estaba justo enfrente, los pulsos tenían la misma longitud. ^{[ 52 ]} Esta solución tenía una precisión inherentemente limitada, de unos cinco grados, pero era una solución práctica en términos de limitar el tamaño de las antenas. ^{[ 50 ]}

Para entonces, el Ministerio del Aire estaba desesperado por poner en servicio cualquier unidad. Satisfecho con su visita en mayo, Dowding sugirió que el Mk. I era suficientemente bueno para fines de pruebas operativas. El 11 de junio de 1939, se le dio la máxima prioridad a AI y se tomaron medidas para suministrar 11 Blenheim adicionales al escuadrón n.° 25 en la base aérea de Hawkinge (para un total de 21). Dado que cada una de las piezas provenía de diferentes proveedores y los mecánicos no estaban familiarizados con ninguna de ellas, los miembros del equipo de AI tendrían que ensamblar manualmente los componentes a medida que llegaran e instruir a los mecánicos sobre los conjuntos. ^{[ 45 ]}

Watt estaba esperando el pedido y, en 1938, había dispuesto la producción de los transmisores en Metrovick y de los receptores en AC Cossor . Estos resultaron ser productos equivocados: a Metrovick se le había indicado que copiara directamente ("al estilo chino") el diseño de 1937 de Percy Hibberd, pero Bawdsey había entregado el prototipo equivocado a Metrovick, quien lo copió. ^{[ 53 ]} Se descubrió que los receptores de Cossor eran inutilizables, pesaban tanto como el transmisor y el receptor completos y tenían una sensibilidad aproximadamente la mitad que la del conjunto EMI. ^{[ 54 ]}

Fue en este punto cuando el equipo tuvo otro golpe de suerte. El antiguo director de tesis de Bowen en el King's College de Londres era Edward Appleton , quien había trabajado con Watt y Harold Pye durante la década de 1920. Pye había fundado su propia compañía de radio, Pye Ltd. , y era activo en el campo de la televisión. Recientemente habían presentado un nuevo televisor basado en un innovador tubo de vacío desarrollado por Philips de Holanda, el pentodo EF50 . Appleton mencionó el diseño de Pye a Bowen, quien lo consideró una gran mejora con respecto a la versión de EMI, y se alegró al saber que se había fabricado una pequeña serie que podía utilizarse para sus experimentos. ^{[ 55 ]} El diseño se conoció ampliamente como la tira de Pye . ^{[ 56 ]}

La tira Pye supuso un avance tan significativo respecto a la unidad EMI que el EF50 se convirtió en un componente estratégico clave. Ante la inminente invasión alemana del oeste en 1940, los británicos contactaron con Philips y elaboraron un plan para trasladar al Reino Unido a la junta directiva de la compañía, junto con 25 000 EF50 adicionales y otras 250 000 bases, sobre las que Mullard , la filial británica de Philips, podría construir tubos completos. Un destructor, el HMS Windsor  , ^{[ 57 ]} fue enviado para recogerlos en mayo y zarpó de los Países Bajos pocos días antes de la invasión alemana del país, el 15 de mayo de 1940. ^{[ 55 ] [ g ]} La tira Pye, y su  frecuencia intermedia de 45 MHz, se reutilizarían en muchos otros sistemas de radar de guerra. ^{[ 58 ]}

Finalmente llegaron nuevos Blenheim a Martlesham, que habían sido convertidos experimentalmente en cazas pesados ​​con la adición de cuatro ametralladoras Browning .303 British (7,7 mm) y cuatro cañones automáticos Hispano de 20 mm , mientras que se eliminó la torreta superior central para reducir el peso en 800 lb (360 kg) y la resistencia aerodinámica en una pequeña cantidad. ^{[ 59 ] [ 60 ] [ h ]} Estos llegaron sin ninguno de los soportes u otros accesorios necesarios para montar el radar, que tuvo que ser construido por instaladores locales. Las entregas posteriores no fueron los modelos Blenheim Mk. IF ^{[ i ]} e IIF suministrados originalmente, sino las nuevas versiones Mk. IVF con un morro más largo y rediseñado. El tren de aterrizaje tuvo que ser reacondicionado para la nueva aeronave, y los receptores y CRT se montaron en el morro ampliado, lo que permitía al operador indicar correcciones al piloto mediante señales manuales como respaldo en caso de que fallara el intercomunicador. ^{[ 61 ]}  

En septiembre, varios Blenheim fueron equipados con lo que ahora se conocía oficialmente como AI Mk. I y el entrenamiento de las tripulaciones comenzó con el Escuadrón N.° 25 en la RAF Northolt . Robert Hanbury Brown , un físico que más tarde trabajaría en radares en los EE. UU., y Keith Wood se unieron a ellos en agosto de 1939, ayudando a los técnicos a mantener los sistemas operativos y proponiendo métodos útiles para la interceptación. A finales de agosto, Dowding visitó la base y vio los radares en la proa y le señaló a Bowen que los artilleros enemigos verían la luz de los tubos de rayos catódicos y dispararían al operador. Los equipos se reinstalaron una vez más, volviendo a la parte trasera del fuselaje, lo que causó más retrasos. ^{[ 62 ]}

Con las unidades en la parte trasera, el único método de comunicación era a través del intercomunicador. Los sistemas contemporáneos también usaban la radio como intercomunicador, pero los equipos TR9D utilizados en los aviones de la RAF usaban el canal de voz durante 15 segundos cada minuto para el sistema de aviso acústico, bloqueando las comunicaciones. Incluso cuando se suministraron equipos modificados que solucionaban este problema, se descubrió que el radar interfería fuertemente con el intercomunicador. Se probó con un tubo de comunicación , pero resultó inútil. Las radios VHF más nuevas que se desarrollaron durante este mismo período no sufrieron estos problemas, y los Blenheim fueron priorizados para recibir estas unidades. ^{[ 63 ] [ 64 ]}

Bawdsey, situada en la costa este, en una ubicación relativamente aislada, no podía protegerse eficazmente de los ataques aéreos ni siquiera de los bombardeos desde barcos en alta mar. La necesidad de trasladar al equipo a un lugar más protegido al inicio de las hostilidades se había identificado mucho antes de la guerra. Durante una visita a su alma mater , la Universidad de Dundee , Watt se dirigió al rector para preguntarle sobre la posibilidad de ubicar allí al equipo con poca antelación. Cuando los alemanes invadieron Polonia y se declaró la guerra el 3 de septiembre de 1939, los equipos de investigación recogieron sus pertenencias y llegaron a Dundee, donde encontraron al rector apenas recordando la conversación y sin nada preparado para su llegada. Los estudiantes y profesores habían regresado tras las vacaciones de verano, y solo había dos pequeñas habitaciones disponibles para todo el grupo. ^{[ 65 ]}

El grupo AI y sus aeronaves experimentales del Escuadrón D, Aeroplane and Armament Experimental Establishment (A&AEE), ^{[ 66 ]} se trasladaron a un aeropuerto a cierta distancia en Perth, Escocia . ^{[ j ]} El aeropuerto era completamente inadecuado para el trabajo de instalación, con solo un pequeño hangar disponible para el trabajo de aeronaves, mientras que un segundo se utilizaba para oficinas y laboratorios. Esto requirió que la mayoría de las aeronaves permanecieran afuera mientras que otras se reparaban en el interior. No obstante, el grupo inicial de aeronaves se completó en octubre de 1939. Con este éxito, cada vez más aeronaves llegaron al aeropuerto para que el equipo AI les instalara radares, la mayoría de ellos unidades ASV para aeronaves de patrulla como el Lockheed Hudson y el Short Sunderland , seguidas de instalaciones experimentales en los bombarderos torpederos Fairey Swordfish y Supermarine Walrus del Fleet Air Arm . ^{[ 67 ] [ 68 ]}

Bernard Lovell se unió al equipo de radar por sugerencia personal de Patrick Blackett , miembro original del Comité Tizard. Llegó a Dundee y conoció a Sidney Jefferson, quien le dijo que había sido transferido al grupo de IA. ^{[ 9 ]} Las condiciones en Perth eran tan precarias que claramente afectaban el trabajo, y Lovell decidió escribirle a Blackett al respecto el 14 de octubre. Entre muchas preocupaciones, señaló que:

La situación aquí es realmente increíble. Están pidiendo a gritos que se instalen cientos de aviones. Los técnicos trabajan los siete días de la semana, y en ocasiones jornadas de quince horas. En sus propias palabras, "el aparato es una porquería, incluso para un receptor de televisión". ^{[ 69 ]}

Blackett eliminó cualquier referencia directa a Lovell y se la pasó a Tizard, quien discutió el asunto con Rowe durante su siguiente visita a Dundee. ^{[ 69 ]} Rowe inmediatamente dedujo quién había escrito la carta y llamó a Lovell para hablar de ella. Lovell no le dio importancia en ese momento, pero más tarde supo que Rowe le había respondido a Tizard el 26 de octubre:

