radar SCR-584

El SCR-584 (abreviatura de Set, Complete, Radio #584 ) fue un radar de microondas de seguimiento automático desarrollado por el Laboratorio de Radiación del MIT durante la Segunda Guerra Mundial . Fue uno de los radares terrestres más avanzados de su época y se convirtió en uno de los principales radares de puntería utilizados en todo el mundo hasta bien entrada la década de 1950. Una versión móvil montada sobre remolque fue el SCR-784 .

En 1937, el primer radar de control de tiro de Estados Unidos , el SCR-268 , demostró ser insuficientemente preciso, en parte debido a su larga longitud de onda. En 1940, Vannevar Bush , al frente del Comité Nacional de Investigación para la Defensa , creó el Comité de Microondas (sección D-1) y la división de Control de Tiro (D-2) para desarrollar un sistema de radar antiaéreo más avanzado que sirviera a tiempo para apoyar la defensa aérea británica. En septiembre de ese año, una delegación británica, la Misión Tizard , reveló a investigadores estadounidenses y canadienses que habían desarrollado un oscilador magnetrón que operaba en el extremo superior de la banda UHF  ( longitud de onda de 10 cm, frecuencia de 3 GHz ), lo que permitía una precisión mucho mayor. Bush organizó el Laboratorio de Radiación (Rad Lab) en el MIT para desarrollar aplicaciones que lo utilizaran. Esto incluía un nuevo radar de defensa aérea de corto alcance. 

Alfred Lee Loomis , director del Laboratorio de Rad, abogó por el desarrollo de un sistema de seguimiento completamente automático controlado por servomecanismos. ^{[ 1 ]} Esto facilitó enormemente la tarea de seguimiento de objetivos y redujo la mano de obra necesaria. También pudieron aprovechar un conmutador de microondas de reciente desarrollo que les permitió usar una sola antena para transmisión y recepción, simplificando considerablemente la disposición mecánica. El diseño resultante cabía en un solo remolque, podía proporcionar búsqueda en todo el cielo y seguimiento de un solo objetivo, y seguía a los objetivos automáticamente. En estrecho contacto con el Laboratorio de Rad, los Laboratorios Bell Telephone estaban desarrollando un director de tiro analógico electrónico que se usaría junto con el radar y  los cañones antiaéreos de 90 mm servoaccionados .

El SCR-584 debía introducirse a finales de 1943, pero debido a retrasos no llegó a las unidades de campo hasta principios de 1944. Empezó a sustituir al anterior y más complejo SCR-268 como sistema principal de puntería antiaérea del Ejército de los EE. UU . tan pronto como se pudo producir. Demostró ser más fácil de usar en el campo que el radar GL Mk. III canadiense/británico, menos avanzado , y muchos SCR-584 fueron enviados rápidamente a Inglaterra, donde fueron una parte importante de las defensas desarrolladas para contrarrestar la bomba volante V1 . Al final de la guerra, se habían utilizado para rastrear proyectiles de artillería en vuelo, detectar vehículos y reducir el personal necesario para guiar los cañones antiaéreos.

En septiembre de 1940, un grupo de físicos e ingenieros británicos visitó a sus homólogos estadounidenses en lo que se conoció como la Misión Tizard . El objetivo de las reuniones era intercambiar información técnica que pudiera ser útil para el esfuerzo bélico. Los británicos se mostraron reacios a compartir demasiada información sin obtener nada a cambio, y el progreso inicial fue lento. Cuando abordaron el tema del radar, el equipo británico se sorprendió al descubrir que Estados Unidos estaba desarrollando dos sistemas similares a su propio Chain Home : el CXAM de la Armada y el SCR-270 del Ejército . Esto comenzó a romper el hielo entre ambos grupos.

Dos intentos previos de puntería de cañones controlada por radar fueron notables. En Gran Bretaña, el radar GL Mk. I de  75 MHz se utilizó junto con un predictor Vickers; y en EE. UU., el SCR-268 de 200 MHz se combinó con el predictor Sperry M-4. ^{[ 2 ]} Ni los sistemas de EE. UU. ni los del Reino Unido tenían la precisión necesaria para apuntar directamente sus cañones asociados, debido a sus largas longitudes de onda. Los delegados de EE. UU. mencionaron entonces el trabajo de la Armada en un radar de longitud de onda de 10 cm, que podría proporcionar la resolución requerida con antenas relativamente pequeñas, pero su tubo klistrón tenía baja potencia y no era práctico.  

