Robert Watson-Watt

Robert Watson-Watt

Robert Watson-Watt, fils d'un menuisier, est né à Brechin, en Écosse, le 13 avril 1892. Descendant direct de James Watt, Watson-Watt a fait ses études à l'Université de St Andrews.

Watson-Watt a rejoint la Royal Aircraft Factory à Farnborough en tant que météorologue en 1915. Watson-Watt a utilisé sa connaissance de la radio pour essayer de concevoir un système pour avertir les aviateurs des orages locaux. Pendant la Première Guerre mondiale, il a étudié l'idée de développer une méthode rapide d'affichage des signaux radio sur les avions et, en 1916, a proposé l'utilisation d'oscilloscopes à rayons cathodiques pour fournir ces informations aux pilotes.

En 1924, Watson-Watt a déménagé à la station de recherche radio récemment établie à Slough. Trois ans plus tard, il devient directeur de la station avant de passer au nouveau département radio du Laboratoire national de physique (NPL) en 1933.

En 1935, Watson-Watt écrivit un article intitulé The Detection of Aircraft by Radio Methods. Cela a été présenté à Henry Tizard, le président du Comité pour l'étude scientifique de la défense aérienne. Tizard a été impressionné par l'idée et le 26 février 1935, Watson-Watt a démontré ses idées à Daventry. En conséquence, il a été nommé chef de la station de recherche Bawdsey à Felixstowe.

Au début de la Seconde Guerre mondiale en 1939, Watson-Watt avait conçu et installé une chaîne de stations radar le long des côtes est et sud de l'Angleterre. Pendant la bataille d'Angleterre, ces stations ont pu détecter les avions ennemis à tout moment de la journée et dans toutes les conditions météorologiques.

Watson-Watt est devenu conseiller scientifique du ministère de l'Air en 1940 et l'année suivante, il est allé aux États-Unis où il a donné des conseils sur la construction de stations radar. En 1942, Watson-Watt a été fait chevalier pour son rôle dans le développement du radar.

Après la guerre, Watson-Watt a reçu 50 000 £ du gouvernement britannique pour sa contribution au développement du radar. Robert Watson-Watt, qui a publié Three Steps to Victory en 1958, est décédé à Inverness, en Écosse, le 5 décembre 1973.


Robert Watson-Watt

Sir Robert Alexander Watson-Watt a été un pionnier et un contributeur important au développement du radar. Le radar était initialement sans nom et a fait l'objet de recherches ailleurs, mais il a été considérablement étendu le 1er septembre 1936 lorsque Watson-Watt est devenu directeur d'un nouvel établissement relevant du ministère de l'Air, la station de recherche de Bawdsey située à Bawdsey Manor, près de Felixstowe, Suffolk. Les travaux y ont abouti à la conception et à l'installation de stations de détection et de suivi des aéronefs appelées Chain Home le long des côtes est et sud de l'Angleterre à temps pour le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale en 1939. Ce système a fourni les informations avancées vitales qui ont aidé la Royal Air Force gagner la bataille d'Angleterre.

Né à Brechin, Angus, en Écosse, le 13 avril 1892, Watson-Watt (le nom composé d'un trait d'union est utilisé ici par souci de cohérence, bien qu'il n'ait été adopté qu'en 1942) était un descendant de James Watt, le célèbre ingénieur et inventeur de la machine à vapeur pratique. .Après avoir fréquenté l'école primaire de Damacre et le lycée Brechin, il a été accepté à l'University College de Dundee (qui faisait alors partie de l'Université de St Andrews mais est devenu l'Université de Dundee en 1967). Watt a eu du succès en tant qu'étudiant, remportant le prix Carnelley de chimie et une médaille de classe pour la philosophie naturelle ordinaire en 1910.

Il a obtenu un baccalauréat ès sciences en ingénierie en 1912 et s'est vu offrir un poste d'assistant par le professeur William Peddie, titulaire de la chaire de physique à l'University College de Dundee de 1907 à 1942. C'est Peddie qui a encouragé Watson-Watt à étudier la radio, ou « télégraphie sans fil » comme on l'appelait alors et qui lui a fait suivre ce qui était en fait un cours de troisième cycle sur la physique des oscillateurs à radiofréquence et la propagation des ondes. Au début de la Grande Guerre, Watson-Watt travaillait comme assistant dans le département d'ingénierie du Collège.