Es evidente que no tiene ni idea de que sé que le ha escrito a Blackett. A juzgar únicamente por la carta que me citaste, esperaba encontrar que Lovell era un tipo despreciable que debería ser apartado del trabajo. Sin embargo, descubro que no es así. ^{[ 70 ]}

Rowe dedujo de la conversación que el principal problema era que Perth simplemente no era adecuado para el trabajo. ^{[ 71 ]} Decidió que la mayor parte del centro de investigación, ahora conocido como Centro de Investigación del Ministerio del Aire (AMRE), permanecería en Dundee, mientras que el equipo de IA debería trasladarse a una ubicación más adecuada. Esta vez, la ubicación elegida fue la base de la RAF en St Athan, Gales, a unos 24 km (15 millas ) de Cardiff . St Athan era una gran base que también servía como campo de entrenamiento de la RAF, y debería haber sido una ubicación ideal. ^{[ 72 ]} 

Cuando el equipo de IA llegó el 5 de noviembre de 1939, se encontraron alojados en un hangar en desuso sin espacio de oficina. Encontraron un pequeño alivio al usar alas abandonadas de Heyford como tabiques, ^{[ 73 ]} pero esto resultó prácticamente inútil cuando el clima se volvió frío. Como las puertas principales del hangar normalmente se dejaban abiertas durante el día, a menudo hacía demasiado frío para sostener un destornillador. ^{[ 72 ]} Bowen se quejó de que las condiciones "habrían provocado un motín en una granja penitenciaria". ^{[ 74 ]}

Irónicamente, Bawdsey fue ignorado por los alemanes durante toda la guerra, mientras que St Athan fue atacado por un Junkers Ju 88 apenas unas semanas después de la llegada del equipo. La única bomba impactó directamente en la pista, pero no explotó. ^{[ 60 ]}

Con las entregas de octubre, el Ministerio del Aire comenzó a planificar la producción del AI Mk. II. Este se diferenciaba principalmente por la adición de un nuevo sistema de base de tiempo , con la esperanza de reducir el alcance mínimo a unos muy útiles 400 pies (120 m) . Cuando se instalaron las nuevas unidades, se descubrió que el alcance mínimo había aumentado a 1000 pies. Este problema se atribuyó a una capacitancia inesperadamente alta en los tubos, y con trabajos adicionales solo pudieron volver a los 800 pies del Mk. I. ^{[ 75 ]} Los Blenheim de varios escuadrones fueron equipados con el Mk. II, asignándose tres aeronaves a cada uno de los escuadrones n.° 23, 25, 29, 219, 600 y 604 en mayo de 1940. ^{[ 76 ]}   

Se probaron dos versiones experimentales del Mk. II. La unidad AIH utilizó válvulas GEC VT90 Micropup en lugar de las Acorn para obtener potencia adicional, donde la H significa alta potencia de aproximadamente 5  kW. Una unidad de prueba instalada en un Blenheim IF resultó prometedora en marzo y se entregó una segunda a principios de abril, pero el desarrollo se interrumpió por razones desconocidas. El AIL tenía una base de tiempo de bloqueo , que mejoraba el alcance máximo, a costa de un alcance mínimo mucho mayor de 3000 a 3500 pies (0,91–1,07 km) y se abandonó el trabajo. ^{[ 77 ] [ k ]}  

Mientras se entregaban los aviones, Bowen, Tizard y Watt presionaron al Ministerio del Aire para que designara a alguien que comandara todo el sistema de combate nocturno, desde garantizar la entrega de los aviones y la producción de radares hasta el entrenamiento de pilotos y personal de tierra. Esto condujo a la formación del Comité de Intercepción Nocturna (denominado así en julio de 1940) bajo la dirección de Richard Peirse . Peirse creó la Unidad de Intercepción Nocturna en la base aérea de Tangmere el 10 de abril de 1940; posteriormente pasó a llamarse Unidad de Intercepción de Caza (FIU). ^{[ 78 ]}

Bowen impartió una serie de conferencias en Bentley Priory sobre la teoría de la interceptación nocturna guiada por radar y concluyó que el caza necesitaría una ventaja de velocidad del 20 al 25 % sobre su objetivo. Los principales bombarderos de la Luftwaffe —el Junkers Ju 88, el Dornier Do 17 Z y el Heinkel He 111— eran capaces de volar a unos 400 km/h (250 millas por hora) , al menos con una carga media. Esto implicaba que un caza necesitaría volar al menos a 480 km/h (300 millas por hora) , y el Blenheim, completamente cargado, solo alcanzaba los 450 km/h (280 millas por hora ) . Las preocupaciones de Bowen sobre la escasa velocidad del Blenheim se confirmaron en combate. ^{[ 76 ]}   

El Mk. II se usó solo por un corto tiempo cuando el equipo reemplazó su sección transmisora ​​con una del ASV Mk. I, que usaba las nuevas válvulas Micropup. ^{[ 79 ] [ l ]} Los nuevos conjuntos AI Mk. III se instalaron experimentalmente en unos veinte Blenheim IF en abril de 1940, donde demostraron un alcance máximo mejorado de 3 a 4 millas (4,8–6,4 km) . ^{[ 80 ]} Sin embargo, todavía sufrían de un largo alcance mínimo, de 800 a 1500 pies dependiendo de cómo se ajustara el receptor. ^{[ 81 ]}   

Esto dio lugar a lo que Hanbury Brown describe como "la gran controversia del alcance mínimo". ^{[ 81 ]} Desde octubre de 1939, trabajando sin descanso para instalar los aparatos Mk. I restantes en Perth y St Athan, el equipo no tuvo tiempo para seguir desarrollando la electrónica. Eran conscientes de que el alcance mínimo seguía siendo mayor de lo satisfactorio, pero Bowen y Hanbury Brown estaban convencidos de que existía una solución sencilla que podrían implementar una vez finalizadas las instalaciones iniciales. ^{[ 82 ]} Mientras tanto, se seguían instalando los aparatos actuales, aunque todos eran conscientes de sus problemas. El 24 de enero de 1940, Arthur Tedder , Director General de Investigación, admitió ante Tizard que:

Me temo que gran parte, si no la mayor parte, del problema se debe a nuestro fatal error de precipitarnos en la producción e instalación de IA antes de que estuviera lista para su producción, instalación o uso. Esta desafortunada precipitación arruinó necesariamente el trabajo de investigación en IA, ya que implicó desviar al equipo de investigación de la investigación propiamente dicha a la instalación. ^{[ 83 ]}

El problema del alcance mínimo siguió planteándose, pasando por el Ministerio del Aire y llegando finalmente a Harold Lardner , director de lo que entonces se conocía como el Centro de Investigación Stanmore. ^{[ 84 ]} Rowe y su adjunto, Bennett Lewis, fueron convocados a una reunión con Lardner para discutir el asunto. Aparentemente, sin informar a Lardner de la posible solución de Bowen y Hanbury Brown, ni del hecho de que no podían trabajar en ella debido a las instalaciones en curso, acordaron que Lewis investigara el asunto. Lewis envió entonces un contrato a EMI para ver qué podían hacer. ^{[ 85 ]} Según Bowen y Hanbury Brown, Rowe y Lewis instigaron estos eventos deliberadamente para arrebatarle el control del proyecto de IA al equipo de IA. ^{[ 80 ] [ 85 ]}

En Dundee, Lewis planteó el problema y se consideraron dos soluciones para mejorar el alcance. El Mk. IIIA consistía en una serie de cambios menores en el transmisor y el receptor con el objetivo de reducir el alcance mínimo a unos 800 pies (240 m) . La propia solución de Lewis fue el Mk. IIIB, que utilizaba un segundo transmisor que emitía una señal que se mezclaba con la principal para cancelarla durante el final del pulso. Creía que esto reduciría el alcance mínimo a solo 600 pies (180 m) . Dos copias del IIIA entraron en pruebas en mayo de 1940 y demostraron poca mejora, con el alcance reducido a solo 950 pies (290 m) , pero a costa de un alcance máximo significativamente reducido a solo 8500 pies (2,6 km) . Las pruebas del IIIB quedaron en suspenso mientras el equipo de AI se trasladaba de St Athan a Worth Matravers en mayo, ^{[ 86 ]} y finalmente fueron adelantadas por los acontecimientos. El desarrollo de ambos modelos se canceló en junio de 1940. ^{[ 87 ]}    

A principios de 1940, el equipo de IA en St Athan se enteró de que Lewis estaba desarrollando sus propias soluciones al problema del alcance mínimo. Bowen estaba sumamente molesto. Se había acostumbrado a la forma en que los investigadores habían sido involucrados en un intento desacertado de producción, pero ahora Rowe también los estaba apartando directamente del esfuerzo de investigación. Tizard se enteró de las quejas y visitó Dundee para intentar calmarlas, lo que evidentemente fracasó. El 29 de marzo de 1940, un memorándum de la oficina del DCD de Watt anunció una reorganización del Grupo Aerotransportado. Gerald Touch se trasladaría al RAE para ayudar a desarrollar los procedimientos de producción, instalación y mantenimiento del Mk. IV; varios otros miembros se dispersarían por los aeródromos de la RAF para ayudar a entrenar a las tripulaciones terrestres y aéreas directamente en las unidades, mientras que el resto del equipo, incluidos Lovell y Hodgkin , se reincorporaría a los equipos principales de investigación de radar en Dundee. Bowen quedó notablemente excluido de la reorganización; su participación en IA terminó. ^{[ 88 ]} A finales de julio, Bowen fue invitado a unirse a la Misión Tizard , que partió hacia los Estados Unidos en agosto de 1940. ^{[ 89 ]}