Este era el momento que el equipo británico había estado esperando. Edward George Bowen sacó uno de los primeros magnetrones de cavidad de una caja y se lo mostró a los demás investigadores. Explicó que también funcionaba a  una longitud de onda de 10 cm, pero que ofrecía mayor potencia , no solo que los klistrones de la Armada, sino incluso que los radares de onda larga existentes en Estados Unidos. Un historiador estadounidense lo describió más tarde como «la carga más valiosa que jamás haya llegado a nuestras costas». ^{[ 3 ]} 

El potencial del dispositivo era evidente, y el grupo estadounidense, conocido informalmente como el Comité de Microondas, centró de inmediato sus esfuerzos en el magnetrón. En cuestión de semanas, ya contaban con prototipos en laboratorios estadounidenses. También comenzaron a desarrollar otras tecnologías presentadas en aquella reunión, como un radar de interceptación de aeronaves y un sistema de radionavegación que posteriormente se convertiría en LORAN . La expansión del Comité propició su cambio de nombre a Laboratorio de Radiación (RadLab) en 1940.

En enero de 1941, el Cuerpo de Señales presentó una propuesta formal para reemplazar el SCR-268. Para entonces, el Laboratorio de Radiación ya había formado el Proyecto  2 para desarrollar este radar avanzado de puntería. El MIT propuso un sistema avanzado con búsqueda y seguimiento automáticos, y la capacidad de apuntar directamente los cañones. Este era un campo en el que el MIT tenía un conocimiento particular gracias al trabajo realizado en su Laboratorio de Servomecanismos . Al mismo tiempo, equipos británicos y canadienses comenzaron a trabajar en versiones de un sistema más simple que esperaban desplegar para 1942 : el GL Mk. III, una versión de microondas de los radares VHF de conmutación de lóbulos anteriores. ^{[ 2 ]} El Laboratorio de Radiación mantuvo un contacto estrecho con el equipo canadiense durante estos desarrollos.  

El equipo de RadLab, supervisado por Lee Davenport , tenía un prototipo de sistema de radar en funcionamiento en abril de 1941. ^{[ 4 ]} Para probar el sistema de puntería automática, conectaron las salidas del radar a una torreta de ametralladora tomada de un bombardero Boeing B-29 , quitando las ametralladoras y reemplazándolas con una cámara. Un amigo sobrevoló la zona en su avioneta mientras la cámara tomaba fotografías periódicamente, y el 31  de mayo el sistema pudo rastrear con precisión la aeronave. Luego se comenzó a trabajar para que el sistema fuera apto para su uso en el campo, montando todo el sistema en un solo remolque con la antena de 1,8 m (6 pies ) en la parte superior. Conocido como XT-1 , por camión experimental-1 , el sistema se probó por primera vez en Fort Monroe en febrero de 1942.  

También se comenzó a trabajar en una computadora de puntería adecuada que pudiera usar entradas eléctricas, en lugar de mecánicas, para los datos de apuntamiento. Bell Labs entregó una computadora analógica conocida como M9 Gun Director para esta función. La M9 tenía cuatro conjuntos de salidas, lo que permitía que una sola M9 controlara cuatro de los cañones M1 estándar de 90  mm del Ejército . El sistema completo, incluyendo la M9, ​​se demostró en su forma completa el 1  de abril de 1942. Al día siguiente llegó un contrato para más de 1200 sistemas. Bell también trabajó en su propio radar de microondas como proyecto de respaldo.

El SCR-584 era extremadamente avanzado para su época. Para lograr una alta precisión y medir tanto el acimut como la elevación con una sola antena, utilizaba un sistema de escaneo cónico , en el que el haz giraba alrededor del eje de la antena para encontrar el punto de máxima señal, indicando así en qué dirección debía moverse la antena para apuntar directamente al objetivo. La idea fue propuesta por Alfred Loomis, director de la sección D-1 del Comité Nacional de Investigación de Defensa . En octubre de 1940, se adoptó para el proyecto de radar de "seguimiento totalmente automático". El escaneo cónico también se adoptó en 1941 para el  sistema de radar de control de tiro de 10 cm de la Armada, ^{[ 5 ]} y se utilizó en el radar alemán de Würzburg en 1941. El SCR-584 desarrolló mucho más el sistema y añadió un modo de seguimiento automático. ^{[ 1 ]} Una vez detectado el objetivo y dentro del alcance, el sistema mantenía el radar apuntando al objetivo automáticamente, impulsado por motores montados en la base de la antena. Para la detección, a diferencia del seguimiento, el sistema también incluía un modo de escaneo helicoidal que le permitía buscar aeronaves. Este modo contaba con su propio indicador de posición en planta (PPI) para facilitar su interpretación. Al utilizarse en este modo, la antena giraba mecánicamente a 4  rpm mientras se desplazaba verticalmente para realizar el escaneo.