En 1916, Watson-Watt voulait un emploi au War Office, mais rien d'évident n'était disponible dans les communications. Au lieu de cela, il a rejoint le Bureau météorologique, qui s'est intéressé à ses idées sur l'utilisation de la radio pour la détection des orages. La foudre émet un signal radio en ionisant l'air, et son objectif était de détecter ce signal pour avertir les pilotes de l'approche d'orages. Le signal se produit sur une large gamme de fréquences et pourrait être facilement détecté et amplifié par les ensembles navals à ondes longues. En fait, la foudre était un problème majeur pour les communications à ces longueurs d'onde communes.

Ses premières expériences ont réussi à détecter le signal et il s'est rapidement avéré capable de le faire à des distances allant jusqu'à 2 500 km. Cependant, il y avait une certaine difficulté à déterminer l'emplacement. Cela a été accompli en faisant tourner une antenne cadre pour maximiser (ou minimiser) le signal, « pointant » ainsi vers la tempête. Cependant, les frappes étaient si éphémères qu'il était très difficile de tourner l'antenne à temps pour en localiser une de manière positive. Au lieu de cela, l'opérateur écouterait de nombreuses grèves et développerait un emplacement moyen approximatif.

Au début, il a travaillé à la station sans fil du bureau météorologique du ministère de l'Air à Aldershot, dans le Hampshire. En 1924, lorsque le ministère de la Guerre a fait savoir qu'il souhaitait réoccuper son site d'Aldershot, il a déménagé à Ditton Park près de Slough, dans le Berkshire. Le National Physical Laboratory (NPL) utilisait déjà ce site et disposait de deux dispositifs principaux qui allaient s'avérer essentiels à son travail.

La première était une antenne Adcock, un arrangement de quatre mâts qui permettait de diriger le signal à travers des différences de phase. En les utilisant comme deux antennes cadre séparées à angle droit, on pourrait effectuer une mesure simultanée de la direction de la foudre sur deux axes. Cependant, l'affichage des signaux fugaces était un problème. Ce problème a été résolu par le deuxième appareil, l'oscilloscope WE-224, récemment acquis de Bell Labs. En alimentant les signaux des deux antennes dans les canaux X et Y de l'oscilloscope, un seul coup a provoqué l'apparition d'une ligne sur l'écran, indiquant la direction de la frappe. Le phosphore relativement "lent" de l'oscilloscope a permis de lire le signal longtemps après la frappe. Le nouveau système de Watt a été utilisé en 1926 et a fait l'objet d'un article détaillé de Watt et Herd.

Les équipes radio Met et NPL ont fusionné en 1927 pour former la Radio Research Station avec Watt comme directeur. Poursuivant leurs recherches tout au long, les équipes s'étaient intéressées aux causes des signaux radio "statiques" et ont découvert que beaucoup de choses pouvaient s'expliquer par des signaux distants situés au-dessus de l'horizon et réfléchis par la haute atmosphère. Ce fut la première indication directe de la réalité de la couche Heaviside, proposée plus tôt mais à cette époque largement écartée par les ingénieurs. Pour déterminer l'altitude de la couche, Watt, Appleton et d'autres ont développé le 'squegger' pour développer un affichage de 'base de temps', ce qui ferait que le point de l'oscilloscope se déplacerait en douceur sur l'affichage à très grande vitesse. En chronométrant le squegger de sorte que le point arrive à l'extrémité de l'affichage en même temps que les signaux attendus réfléchis par la couche Heaviside, l'altitude de la couche pourrait être déterminée. Ce circuit de base de temps a été la clé du développement du radar.

Après une nouvelle réorganisation en 1933, Watt est devenu surintendant du département radio du NPL à Teddington.


Comment Radar a changé la donne de la Seconde Guerre mondiale et cela ne fait que s'améliorer

Pendant la Seconde Guerre mondiale, en août 1940, l'Allemagne a commencé à se battre dans le ciel de la Grande-Bretagne, la dernière nation d'Europe à s'opposer à elle. La Luftwaffe, l'armée de l'air allemande, avait plus de 2 500 avions dans le ciel et les Alliés seulement 1 900, mais pour aggraver les choses, environ 600 d'entre eux étaient des combattants britanniques basés sur leur territoire d'origine, tandis que le reste d'entre eux étaient basés dans les Alliés. aérodromes éloignés du front.