El Mk. III se sometió a pruebas exhaustivas en el Escuadrón N.° 25 en mayo de 1940, donde se detectó otro problema preocupante. A medida que el avión objetivo se desplazaba hacia los lados del caza, el error en el ángulo horizontal aumentaba. Finalmente, a unos 60 grados hacia un lado, el objetivo se indicaba como ubicado al otro lado del caza. Hanbury Brown concluyó que el problema se debía a las reflexiones entre el fuselaje y las góndolas de los motores, a causa del cambio de la antena IVF de morro largo a las antenas IF e IIF de morro corto. En ejemplos anteriores, habían utilizado el fuselaje del avión como reflector, posicionando y angulando las antenas para que discurrieran a lo largo del morro o los bordes de ataque de las alas. ^{[ 90 ]}

Intentó mover las antenas horizontales hacia el exterior de las góndolas, pero esto tuvo poco efecto. Otro intento, utilizando antenas orientadas verticalmente, "resolvió completamente el problema" y permitió colocar las antenas en cualquier punto del ala. ^{[ 91 ]} Cuando más tarde intentó comprender por qué las antenas siempre habían sido horizontales, descubrió que esto provenía de las pruebas del ASV, donde se observó que reducía los reflejos de las ondas. Dado el desarrollo paralelo de los sistemas ASV e IA, esta disposición se había copiado al lado de la IA sin que nadie considerara otras soluciones. ^{[ 92 ]}

En una reunión del Comité de Intercepción Nocturna celebrada el 2 de mayo, se decidió que la amenaza de los bombarderos era mayor que la de los submarinos, y se optó por trasladar 80 de los 140 transmisores ASV Mk. I a AI, sumándose a los 70 que estaba construyendo EKCO (EK Cole). Estos se convertirían en 60 IIIA y 40 IIIB. ^{[ 93 ] [ m ]} En otra reunión celebrada el 23 de mayo, Tizard, quizás motivado por los comentarios del Director de Señales (Aérea), sugirió que las unidades no eran adecuadas para uso operativo, especialmente debido a su baja fiabilidad, y que debían limitarse a misiones de entrenamiento diurnas. ^{[ 64 ]}

Para el 26 de julio de 1970, los Blenheim estaban equipados con el Mk. III y la RAE redactó un extenso informe sobre el sistema. También expresaron su preocupación por lo que denominaron sistemas "parcialmente fiables" y señalaron que un problema importante se debía a las conexiones de antena y el cableado poco fiables. Pero fueron más allá y afirmaron que el concepto de autoexcitación simplemente no funcionaría en un sistema de producción. Estos sistemas utilizaban circuitos transmisores como oscilador para producir la frecuencia de operación, pero tenían la desventaja de tardar un tiempo en estabilizarse y luego apagarse. Hanbury Brown coincidió con esta valoración, al igual que Edmund Cook-Yarborough, quien había dirigido el trabajo en el IIIB en Dundee. ^{[ 64 ]}

Los comentarios de la RAE sobre el transmisor autoexcitado no fueron casuales: se referían a un trabajo que estaba a punto de culminar en EMI como resultado directo del contrato anterior de Lewis. Los ingenieros de EMI, Alan Blumlein y Eric White, habían desarrollado un sistema que prescindía de un circuito transmisor autoexcitado y, en su lugar, utilizaba un modulador independiente que alimentaba la señal al transmisor para su amplificación. La señal del oscilador también se enviaba al receptor, utilizándola para amortiguar su sensibilidad. El efecto combinado era agudizar el pulso transmitido, a la vez que reducía las oscilaciones en el receptor. ^{[ 94 ]} En una prueba en mayo de 1940, Hanbury Brown pudo ver claramente el retorno a una distancia de 500 pies (150 m) , y aún podía distinguirlo cuando se acercaban a 400. ^{[ 89 ]} 

Touch, ahora en RAE Farnborough y habiendo entregado versiones mejoradas del ASV, adaptó rápidamente el nuevo oscilador al transmisor Mk. III existente. ^{[ 89 ]} La adaptación del diseño de antena dipolo doble plegada en forma de "punta de flecha" de transmisión vertical en la nariz del avión, del trabajo de Hanbury Brown con el Mk. III, eliminó cualquier problema restante. ^{[ 91 ]} En sus primeras pruebas operativas en julio de 1940, el nuevo AI Mk. IV demostró la capacidad de detectar otro Blenheim a un alcance de 20 000 pies (6,1 km) y continuó rastreándolo hasta un mínimo de 500. Hanbury Brown afirmó que "hizo todo lo que originalmente habíamos esperado que el radar aerotransportado hiciera para el combate nocturno". ^{[ 89 ]} Continuó señalando que, aunque el Mk. IV llegó solo un año después de los primeros Mk. I, parecía que habían estado funcionando durante diez años. ^{[ 89 ]} 

Se inició de inmediato un contrato de producción de 3000 unidades en EMI, Pye y EKCO. ^{[ 95 ]} Cuando partieron hacia los EE. UU. en agosto, el equipo de la Misión Tizard llevó consigo un Mk. IV, un ASV Mk. II y un IFF Mk. II, a través del Consejo Nacional de Investigación (Canadá) . ^{[ 96 ]} Durante las discusiones posteriores, se acordó que EE. UU. produciría el AI, mientras que Canadá produciría el ASV. Western Electric gestionó una licencia de producción para el Mk. IV en los EE. UU., donde se conocía como SCR-540. Las entregas de los aviones P-70 ( A-20 Havoc ) y PV-1 comenzaron en 1942. ^{[ 97 ] [ 98 ]}

Durante el desarrollo de los Mk. I a III, varias unidades habían estado utilizando los sistemas en un esfuerzo por desarrollar técnicas de interceptación adecuadas. Desde muy pronto se decidió prescindir de la cadena de comunicación completa del sistema Dowding y que los operadores de radar en las estaciones de Chain Home (CH) se comunicaran directamente con los cazas, lo que redujo considerablemente los retrasos. Esto mejoró la situación y, en un número creciente de ocasiones, las aeronaves recibieron instrucciones de las estaciones CH hacia objetivos reales. ^{[ 99 ]}

Las tripulaciones estaban destinadas a tener suerte tarde o temprano, y esto sucedió la noche del 22 al 23 de julio de 1940, cuando un Blenheim IF de la FIU recibió instrucciones de la estación de radar de Poling y detectó el objetivo a 8000 pies (1,5 millas; 2,4 km) de distancia. El operador del radar los dirigió hasta que el observador avistó visualmente un Do 17. El piloto se acercó a 400 pies (120 m) antes de abrir fuego, continuando el acercamiento hasta que estuvieron tan cerca que el aceite que salía del objetivo cubrió su parabrisas. Al separarse, el Blenheim volcó y, sin visibilidad, el piloto no se recuperó hasta alcanzar los 700 pies (210 m) . El objetivo se estrelló frente a Bognor Regis , en la costa sur de Inglaterra. Este fue el primer uso exitoso confirmado de radar aerotransportado conocido en la historia. ^{[ 100 ] [ n ]}    

A pesar de este éxito, era evidente que el Blenheim simplemente no iba a funcionar como caza. En varias ocasiones, las estaciones CH dirigieron a los cazas hacia una captura de radar exitosa, solo para que el objetivo se alejara lentamente del caza. En un caso, el Blenheim pudo ver el objetivo, pero al detectarlo, la aeronave aumentó la potencia y desapareció. Del 1 al 15 de octubre de 1940, los cazas equipados con el Mk. III de la RAF Kenley realizaron 92 vuelos, 28 interceptaciones de radar y no lograron ningún derribo. ^{[ 102 ]}

La llegada del Mk. IV en julio de 1940 mejoró la situación, pero fue la entrega del Bristol Beaufighter a partir de agosto la que produjo un sistema verdaderamente eficaz. El Beaufighter tenía motores considerablemente más potentes, una velocidad que le permitía alcanzar sus objetivos y un potente armamento de cuatro  cañones de 20 mm que podía destruir fácilmente un bombardero en una sola pasada. Su uso en escuadrones comenzó en octubre, y su primera victoria llegó poco después, el 19/20 de noviembre, cuando un Beaufighter IF del Escuadrón n.º 604 destruyó un Ju 88A-5 cerca de Chichester , muy cerca del primer éxito del Mk. III. ^{[ 103 ] [ o ]}