El sistema podía operar en cuatro frecuencias entre 2700 y 2800  MHz (  longitud de onda de 10 a 11 cm), emitiendo  pulsos de 300 kW  con una duración de 0,8 microsegundos y una frecuencia de repetición de pulsos (PRF) de 1707 pulsos por segundo. Podía detectar objetivos del tamaño de un bombardero a una distancia de aproximadamente 40 millas (64 km) y, por lo general, podía rastrearlos automáticamente a una distancia de aproximadamente 18 millas (29 km) . La precisión dentro de este rango era de 25 yardas (23 m) y de 0,06° (1 mil ) en el ángulo de dirección de la antena (véase la tabla "Características técnicas del SCR-584" ). Debido a que el ancho del haz eléctrico era de 4° (hasta los puntos de -3 dB o media potencia), el objetivo se dispersaba a lo largo de una porción de un cilindro, de modo que su alcance era mayor que su alcance (es decir, del orden de 4°, en lugar de los 0,06° que implicaba la precisión de puntería mecánica), para objetivos distantes. La información de alcance se mostraba en dos " visores J ", similares a la pantalla de línea A más común, pero dispuestos en un patrón radial sincronizado con el retardo de retorno. Un visor se usaba para el alcance grueso y el otro para el fino.        

Aunque la primera unidad operativa se entregó en mayo de 1943, diversos problemas burocráticos provocaron retrasos en las entregas a las tropas de primera línea. El SCR-584 se utilizó por primera vez en combate en Anzio en febrero de 1944, donde desempeñó un papel clave en la desarticulación de los ataques aéreos concentrados de la Luftwaffe sobre la cabeza de playa. El SCR-584 era un habitual en el frente, donde acompañaba a las tropas, utilizándose para dirigir aeronaves, localizar vehículos enemigos (se dice que un radar detectó vehículos alemanes a una distancia de 26 km (16 millas) ) y rastrear las trayectorias de los proyectiles de artillería, tanto para ajustar las tablas balísticas de los cañones de 90 milímetros como para determinar la ubicación de las baterías alemanas para el fuego de contrabatería. Tras el Día D , el SCR-584 se utilizó en las líneas del frente, que se desplazaban rápidamente, para guiar a los aviones hacia sus objetivos con mayor precisión. Por ejemplo, el Grupo de Sistemas de Red de Control del 508.º Escuadrón del 404.º Grupo de Caza-Bombarderos de la 9.ª Fuerza Aérea operaba el SCR-584. Desde el 14 de julio de 1944 hasta el 27 de octubre de 1944, estuvieron adscritos a la Sección 1 , Compañía A, del 555.º Batallón de Alerta Aérea de Señales y sirvieron en posiciones avanzadas y cambiantes.      

El SCR-584 tuvo tanto éxito que fue adaptado para su uso por la Armada de los Estados Unidos . El CXBL , un prototipo de la versión naval, fue instalado en el portaaviones USS Lexington en marzo de 1943, mientras que la versión de producción, el SM , construido por General Electric , estaba operativa en los portaaviones USS Bunker Hill y USS Enterprise en octubre de 1943. También se desarrolló una versión más ligera del sistema, el SCR-784 . La única diferencia real era que el nuevo diseño pesaba 12 000 lb (5400 kg) , mientras que el original pesaba 20 000 lb (9100 kg) .    

Davenport impermeabilizó varios de los equipos de radar para que pudieran ser transportados a bordo de la armada aliada que lanzó el desembarco de Normandía el Día D.