Si une attaque massive devait se produire sur le sol britannique, ces autres avions n'arriveraient pas à temps pour l'intercepter. Cependant, il y avait une nouvelle arme secrète qui mettrait les Britanniques à l'épreuve : le radar.

Robert Watson-Watt, un ingénieur écossais, bricolait déjà les ondes radar depuis des années. Il ne les a pas inventés, les ondes radar existaient depuis un certain temps, mais il a inventé une technique qui pouvait focaliser un faisceau radar sur un objet, et le faisceau rebondirait, donnant à l'objet l'emplacement et l'altitude.

Photographie de portrait de Robert Watson-Watt

Il a fait voler un avion entre deux tours radio plusieurs fois pour prouver son concept et peaufiner son système. En conséquence, des tours radar massives qui ressemblaient beaucoup à des tours de radio FM ont été érigées tout le long de la côte est de la Grande-Bretagne. Ce système de défense s'appelait le Chain Home.

Les tours à l'époque ne donnaient pas l'image radar en rotation que nous avons l'habitude de voir dans les films, mais elles crachaient des données brutes, que les opérateurs devaient interpréter pour connaître la position, l'altitude et le nombre d'avions ennemis. Même alors, les données devaient être corroborées avec les données d'une autre tour pour trianguler avec précision la position d'un avion ennemi.

La procédure était lourde et nécessitait que les tours radar transmettent leurs données à une pièce pleine de personnes déplaçant frénétiquement des copeaux de plastique au-dessus d'une planche et vérifiant manuellement chaque contact pour voir s'il s'agissait d'un vol amical ou non. Cela s'appelait en plaisantant « mad ludo » et les chambres étaient appelées « salles de filtrage ».

Quelle que soit la lourdeur de la procédure, les Britanniques ne pouvaient pas se permettre le luxe de ne pas l'utiliser, car sans cela, ils n'auraient que 5 minutes d'avertissement avant que les bombardiers de la Luftwaffe ne fassent pleuvoir la mort et le feu sur leurs villes, pas assez pour faire voler leurs oiseaux dans le ciel. . En utilisant le radar, cette alerte précoce s'est étendue à une demi-heure.

La première unité fonctionnelle construite par Robert Watson-Watt et son équipe. Par Elektrik Fanne CC BY-SA 4.0

Pour les opérateurs, les Britanniques ont utilisé la seule force de combat qui n'était pas activement engagée dans les combats à l'époque : la Women's Auxiliary Airforce, ou WAAF. Ces jeunes femmes étaient impatientes de prouver leur valeur en première ligne par tous les moyens et sont même restées à leur poste pendant que quelques stations radar étaient bombardées. L'une de ces femmes était Avis Parsons, récipiendaire de l'une des six médailles décernées aux femmes pendant toute la guerre.

Mais Herman Göring, commandant de la Luftwaffe, était convaincu que les tours radar britanniques n'étaient qu'un bluff et a ordonné aux bombardiers de cesser de les attaquer. Ce fut sa plus grande erreur, celle qui a peut-être coûté à elle seule à la Luftwaffe la bataille d'Angleterre. Alors qu'il s'agissait d'une victoire coûteuse pour les alliés, l'Allemagne a ainsi subi la première grande défaite de sa machine de guerre apparemment invincible.

Antenne radar longue portée, utilisée pour suivre les objets spatiaux et les missiles balistiques.

Alors que les Américains avaient aussi un radar, leurs systèmes n'étaient pas aussi avancés. En fait, un opérateur radar sur l'île d'Oahu a détecté l'attaque japonaise massive qui se dirigeait vers Pearl Harbor le 7 décembre 1941. Il y avait 5 stations radar mobiles qui venaient d'être déployées sur cette île, chacune habitée par un équipage de 2 stagiaires.

Tous les équipages de la tour avaient terminé leur formation et fermé à 7 heures du matin, mais un membre d'équipage ambitieux a laissé sa station fonctionner un peu plus longtemps. Il n'en croyait pas ses yeux quand il vit un gros flou sur l'écran, dans lequel il ne pouvait même pas compter le nombre d'avions, mais sans autres stations pour trianguler, il ne pouvait pas le confirmer.