Durante agosto y septiembre de 1940, la Luftwaffe se enfrentó al sistema de Dowding en la Batalla de Inglaterra y, a pesar de sus grandes esfuerzos, no logró derrotar al Mando de Caza. La carta de Tizard de 1936 resultó profética; tras su derrota diurna, la Luftwaffe optó por una campaña nocturna. El Blitz comenzó en serio en septiembre. ^{[ 105 ]} Dowding había sido objeto de críticas casi constantes desde todos los frentes mucho antes de este momento; seguía en el poder después de la edad normal de jubilación para los oficiales, tenía una personalidad difícil que le valió el apodo de "Stuffy" y mantenía un control férreo sobre el Mando de Caza. También fue criticado por su inacción para poner fin a la lucha entre Keith Park y Trafford Leigh-Mallory , comandantes de los Grupos 11 y 12 en torno a Londres. Sin embargo, contaba con el favor de Winston Churchill y el éxito demostrado de la Batalla de Inglaterra, lo que hizo que la mayoría de las quejas fueran irrelevantes. ^{[ 106 ]}

El Blitz lo cambió todo. En septiembre de 1940, la Luftwaffe realizó 6135 salidas nocturnas, con tan solo cuatro bajas en combate. El sistema Dowding era incapaz de gestionar las interceptaciones nocturnas de forma práctica, y Dowding seguía afirmando que la única solución era poner en funcionamiento la IA. En busca de alternativas, el Jefe del Estado Mayor del Aire , Cyril Newall , convocó un comité de revisión bajo la dirección de John Salmond . Salmond formó un panel de expertos de gran prestigio, entre los que se encontraban Sholto Douglas , Arthur Tedder, Philip Joubert de la Ferté y Wilfrid Freeman . ^{[ 107 ]}

En su primera serie de reuniones, celebrada el 14 de septiembre, el Comité de Defensa Nocturna comenzó a recopilar una serie de sugerencias para mejoras, que se debatieron en profundidad el 1 de octubre. Estas se transmitieron a Dowding para su implementación, pero este descubrió que muchas de ellas ya estaban desactualizadas. Por ejemplo, sugirieron la construcción de nuevos radares que pudieran utilizarse sobre tierra, permitiendo así que el combate continuara durante toda la incursión. Ya se había adjudicado un contrato para este tipo de radar en junio o julio. Sugirieron que la sala de filtrado de la base aérea de RAF Bentley Priory se transfiriera al cuartel general del Grupo para mejorar el flujo de información, pero Dowding ya había ido un paso más allá y había transferido la interceptación nocturna al nivel de sector en los aeródromos. Dowding solo aceptó cuatro de las sugerencias. ^{[ 108 ]}

A esto le siguió otro informe a petición de Churchill, esta vez del almirante Tom Phillips . Phillips presentó su informe el 16 de octubre, solicitando patrullas permanentes de cazas Hawker Hurricane guiados por reflectores , los llamados cazas ojo de gato . Dowding respondió que la velocidad y la altitud de los aviones modernos hacían que tales esfuerzos fueran prácticamente inútiles, afirmando que Phillips proponía «simplemente volver a un método al estilo Micawber de ordenarles volar sin rumbo y esperar a que apareciera algo». Reiteró que la IA era la única solución al problema. Phillips no había ignorado la IA, pero señaló que «al comienzo de la guerra, se decía que la IA estaba uno o dos meses por delante. Después de más de un año, todavía oímos que en un mes o dos podría realmente lograr resultados». ^{[ 108 ]}

La insistencia de Dowding en esperar la IA condujo directamente a su destitución el 24 de noviembre de 1940. Muchos historiadores y escritores, incluido Bowen, han sugerido que su destitución fue imprudente y que su identificación del radar de IA como la única solución práctica fue, en última instancia, correcta. ^{[ 108 ]} Si bien esto puede ser cierto, la fuerza de ojo de gato sí produjo varias victorias durante el Blitz, aunque su efectividad fue limitada y rápidamente eclipsada por la fuerza de cazas nocturnos. En mayo de 1941, los cazas ojo de gato reclamaron 106 victorias frente a las 79 de los cazas nocturnos, pero realizaron el doble de salidas para lograrlo. ^{[ 109 ]} Casualmente, un sistema similar a los cazas ojo de gato , Wilde Sau , sería desarrollado de forma independiente por la Luftwaffe más adelante en la guerra.

El alcance máximo de la IA permanecía fijo a la altitud de la aeronave, lo que permitía a los aviones de la Luftwaffe evitar la interceptación volando a altitudes más bajas. Con una  precisión de cinco millas (8 km) en dirección al suelo, esto significaba que cualquier objetivo por debajo de los 25 000 pies (7,6 km) estaría sujeto a este problema, que representaba la gran mayoría de las salidas de la Luftwaffe . La falta de cobertura de radar terrestre sobre tierra era otra limitación importante. ^{[ 110 ]} 

El 24 de noviembre de 1939, Hanbury Brown escribió un memorándum sobre sugerencias para el control de cazas por parte del RDF, solicitando un nuevo tipo de radar que mostrara directamente tanto la aeronave objetivo como el caza interceptor, permitiendo a los controladores terrestres controlar directamente el caza sin necesidad de interpretación. ^{[ 111 ]} La solución consistía en montar un radar en una plataforma motorizada que girara continuamente, barriendo todo el cielo. Un motor en la pantalla CRT haría girar las placas deflectoras del haz de forma sincronizada, de modo que los puntos detectados cuando la antena estaba en un ángulo determinado se mostrarían en el mismo ángulo en la pantalla. Mediante un fósforo que duraba al menos una rotación, los puntos de todos los objetivos dentro del alcance se dibujarían en la pantalla con sus ángulos relativos correctos, produciendo una imagen similar a un mapa conocida como PPI . Al aparecer ahora tanto los bombarderos como los cazas en la misma pantalla, el operador del radar podía dirigir una interceptación directamente, eliminando todos los retrasos. ^{[ 110 ]}

El problema radicaba en encontrar un radar suficientemente pequeño; las enormes torres del radar CH obviamente no podían girarse de esta manera. Para entonces, el Ejército había avanzado considerablemente en la adaptación de la electrónica AI para construir un nuevo radar para la detección de barcos en el Canal de la Mancha, el CD, con una antena lo suficientemente pequeña como para poder girarla. En 1938, los pilotos de la RAF observaron que podían evitar ser detectados por el CH mientras volaban a baja altitud, por lo que en agosto de 1939, Watt encargó 24 conjuntos de CD bajo el nombre de Chain Home Low (CHL), utilizándolos para cubrir las deficiencias en la cobertura del CH. ^{[ 112 ]} Estos sistemas se giraban inicialmente mediante el pedaleo de un cuadro de bicicleta que accionaba un engranaje. Un chiste de la época era que "siempre se podía identificar a una de las operadoras del WAAFRDF por sus abultados músculos de las pantorrillas y su figura inusualmente delgada". Los controles motorizados para el CHL se introdujeron en abril de 1941. ^{[ 113 ]}

A finales de 1939 se comprendió que la rotación del haz en la pantalla del radar podía lograrse mediante electrónica. En diciembre de 1939, GWA Dummer comenzó el desarrollo de dicho sistema, ^{[ 111 ]} y en junio de 1940 se motorizó un radar CHL modificado para que girara continuamente en dirección, y se conectó a una de estas nuevas pantallas. El resultado fue una vista de 360 ​​grados del espacio aéreo alrededor del radar. Seis copias del prototipo de radares de interceptación de control terrestre (GCI) se construyeron a mano en AMES (Estación Experimental del Ministerio del Aire) y RAE durante noviembre y diciembre de 1940, y el primero entró en funcionamiento en RAF Sopley el día de Año Nuevo de 1941, seguido por el resto a finales de mes. Antes de su introducción en diciembre de 1940, la tasa de interceptación era del 0,5%; en mayo de 1941, con varias estaciones GCI operativas y una mayor familiaridad, era del 7%, ^{[ 102 ]} con una tasa de derribo de alrededor del 2,5%. ^{[ 114 ]}

Fue únicamente la combinación del AI Mk. IV, el Beaufighter y los radares GCI lo que produjo un sistema verdaderamente eficaz, y las tripulaciones de todos los involucrados tardaron algún tiempo en adquirir la destreza necesaria. A medida que lo hacían, las tasas de interceptación comenzaron a aumentar geométricamente.

• En enero de 1941, tres aviones fueron derribados.
• En febrero, esta cifra mejoró a cuatro, incluyendo la primera muerte causada por un Beaufighter.
• En marzo, veintidós aviones fueron derribados.
• En abril, esta cifra mejoró a cuarenta y ocho.
• En mayo, esta cifra mejoró a noventa y seis.