El apuntamiento automático de cañones (utilizando, entre otros, el radar SCR-584) y la espoleta de proximidad desempeñaron un papel importante en la Operación Diver (la operación británica para contrarrestar las bombas volantes V-1 ). Ambos sistemas habían sido solicitados por el Mando Antiaéreo y llegaron en grandes cantidades a partir de junio de 1944, justo cuando los cañones alcanzaron sus posiciones de tiro libre en la costa sureste de Inglaterra. En la primera semana, el 17% de todas las bombas volantes que entraron en el "cinturón de artillería" costero fueron destruidas por los cañones en la costa. Este porcentaje aumentó al 60% el 23  de agosto y al 74% en la última semana del mes, cuando en un día extraordinario se derribó el 82%. La tasa aumentó de una V-1 por cada 2500 proyectiles disparados a una por cada 100.

Tras la guerra, el radar se adaptó para su uso en los sistemas AN/MPQ-12 y AN/MPM-38 , así como en el sistema de misiles de artillería de campaña del Ejército de los EE. UU . ( MGM-5 Corporal ). Una versión modificada también se utilizó para controlar y rastrear (mediante un transpondedor a bordo) el satélite espía CORONA .

En 1953, el SCR-584-Mod II se utilizó para rastrear el cohete Redstone , extendiendo su alcance a 740 km (460 millas) mediante el uso de un transceptor a bordo. ^{[ 6 ]}  

El ingeniero estadounidense y espía convicto Morton Sobell robó los planos del SCR-584 y se los entregó a la Unión Soviética. Expertos militares creen que la tecnología se utilizó posteriormente contra Estados Unidos durante las guerras de Corea y Vietnam. ^{[ 7 ]} Los radares soviéticos SON-9 ( Fire Can ), SON-30 ( Fire Wheel ) y SON-50 ( Flap Wheel ) eran todos derivados de este radar. ^{[ 8 ]}

General Electric fabricó una plataforma rodante para el SCR-584, denominada K-83. La K-83 fue diseñada para proporcionar un enganche de semirremolque (quinta rueda), ruedas y una barra para acoplarse a un pivote, lo que permite que vehículos más pequeños muevan el SCR-584.

A pesar de utilizar tubos de vacío y estar alimentados por una computadora analógica, algunos ejemplares del SCR-584 siguen operativos hoy en día. En 1995, el primer radar Doppler sobre ruedas (DOW) adaptó el pedestal MP-61 de un SCR-584 para su uso en un radar meteorológico móvil. ^{[ 9 ]} Utilizando este pedestal, los DOW crearon los primeros mapas de vientos de tornados, descubrieron los rollos de la capa límite de huracanes y fueron pioneros en muchos otros estudios de observación. El pedestal albergaba primero una antena de 1,8 m ( 6 pies ) y luego una de 2,4 m ( 8 pies ) . Posteriormente, los motores originales fueron reemplazados por versiones sin escobillas más potentes para un escaneo más rápido en vientos fuertes. Varias unidades DOW son operadas actualmente por el Centro de Investigación de Clima Severo (CSWR) como instalaciones móviles de investigación. Sistemas de radar móviles relacionados, como el Radar Móvil Compartido de Investigación y Enseñanza Atmosférica (SMART-R), se desarrollaron posteriormente como plataformas independientes para la investigación atmosférica. El CSWR, que ahora opera como el Conjunto Flexible de Radares y Mesonets (FARM), mantiene varias plataformas de radar móviles, incluidas DOW8, DOW A, DOW B y COW.    

• AN/MPQ-14
• SCR-784
• Lista de vehículos del Cuerpo de Señales de EE. UU.
• Radio del Cuerpo de Señales
• Números G
• Computadora de datos de armas

• El radar SCR-584 , revista Electronics , noviembre de 1945 y febrero de 1946.
• FM 4-144
• TM 11-1324
• TM 11-1424
• TM 11-1524
• TM 9-2800
• Carro de transporte SNL G695 K-83 (adaptador)
• Tráiler SNL G698 K-78

• Página de homenaje al radar SCR-584
• Radar de microondas en guerra
• Centro de Investigación de Fenómenos Meteorológicos Severos (operador de la flota de radares DOW). Archivado el 19 de julio de 2011 en Wayback Machine.
• El programa NSSL SMART-R se archivó el 2 de septiembre de 2012 en Wayback Machine.
• Chrysler y el radar: los cañones antiaéreos SCR584 montados en radar
• radar militar móvil
• INSTRUCCIONES LOCALES DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA DEL REINO UNIDO 102 TELECOMUNICACIONES OY V-2-211 (RU) EQUIPO, RADAR, AA, N.º 3, MK. V DESCRIPCIÓN GENERAL