Photographie prise depuis un avion japonais lors de l'attaque à la torpille contre des navires amarrés des deux côtés de l'île Ford peu après le début de l'attaque de Pearl Harbor

Il a d'abord hésité à appeler le quartier général pour vérification, puis quand il l'a fait, le lieutenant de service ne l'a pas tout à fait cru, supposant que le contact était une erreur d'une recrue ou le produit d'un équipement défectueux. Au moment où il a finalement eu le temps de vérifier les informations, les avions avaient dépassé une grande colline et avaient disparu du radar.

Mais cet échec a alerté les Américains de l'importance du radar, et ils ont mis le pied sur le gaz sur le développement du radar. À cette fin, les Britanniques ont apporté un ajout vraiment important à leurs recherches : le magnétron à cavité, un appareil qui grossissait le signal radar par mille fois et permettait de suivre avec précision des objets plus petits.

À la fin de la guerre, la technologie radar américaine aurait plus de 4 ans d'avance sur celle des Japonais. Les radars américains pouvaient détecter un navire ou un avion sur des kilomètres avant que leurs homologues japonais ne le puissent. Par comparaison, les commandants de flotte japonais se battaient à l'aveugle.

Tube magnétron 9 GHz obsolète et aimants d'un radar d'avion soviétique.

En passant, le même magnétron à cavité que les Britanniques ont développé a rendu possible le radar H2S, qui a été utilisé pour la première fois par les bombardiers britanniques Stirling et Halifax en 1943, pour cartographier le sol pour les opérations de nuit.

Mais les radars de la Seconde Guerre mondiale, bien qu'à la pointe de la technologie à l'époque, étaient analogiques, à tubes et à bande unique, ce qui signifie qu'ils ne fonctionnaient que sur une seule fréquence. Une onde radar est essentiellement une onde radio, et si la fréquence est connue, elle peut être interceptée ou brouillée. La prochaine génération de systèmes radar était donc celle qui pouvait fonctionner sur plusieurs fréquences.

Le radôme H2S (en haut) et son antenne de balayage incluse (en bas) sur un Halifax. La plaque inclinée fixée au sommet du réflecteur a modifié le motif de diffusion pour rendre les objets proches moins lumineux sur l'écran.

Pendant la guerre du Vietnam, les Américains ont commencé à perdre de nombreux avions à cause de missiles sol-air, ou SAM. Ces missiles ont été ciblés sur l'avion par un radar au sol. Le brouillage mécanique, tel que le nuage de paillettes, un nuage de pièces métalliques lancé par des avions et conçu pour confondre le radar, et plusieurs autres méthodes ont été mis à l'épreuve.

"Wild-Weasel" était le nom de code d'un type spécial de mission dont l'objectif était de localiser les installations radar ennemies et de les détruire ou de les marquer pour évasion ou brouillage. Le radar était si crucial en tant que système d'alerte que celui qui brouillait le plus efficacement le radar ennemi était celui qui gagnait généralement le combat, profitant pleinement de l'élément de surprise.

Ainsi, de meilleures technologies de brouillage radar et d'anti-brouillage ont été développées, donnant forme à la course à la guerre électronique d'aujourd'hui. Ils sont respectivement appelés ECM et ECCM. Alors que la technologie de brouillage s'améliorait encore, des sauts de fréquence sont apparus pour la contrer.

Sans devenir trop technique, si votre radar continue de sauter des fréquences pseudo-aléatoirement et automatiquement, il est beaucoup plus difficile pour l'ennemi de l'intercepter et de le brouiller, à moins que l'ennemi ne connaisse les modèles exacts des fréquences utilisées, et cela peut être plus difficile que de deviner le combinaison à un coffre-fort. Il existait plusieurs types de radars qui utilisaient cela, les plus courants étant les radars FHSS.

Radar du type utilisé pour la détection d'aéronefs. Il tourne régulièrement, balayant l'espace aérien avec un faisceau étroit. Par Bukvoed CC BY-SA 3.0

Dans les années 1970 et 1980, les ordinateurs ont ajouté une plus grande résolution et une meilleure capacité d'imagerie aux radars. Ils pouvaient maintenant littéralement tracer les vagues de l'océan et détecter un insecte survolant celui-ci, l'interprétation des données est donc devenue l'objectif principal. La course à un traitement plus rapide de l'information a donné naissance aux radars multimodes.