El porcentaje de estos atribuidos a la fuerza equipada con IA continuó aumentando; treinta y siete de las bajas en mayo fueron causadas por Beaus o Havocs equipados con IA, y para junio estos representaban casi todas las bajas. ^{[ 114 ] [ p ]}

Para entonces, la Luftwaffe había sometido al Reino Unido a una importante campaña aérea y causado una enorme cantidad de destrucción y desplazamiento de civiles. Sin embargo, no logró que el Reino Unido entablara conversaciones de paz, ni tuvo ningún efecto evidente en la producción económica. A finales de mayo, los alemanes cesaron el Blitz, y a partir de entonces el Reino Unido estaría sujeto a tasas de bombardeo drásticamente menores. Cuánto de esto se debió a los efectos de la fuerza de cazas nocturnos ha sido objeto de considerable debate entre los historiadores. Los alemanes estaban dirigiendo su atención hacia el este, y la mayor parte de la Luftwaffe fue enviada para apoyar estos esfuerzos. ^{[ 105 ]} Incluso en mayo, las pérdidas representan solo el 2,4% de la fuerza atacante, una cifra minúscula que la Luftwaffe pudo reemplazar fácilmente . ^{[ 115 ] [ q ]}

Arthur Harris fue nombrado Comandante en Jefe del Mando de Bombarderos de la RAF el 22 de febrero de 1942 e inmediatamente se dispuso a implementar su plan para destruir Alemania mediante la destrucción de sus viviendas . Como parte de su estrategia de ataques de área, la noche del 28 de marzo una fuerza arrojó explosivos e incendiarios sobre Lübeck , causando daños masivos. Adolf Hitler y otros líderes nazis se enfurecieron y ordenaron represalias. ^{[ 117 ]}

La noche del 23 de abril de 1942, se realizó un pequeño ataque aéreo contra Exeter , seguido al día siguiente por un anuncio de Gustaf Braun von Stumm de que destruirían todos los lugares que figuraban en las guías turísticas Baedeker que habían recibido tres estrellas. Durante la semana siguiente se sucedieron ataques de tamaño cada vez mayor, en lo que se conoció en el Reino Unido como el Baedeker Blitz . Esta primera serie de ataques terminó a principios de mayo. Cuando Colonia sufrió graves daños durante el primer ataque con 1000 bombarderos, la Luftwaffe regresó para otra semana de ataques aéreos entre el 31 de mayo y el 6 de junio. ^{[ 117 ]}

Los primeros ataques fueron una sorpresa y recibieron respuestas ineficaces. En el primer ataque, un Beaufighter del Escuadrón 604 derribó un solo bombardero, mientras que los tres siguientes no produjeron bajas, y el siguiente solo una. Pero a medida que el patrón de los ataques se hizo más evidente —ataques cortos contra ciudades costeras más pequeñas— la defensa respondió. Cuatro bombarderos fueron derribados la noche del 3 al 4 de mayo, dos más el 7 y el 8, uno el 18 y dos el 23. La Luftwaffe también cambió sus tácticas; sus bombarderos se aproximaban a baja altitud, ascendían para localizar el objetivo y luego volvían a descender tras lanzar las bombas. Esto significaba que las interceptaciones con el Mk. IV solo eran posibles durante la trayectoria de las bombas. ^{[ 118 ]}

Al final, los bombardeos de Baedeker no lograron reducir los bombardeos de la RAF sobre Alemania. Las pérdidas civiles fueron considerables, con 1637 muertos, 1760 heridos y 50 000 hogares destruidos o dañados. ^{[ 119 ]} En comparación con el Blitz, esto fue relativamente menor; 30 000 civiles murieron y 50 000 resultaron heridos al final de esa campaña. ^{[ 120 ]} Las pérdidas de la Luftwaffe fueron 40 bombarderos y 150 tripulantes. ^{[ 121 ]} Aunque los cazas nocturnos no tuvieron mucho éxito, con quizás 22 aviones derribados desde finales de abril hasta finales de junio, ^{[ 101 ]} sus deficiencias estaban en vías de ser corregidas.

El Grupo Aerotransportado había estado experimentando con sistemas de microondas ya en 1938, tras descubrir que una disposición adecuada de los tubos de bellota podía funcionar a longitudes de onda tan cortas como 30  cm. Sin embargo, estos tenían una potencia de salida muy baja y operaban dentro de la región de sensibilidad reducida en el lado del receptor, por lo que los alcances de detección eran muy cortos. El grupo abandonó el desarrollo por el momento. ^{[ 122 ]}

El desarrollo continuó en gran medida a instancias del Almirantazgo , que lo vio como una solución para detectar las torres de mando de los submarinos U-boat parcialmente sumergidos. Después de una visita de Tizard al Centro de Investigación Hirst de GEC en Wembley en noviembre de 1939, y una visita de seguimiento de Watt, la compañía emprendió el desarrollo y desarrolló un  equipo funcional de 25 cm utilizando VT90 modificados para el verano de 1940. ^{[ 123 ]} Con este éxito, Lovell y un nuevo miembro del Grupo Aerotransportado, Alan Hodgkin, comenzaron a experimentar con antenas de tipo bocina que ofrecerían una precisión angular significativamente mayor. En lugar de transmitir la señal de radar a través de todo el hemisferio delantero de la aeronave y escuchar los ecos de todos los puntos de ese volumen, este sistema permitiría que el radar se utilizara como una linterna , apuntando en la dirección de observación. ^{[ 88 ]} Esto aumentaría enormemente la cantidad de energía que incide sobre un objetivo y mejoraría la capacidad de detección.

El 21 de febrero de 1940, John Randall y Harry Boot pusieron en marcha por primera vez su magnetrón de cavidad a 10  cm (3  GHz). En abril, GEC fue informada de su trabajo y se les preguntó si podían mejorar el diseño. Introdujeron nuevos métodos de sellado y un cátodo mejorado, entregando dos ejemplares capaces de generar 10  kW de potencia a 10  cm, un orden de magnitud superior a cualquier dispositivo de microondas existente. ^{[ 123 ]} A esta longitud de onda, una antena de medio dipolo medía solo unos pocos centímetros de largo, lo que permitió al equipo de Lovell comenzar a estudiar reflectores parabólicos , que producían un haz de tan solo 5 grados de ancho. Esto tenía la enorme ventaja de evitar las reflexiones del suelo simplemente al no apuntar la antena hacia abajo, lo que permitía al caza ver cualquier objetivo a su altitud o por encima de ella. ^{[ 124 ]}

Durante este período, Rowe finalmente concluyó que Dundee no era adecuado para ninguno de los investigadores y decidió trasladarse de nuevo. Esta vez eligió Worth Matravers, en la costa sur, donde todos los equipos de radar podrían volver a trabajar juntos. Debido a una confusión en los horarios y a una mejor planificación por parte del equipo de IA, llegaron a Worth Matravers desde St Athan antes de que el largo convoy procedente de Dundee pudiera dirigirse al sur. Esto provocó un atasco que molestó aún más a Rowe. No obstante, todo quedó listo a finales de mayo de 1940, con el equipo de IA trabajando principalmente desde barracones al sur de Worth Matravers y realizando instalaciones en un aeródromo cercano. Con este traslado, todo el grupo se convirtió en el Centro de Investigación de Producción Aeronáutica del Ministerio (MAPRE), para luego ser renombrado nuevamente como Centro de Investigación de Telecomunicaciones (TRE) en noviembre de 1940. ^{[ 88 ]}

Poco después del traslado, Rowe formó un nuevo grupo bajo la dirección de Herbert Skinner para desarrollar el magnetrón en un sistema de IA, ^{[ 88 ]} conocido entonces como IA, Sentimetric (AIS). ^{[ 125 ]} Lovell adaptó sus antenas parabólicas al magnetrón con relativa facilidad, y el equipo de AIS detectó inmediatamente un avión que pasaba cuando encendieron el aparato por primera vez el 12 de agosto de 1940. Al día siguiente se les pidió que hicieran una demostración del aparato a los directivos, pero no pasaba ningún avión. En su lugar, hicieron que uno de los trabajadores recorriera en bicicleta un acantilado cercano llevando una pequeña placa de aluminio. Esto demostró claramente su capacidad para detectar objetos muy cerca del suelo. A medida que AIS se desarrollaba rápidamente en el AI Mk. VII, el desarrollo de los sucesores del Mk. IV, el Mk. V y el Mk. VI (véase más abajo), recibió un apoyo fluctuante. ^{[ 88 ]}

Se requirió un desarrollo adicional considerable del AIS, llegando la primera versión de producción en febrero de 1942, y posteriormente requiriendo un período prolongado de desarrollo e instalación y pruebas. El primer derribo por un conjunto Mk. VII ocurrió la noche del 5 al 6 de junio de 1942. ^{[ 126 ]}

A medida que los sistemas de microondas entraron en servicio, junto con versiones actualizadas de las aeronaves que los portaban, surgió el problema de qué hacer con aquellas aeronaves que portaban el Mk. IV que, por lo demás, estaban operativas. Una posibilidad, sugerida ya en 1942, era localizar los propios conjuntos de radar de la Luftwaffe . Las frecuencias operativas básicas del equivalente de la Luftwaffe al Mk. IV, el radar FuG 202 Lichtenstein BC , se habían descubierto en diciembre de 1942. El 3 de abril de 1943, el Comité de Intercepción Aérea ordenó al TRE que comenzara a considerar el concepto de localización bajo el nombre en clave Serrate . ^{[ 127 ] [ r ]} Por suerte, esto resultó ser el momento perfecto. A última hora de la tarde del 9 de mayo de 1943, una tripulación del IV/NJG.3 desertó al Reino Unido volando su caza nocturno Ju 88R-1 totalmente equipado, D5+EV , a la RAF Dyce en Escocia, lo que le dio al TRE su primer vistazo directo al Lichtenstein. ^{[ 127 ] [ 129 ]}

La antena del Mk. IV original estaba limitada por factores prácticos a ser algo más corta que los 75  cm que serían ideales para sus  señales de 1,5 m. Lichtenstein operaba a 75  cm, lo que hacía que las antenas del Mk. IV fueran casi perfectamente adecuadas para captarlas. Al enviar las señales a través del conmutador motorizado existente a un nuevo receptor sintonizado a la frecuencia de Lichtenstein, se obtenía una imagen muy similar a la generada por las propias transmisiones del Mk. IV. Sin embargo, la señal ya no tenía que viajar desde el caza de la RAF y de vuelta; en cambio, solo tenía que viajar desde el avión alemán hasta el caza. Según la ecuación del radar, esto hace que el sistema sea ocho veces más sensible, y el sistema demostró su capacidad para rastrear cazas enemigos a distancias de hasta 80 km (50 millas ) . ^{[ 130 ]} 

La localización mediante las emisiones enemigas implicaba que no existía una forma precisa de calcular la distancia al objetivo; las mediciones de alcance por radar se basan en la medición del tiempo entre la emisión y la recepción, y no había manera de saber cuándo se había emitido originalmente la señal enemiga. Esto significaba que el dispositivo de localización solo podía utilizarse para el seguimiento inicial, y la aproximación final debía realizarse mediante radar. ^{[ 131 ]} El mayor alcance del Mk. VIII no era necesario en esta función, ya que Serrate acercaría al caza a un rango de seguimiento sencillo, y la pérdida de un Mk. IV no revelaría el secreto del magnetrón a los alemanes. Por esta razón, el Mk. IV se consideraba superior a los radares más modernos para esta función, a pesar de las ventajas técnicas de los diseños más recientes. ^{[ 132 ]}

El sistema Serrate se instaló por primera vez en los aviones Beaufighter Mk. VIF del Escuadrón n.º 141 de la RAF en junio de 1943. Comenzaron a operar con Serrate la noche del 14 de junio y, para el 7 de septiembre, habían derribado 14 cazas alemanes, sufriendo 3 pérdidas. ^{[ 133 ] [ s ]} Posteriormente, el escuadrón fue transferido al Grupo n.º 100 de la RAF , que se encargaba de operaciones especiales dentro del Mando de Bombarderos, incluyendo interferencias y esfuerzos similares. A pesar de sus éxitos, era evidente que el Beaufighter carecía de la velocidad necesaria para alcanzar a los aviones alemanes, y los Mosquito comenzaron a reemplazarlos a finales de 1943. ^{[ 134 ]}

Los alemanes se percataron de sus pérdidas ante los cazas nocturnos y comenzaron un programa acelerado para introducir un nuevo radar que operara en frecuencias diferentes. Esto dio lugar al FuG 220 Lichtenstein SN-2 de banda VHF baja , que comenzó a llegar a las unidades operativas en pequeñas cantidades entre agosto y octubre de 1943, con aproximadamente cincuenta en uso para noviembre. ^{[ 135 ]} En febrero de 1944, el Escuadrón 80 notó una marcada disminución en las transmisiones del FuG 202. Para entonces, los alemanes habían producido 200 equipos SN-2, y esta cifra había alcanzado los 1000 en mayo. ^{[ 136 ]} Este equipo seleccionó deliberadamente una frecuencia cercana a la de sus radares terrestres Freya , con la esperanza de que estas fuentes saturaran cualquier receptor de banda ancha utilizado en los aviones de la RAF. Las primeras unidades Serrate resultaron inútiles en junio de 1944, y sus reemplazos nunca tuvieron tanto éxito. ^{[ 136 ]}

La experiencia demostró que la aproximación final al objetivo requería una acción rápida, demasiado rápida para que el operador del radar pudiera comunicar fácilmente las correcciones al piloto. ^{[ 137 ]} En 1940, Hanbury Brown escribió un artículo titulado " Sobre la obtención de imágenes visuales a partir de contactos de IA" que demostró matemáticamente que los retrasos inherentes al sistema de interceptación estaban afectando seriamente la aproximación. A corto plazo, sugirió que los cazas realizaran su aproximación hasta quedar completamente a popa cuando aún estuvieran a 760 m (2500 pies) de distancia, y luego volaran directamente hacia el objetivo. A largo plazo, sugirió añadir un indicador para el piloto que mostrara directamente la dirección necesaria para la interceptación. ^{[ 138 ]} 

Esto llevó al trabajo de Hanbury Brown en el Mark IVA, que se diferenciaba del Mk. IV principalmente por tener una unidad de visualización adicional frente al piloto. ^{[ 50 ]} El operador del radar tenía un control adicional, el estroboscopio , que podía ajustarse para detectar retornos a un rango particular. Solo esos retornos se enviaban a la pantalla del piloto, lo que resultaba en mucha menos interferencia. ^{[ 139 ]} A diferencia de la pantalla del operador, la del piloto mostraba la ubicación del objetivo como un solo punto a modo de endoscopio; si el punto estaba por encima y a la derecha del centro de la pantalla, el piloto tenía que girar a la derecha y ascender para interceptarlo. El resultado era lo que se conocía como un indicador de punto de vuelo , ^{[ t ]} un único objetivo seleccionado que mostraba una indicación directa de la posición relativa del objetivo. ^{[ 140 ]}

Las pruebas se llevaron a cabo a partir de octubre de 1940 y rápidamente demostraron una serie de problemas menores. Uno de ellos era que la retícula del tubo que indicaba el centro bloqueaba el punto, dificultando la visión justo cuando el avión comenzaba a alinearse correctamente. Una preocupación más seria era la falta de información de alcance, que los pilotos de la FIU consideraban crítica. Hanbury Brown se puso a trabajar en estos problemas y presentó una versión actualizada en diciembre. Una retícula en forma de U en el centro de la pantalla proporcionaba una ubicación central que dejaba el punto visible. Además, el circuito incluía una segunda base de tiempo que producía una señal más larga a medida que el caza se acercaba a su objetivo, que era rastreado por el operador moviendo el estroboscopio. La salida estaba sincronizada para que la línea quedara centrada horizontalmente en el punto. Esto presentaba el alcance de una manera fácilmente comprensible; la línea parecía las alas de un avión, que naturalmente se hacen más grandes a medida que el caza se acerca. ^{[ 52 ]}

El poste de centrado en forma de U tenía el tamaño adecuado para que las puntas de la U tuvieran el mismo ancho que la línea de indicación de alcance cuando el objetivo se encontraba a 2500 pies (0,76 km) , lo que indicaba que el piloto debía reducir la potencia y comenzar su aproximación final. Dos líneas verticales a los lados de la pantalla, los postes de la portería , indicaban que el objetivo estaba a 1000 pies (300 m) de distancia y que era el momento de mirar hacia arriba para verlo. Dos líneas más pequeñas indicaban un alcance de 500 pies (150 m) , punto en el que el piloto debería haber visto el objetivo o haber tenido que desviarse para evitar una colisión. ^{[ 52 ]}   

En una reunión celebrada el 30 de diciembre de 1940, se decidió iniciar la producción limitada de los nuevos indicadores como unidad complementaria para los sistemas Mk. IV existentes, creando así el AI Mk. IVA. Los primeros ejemplares llegaron en enero de 1941, seguidos a principios de febrero por más unidades de ADEE y Dynatron . La participación de Hanbury Brown en AI terminó abruptamente durante las pruebas de la nueva unidad. Durante un vuelo en febrero de 1941 a 20 000 pies (6,1 km) , su suministro de oxígeno falló y despertó repentinamente en una ambulancia en tierra. ^{[ 141 ] [ 142 ]} Ya no se le permitió volar en pruebas y pasó a trabajar en sistemas de balizas de radar . ^{[ 141 ]} 

Las pruebas posteriores revelaron varios problemas menores, por lo que se decidió introducir una unidad rediseñada con mejoras significativas en el embalaje, el aislamiento y otros cambios prácticos. Esta se convertiría en la AI Mk. V, que comenzó a llegar desde Pye a finales de febrero e inmediatamente presentó numerosos problemas. Para entonces, las unidades de microondas ya estaban en fase de diseño, y la Mk. V estuvo a punto de cancelarse. Se permitió que un contrato para más de 1000 unidades continuara en caso de retrasos en las nuevas unidades. En mayo, los problemas con el diseño de Pye se habían solucionado, y las pruebas de la FIU revelaron que era superior a la Mk. IV, especialmente en términos de mantenimiento. Un informe de la RAE lo confirmó. ^{[ 143 ]}

Los primeros conjuntos Mk. V actualizados llegaron en abril de 1942 y se instalaron en el de Havilland Mosquito a medida que estuvieron disponibles. Un Mosquito equipado con el Mk. V logró su primera victoria el 24/25 de junio, cuando un Mosquito NF.II del Escuadrón N.° 151 derribó un Dornier Do 217 E-4 sobre el Mar del Norte . ^{[ 144 ]} En la práctica, se descubrió que los pilotos tenían considerable dificultad para levantar la vista de la pantalla en el último momento, y el sistema se utilizó solo de forma experimental. ^{[ 145 ]} Para entonces, las unidades de microondas habían comenzado a llegar en pequeñas cantidades, por lo que la producción del Mk. V se retrasó repetidamente a la espera de su llegada y, finalmente, se canceló. ^{[ 144 ]}

A partir del verano de 1942, el equipo de desarrollo de TRE comenzó a experimentar con sistemas para proyectar la pantalla en el parabrisas, y para octubre había combinado esto con una imagen de la mira giroscópica GGS Mk. II existente para producir una verdadera pantalla de visualización frontal conocida como Indicador Automático del Piloto (API). Se instaló un único ejemplar en un Beaufighter y se probó durante todo octubre, y se ensayaron numerosas modificaciones y ejemplos posteriores durante el año siguiente. ^{[ 146 ]}

A medida que el radar AI comenzó a demostrar su valía a principios de 1940, la RAF se percató de que el suministro de radares pronto superaría la cantidad de aeronaves adecuadas disponibles. Con un gran número de aviones monomotor monoplaza ya en las unidades de cazas nocturnos, se buscaba una forma de equiparlos con radar. El Ministerio del Aire formó el Comité de Diseño del AI Mk. VI para estudiar esta cuestión en el verano de 1940. El diseño resultante del AI Mk. VI era esencialmente un Mk. IVA con un sistema adicional que ajustaba automáticamente el alcance del estroboscopio. Sin ningún objetivo visible, el sistema movía el estroboscopio desde su ajuste mínimo hasta un alcance máximo de aproximadamente 6 millas (9,7 km) y luego volvía a empezar desde el mínimo. Este proceso duraba unos cuatro segundos. ^{[ 147 ]} Si se veía un objetivo, el estroboscopio se fijaba en él, lo que permitía al piloto aproximarse al objetivo utilizando su telescopio C. [ ^{148 ] El} piloto volaba bajo control terrestre hasta que el objetivo aparecía repentinamente en su indicador de piloto, y entonces lo interceptaba. ^{[ 149 ]} 

En octubre se produjo un prototipo de la unidad estroboscópica automática, junto con una nueva unidad de radar tipo Mk. IVA con una luz estroboscópica manual para pruebas. Posteriormente, se solicitó a EMI que proporcionara otro prototipo de la unidad estroboscópica para pruebas aéreas, el cual se entregó el 12 de octubre. ^{[ 150 ]} Se detectaron y solucionaron varios problemas. Entre ellos, se observó que la luz estroboscópica a menudo se fijaba al reflejo del suelo y, cuando no lo hacía, no se fijaba hasta que recibía una señal fuerte a distancias cortas, o podía fijarse en el objetivo equivocado. Finalmente, se añadió un botón de solución para desacoplar la luz estroboscópica en estos casos. ^{[ 147 ]}

A medida que el Mk. IVA se modificaba para convertirse en su versión mejorada, el Mk. V, el Mk. VI siguió el mismo camino. Pero a principios de 1941 se decidió que el Mk. VI tuviera un diseño completamente nuevo, para que se adaptara más fácilmente a aeronaves pequeñas. EMI ya había recibido un contrato para una docena de prototipos en octubre de 1940 para su entrega en febrero, pero estos cambios continuos lo hicieron imposible. ^{[ 149 ]} No obstante, presentaron un contrato de producción para 1500 unidades en diciembre. ^{[ 151 ]} Entre diciembre y marzo, comenzaron a llegar los ejemplares de producción, que presentaban una enorme cantidad de problemas, los cuales los ingenieros fueron solucionando uno por uno. En julio, los sistemas estaban listos para su uso y comenzaron a instalarse en el nuevo Defiant Mk. II a principios de agosto, pero estos demostraron un problema por el cual el sistema se bloqueaba con las transmisiones de otras aeronaves AI en el área, lo que dio lugar a nuevas modificaciones. No fue hasta principios de diciembre de 1941 que estos problemas se resolvieron por completo y las unidades fueron autorizadas para su uso en escuadrones. ^{[ 152 ]}

Para entonces, los suministros del Beaufighter y del nuevo Mosquito habían mejorado drásticamente, y se tomó la decisión de retirar todos los diseños monomotor de la fuerza de cazas nocturnos durante 1942. ^{[ 152 ]} Dos unidades Defiant cambiaron al Mk. VI, pero operaron solo durante unos cuatro meses antes de convertirse al Mosquito. La producción para el rol de IA terminó, ^{[ 153 ]} y la electrónica se convirtió a radares de alerta de cola Monica para la fuerza de bombarderos, ^{[ 152 ]} hasta que a mediados de 1944 se reveló a los británicos el conocimiento del detector de radar Flensburg de los alemanes , que detectaba las transmisiones de Monica.

El Mk. VI tuvo una breve trayectoria en el extranjero. Una de las primeras unidades se instaló experimentalmente en un Hurricane Mk. IIc, lo que llevó a la producción de un único vuelo de estos diseños a partir de julio de 1942. Estas conversiones recibieron una prioridad tan baja que no se completaron hasta la primavera de 1943. Algunos de estos aviones fueron enviados a Calcuta, donde derribaron varios bombarderos japoneses. ^{[ 152 ]} Se realizó una instalación experimental en el Hawker Typhoon iA R7881 , con el sistema integrado en un tanque de combustible auxiliar estándar bajo el ala . Este estuvo disponible en marzo de 1943 y se sometió a largas pruebas que se extendieron hasta 1944, pero este trabajo no tuvo éxito. ^{[ 154 ]}

Como el sistema Mk. IV funcionaba en una sola frecuencia, se prestaba naturalmente al diseño de antena Yagi , que había llegado al Reino Unido cuando las patentes japonesas se vendieron a la compañía Marconi . "Yagi" Walters desarrolló un sistema para uso de IA utilizando cinco antenas Yagi. ^{[ 29 ]}

Las transmisiones se realizaban desde una única antena en forma de punta de flecha montada en la nariz de la aeronave. Esta consistía en un dipolo plegado con un director pasivo delante, ambos inclinados hacia atrás unos 35 grados, que sobresalían del cono de la nariz mediante una varilla de montaje. ^{[ 156 ]} Para la recepción vertical, las antenas receptoras consistían en dos unipolos de media onda montados encima y debajo del ala, con un reflector detrás de ellos. El ala actuaba como barrera de señal, permitiendo que las antenas solo captaran la porción del cielo por encima o por debajo del ala, así como la que se encontraba directamente delante. Estas antenas estaban inclinadas hacia atrás con el mismo ángulo que el transmisor. Los receptores y directores horizontales estaban montados en varillas que sobresalían del borde de ataque del ala, con las antenas alineadas verticalmente. El fuselaje y las góndolas de los motores formaban las barreras para estas antenas. ^{[ 157 ]}

Las cuatro antenas receptoras estaban conectadas mediante cables separados a un interruptor motorizado que seleccionaba cada una de las entradas por turno, enviándola al amplificador. La salida se conmutaba luego, utilizando el mismo sistema, a una de las cuatro entradas de los CRT. ^{[ 158 ]} La configuración completa de la antena dipolo del radar para el AI Mk.IV era simple en comparación con el conjunto transceptor Matratze (colchón) de 32 dipolos instalado en las narices de los primeros cazas nocturnos alemanes que utilizaban el radar AI, para su propio diseño de radar aerotransportado Lichtenstein B/C de banda UHF de 1942 a 1943.

El sistema de visualización Mk. IV constaba de dos tubos de rayos catódicos (TRC) de 7,6 cm (3 pulgadas) de diámetro conectados a un generador de base de tiempo común , normalmente configurado para cruzar la pantalla en el tiempo que tardaría en recibirse una señal desde 6,1 km (20 000 pies) . Las pantallas estaban instaladas una al lado de la otra en la estación del operador de radar en la parte trasera del Beaufighter. El tubo de la izquierda mostraba la situación vertical (altitud) y el de la derecha, la situación horizontal (acimut). ^{[ 159 ]}  

Cada antena receptora se enviaba a uno de los canales de las pantallas, lo que provocaba la actualización de una de ellas. Por ejemplo, en un instante dado, el interruptor podía configurarse para enviar la señal al lado izquierdo de la pantalla de azimut. El generador de base de tiempo se activaba para comenzar a desplazar el punto del tubo de rayos catódicos hacia arriba en la pantalla una vez finalizada la transmisión. Los reflejos hacían que el punto se desviara hacia la izquierda, creando un pulso cuya posición vertical podía medirse con una escala para determinar el alcance. A continuación, el interruptor se movía a la siguiente posición y hacía que se volviera a dibujar el lado derecho de la pantalla, pero la señal se invertía, por lo que el punto se movía hacia la derecha. La conmutación se producía con la suficiente rapidez como para que la pantalla pareciera continua. ^{[ 160 ]}

Debido a que cada antena estaba diseñada para ser sensible principalmente en una sola dirección, la duración de los pulsos dependía de la posición del objetivo con respecto al caza. Por ejemplo, un objetivo situado a 35 grados por encima del caza maximizaría la señal en el receptor vertical superior, lo que provocaría la aparición de un pulso largo en la traza superior y ninguno en la inferior. Aunque menos sensibles directamente hacia adelante, ambas antenas verticales podían ver directamente delante del caza, por lo que un objetivo situado justo delante producía dos pulsos ligeramente más cortos, uno a cada lado de la línea central. ^{[ 160 ]}

Para la interceptación, el operador del radar debía comparar la longitud de los puntos en las pantallas. Si el punto era ligeramente más largo a la derecha que a la izquierda en la pantalla de acimut, por ejemplo, le indicaba al piloto que girara a la derecha para intentar centrar el objetivo. ^{[ 161 ]} Las interceptaciones normalmente resultaban en una serie de correcciones izquierda/derecha y arriba/abajo mientras se leía el alcance (con suerte) decreciente. ^{[ 160 ]}

El flanco descendente del pulso del transmisor no era perfectamente nítido y provocaba que las señales del receptor oscilaran durante un breve instante, incluso si se activaban después de que el pulso aparentemente hubiera finalizado. Esta señal residual causaba un gran pico permanente conocido como interrupción del transmisor , que aparecía en el extremo de corto alcance de los tubos (izquierda e inferior). Un control denominado polarización del oscilador permitía ajustar la sincronización exacta de la activación del receptor con respecto al pulso del transmisor, normalmente de modo que los restos del pulso fueran apenas visibles. ^{[ 162 ]}

Debido al amplio patrón de la antena de transmisión, parte de la señal siempre llegaba al suelo, reflejándose otra parte hacia la aeronave para producir una señal de retorno terrestre. ^{[ 163 ]} Esta señal era tan potente que se recibía en todas las antenas, incluso en el receptor vertical superior, que de otro modo estaría oculto a las señales que se encontraban debajo. Como la distancia más corta, y por lo tanto la señal más fuerte, se recibía de las reflexiones directamente debajo de la aeronave, esto provocaba que apareciera un fuerte pulso en todas las pantallas dentro del rango de altitud del caza. El suelo más alejado de la aeronave también producía señales de retorno, pero estas eran cada vez más distantes (véase alcance oblicuo ) y solo una parte de la señal se reflejaba hacia la aeronave, mientras que una porción cada vez mayor se dispersaba hacia adelante y lejos. Por lo tanto, las señales de retorno terrestres a mayores distancias eran más pequeñas, lo que resultaba en una serie de líneas aproximadamente triangulares en la parte superior o derecha de las pantallas, ^{[ 163 ]} conocida como el "efecto árbol de Navidad", más allá del cual no era posible ver los objetivos. ^{[ 160 ]}

Serrate utilizaba el equipo Mk. IV para la recepción y visualización, reemplazando únicamente la unidad receptora. Esta podía conectarse o desconectarse del circuito desde la cabina, lo que también apagaba el transmisor. En una interceptación típica, el operador de radar utilizaba Serrate para rastrear al caza alemán, empleando las indicaciones direccionales de las pantallas para guiar al piloto en una trayectoria de interceptación. No se proporcionaba el alcance, pero el operador podía hacer una estimación aproximada observando la intensidad de la señal y cómo cambiaba durante las maniobras del caza. Tras seguir a Serrate hasta un alcance estimado de 6000 pies (1,8 km) , se encendía el radar del propio caza para la aproximación final. ^{[ 133 ]} 

A partir de 1940, los aviones británicos fueron equipados cada vez más con el sistema IFF Mk. II , que permitía a los operadores de radar determinar si un punto en su pantalla correspondía a un avión amigo. El IFF era un receptor ^{[ u ]} que enviaba un pulso de señal de radio inmediatamente después de recibir una señal de radio de un sistema de radar. La transmisión del IFF se mezclaba con el pulso del radar, lo que provocaba que el punto se extendiera en el tiempo desde un pequeño pico hasta una forma rectangular alargada. ^{[ 165 ]}

La rápida introducción de nuevos tipos de radares que operaban en diferentes frecuencias significó que el sistema IFF tuviera que responder a una lista cada vez mayor de señales, y la respuesta directa del Mk. II requirió un número cada vez mayor de submodelos, cada uno configurado para diferentes frecuencias. Para 1941, era evidente que esto iba a crecer sin límites, y se necesitaba una nueva solución. ^{[ 166 ]} El resultado fue una nueva serie de unidades IFF que utilizaban la técnica de interrogación indirecta. Estas operaban en una frecuencia fija, diferente a la del radar. La señal de interrogación se enviaba desde la aeronave pulsando un botón en el radar, lo que provocaba que la señal se emitiera en pulsos sincronizados con la señal principal del radar. La señal recibida se amplificaba y se mezclaba con la misma señal de vídeo que el radar, lo que provocaba que apareciera el mismo pulso extendido. ^{[ 167 ] [ 168 ]}

Los sistemas de transpondedores utilizados en tierra permiten localizar la posición del transpondedor, una técnica que se utilizó ampliamente con el Mk. IV, así como con muchos otros sistemas de radar AI y ASV. ^{[ 169 ]}

Los transpondedores de localización son similares a los sistemas IFF en términos generales, pero utilizan pulsos más cortos. Cuando se recibe una señal del radar, el transpondedor responde con un pulso corto en la misma frecuencia; el pulso original del radar no se refleja, por lo que no es necesario alargar la señal como en el caso del IFF. ^{[ 167 ]} El pulso se envía a la pantalla del Mk. IV y aparece como un punto brillante . Dependiendo de la ubicación del transpondedor con respecto a la aeronave, el punto sería más largo a la izquierda o a la derecha de la pantalla de acimut, lo que permite al operador guiar la aeronave hacia el transpondedor utilizando exactamente los mismos métodos que una interceptación de aeronave convencional. ^{[ 170 ]}

Debido a la ubicación física del transpondedor en tierra, la antena receptora con la mejor vista era la montada bajo el ala. El operador del radar normalmente captaba la señal en la parte inferior de la pantalla de elevación, incluso a distancias muy largas. Dado que la señal de la baliza era bastante potente, el Mk. IV incluía un interruptor que ajustaba la base de tiempo a 60 millas (97 km) para la captación a larga distancia. Una vez que se acercaban a la zona, la señal era lo suficientemente fuerte como para empezar a aparecer en el tubo de acimut (izquierda-derecha). ^{[ 170 ]} 

Otro sistema utilizado con el Mk. IV fue el Sistema de Baliza de Aproximación por Haz , o BABS, que indicaba la línea central de la pista. ^{[ 171 ]}

El concepto general era anterior al Mk. IV y era esencialmente una versión británica del sistema de haz Lorenz alemán . Lorenz, o Aproximación de Haz Estándar como se conocía en el Reino Unido, utilizaba un único transmisor situado en el extremo opuesto de la pista activa , que se conectaba alternativamente a una de dos antenas ligeramente direccionales mediante un interruptor motorizado. Las antenas estaban orientadas de manera que enviaran sus señales a la izquierda y a la derecha de la pista, pero sus señales se superponían a lo largo de la línea central. El interruptor permanecía  conectado a la antena izquierda durante 0,2 segundos (visto desde la aeronave) y luego 1  segundo a la derecha. ^{[ 172 ]}

Para utilizar el método de Lorenz, se sintonizaba una radio convencional con la transmisión y el operador escuchaba la señal intentando determinar si oía puntos o rayas. Si oía puntos, el  pulso corto de 0,2 s, sabía que estaba demasiado a la izquierda y giraba a la derecha para alcanzar la línea central. Las rayas indicaban que debía girar a la izquierda. En el centro, el receptor podía oír ambas señales, que se fusionaban para formar un tono constante, la equiseñal . ^{[ 173 ]}

Para BABS, el único cambio consistió en modificar las transmisiones de la señal a una serie de pulsos cortos en lugar de una señal continua. Estos pulsos se enviaban al activarse las señales del radar AI y eran lo suficientemente potentes como para ser captados por el receptor Mk. IV a pocos kilómetros de distancia. ^{[ 172 ]} Al recibir la señal, el Mk. IV recibía puntos o rayas, y el operador veía una serie alternada de puntos centrados en la pantalla, que aparecían y desaparecían a medida que las antenas BABS conmutaban. La duración del punto indicaba si la aeronave se encontraba a la izquierda o a la derecha, y se convertía en un punto continuo en la línea central. Esta técnica se conocía como aproximación por haz AI (AIBA). ^{[ 174 ]}

Debido a que se basaba en el mismo equipo básico que el Mk. IV AI original, el BABS también podía usarse con el equipo Rebecca , desarrollado originalmente para localizar transpondedores terrestres para el lanzamiento de suministros sobre la Europa ocupada. ^{[ 175 ]} La unidad Lucero posterior era esencialmente un adaptador para un receptor Rebecca, que lo acoplaba a cualquier pantalla existente: AI, ASV o H2S . ^{[ 176 ]}