Alors que chaque type de radar plus ancien n'avait auparavant qu'une seule fonction, chaque nouveau radar pouvait désormais remplir plusieurs fonctions, telles que le suivi des cibles, la conduite de tir, la surveillance météorologique et la recherche sur de vastes zones.

Une autre étape importante a été franchie avec l'invention du radar AESA, dans lequel un faisceau d'ondes radio peut être pointé dans plusieurs directions sans qu'il soit nécessaire de faire tourner l'antenne. En raison de sa configuration et de son utilisation d'une technologie appelée "chirping", il est également beaucoup plus difficile à brouiller que le radar PESA obsolète. En conséquence, il est devenu la norme de facto dans de nombreux avions modernes.

Antenne radar expérimentale, US Naval Research Laboratory, Anacostia, D. C., fin des années 1930

Après cela, la technologie à semi-conducteurs a rendu possibles les radars entièrement numériques, ce qui signifie que le radar pouvait désormais gérer tout le traitement des images à l'intérieur du réseau de radars lui-même, numériquement. Rappelez-vous à quel point l'ancien PC Pentium I était lent, par rapport au Ryzen ou au Core I7 d'aujourd'hui ? C'est comparativement à quel point le traitement des images radar est devenu plus rapide.

Une autre révolution est venue avec le soi-disant radar d'imagerie, ou SAR, qui produit une image haute définition. Bien qu'il ne s'agisse pas en soi d'une nouvelle technologie, avant le SAR, le traitement d'une seule image à partir de données brutes pouvait prendre des jours, et après son invention, le traitement d'image a commencé à se faire en temps réel.

L'avion de combat Eurofighter Typhoon avec son carénage avant retiré, révélant son antenne radar Euroradar CAPTOR AESA. Par ILA Berlin CC BY-SA 3.0

Au cours des années 1990, les fabricants de radars ont commencé à mettre leurs radars en réseau. Cela signifiait, par exemple, qu'une fois qu'un avion détectait un ennemi, tous les autres avions du même vol pouvaient le voir aussi. Mais à quoi sert le réseautage si votre ennemi peut pirater votre transmission ? Pour contrer cela, différentes méthodes de cryptage ont été ajoutées à la communication numérique entre les avions.

La révolution suivante est venue avec de nouveaux matériaux semi-conducteurs tels que l'arséniure de gallium et le nitrure de gallium qui ont aidé les fabricants de radars à augmenter l'efficacité et à réduire le bruit, ce qui a réduit la taille des antennes radar. Des réseaux sophistiqués qui rempliraient toute une installation dans les années 60 pourraient désormais être installés à l'intérieur d'un avion. Cela a changé la donne pour les AWAC, des avions d'alerte précoce équipés de plusieurs types de radars pour fournir des informations sur les forces ennemies à de grandes distances.

Antenne radar expérimentale, US Naval Research Laboratory, Anacostia, D. C., fin des années 1930

L'accent mis sur les nouveaux radars actuellement en cours de développement est qu'ils soient multi-réseaux, ce qui signifie qu'ils peuvent fonctionner simultanément à différentes longueurs d'onde ou fréquences, ce qui signifie qu'ils peuvent être utilisés à des fins multiples. toute la flotte et relayer ses données, qui s'intégreront tactiquement dans un affichage unique et crypté nativement, ce qui signifie que non seulement les données, mais aussi le signal qui les transporte sont cryptés.


Ce mois-ci dans l'histoire de la physique

De nombreux scientifiques et ingénieurs ont contribué au développement de systèmes radar, qui ont joué un rôle essentiel dans la victoire des Alliés pendant la Seconde Guerre mondiale. Le radar (l'acronyme de Radio Detection And Ranging) détecte des objets distants tels que des avions ou des navires en envoyant des impulsions d'ondes radio et en mesurant le signal réfléchi. L'un des plus grands pionniers du radar était Sir Robert Watson-Watt, qui a développé le premier système radar pratique qui a aidé à défendre les Britanniques pendant la Seconde Guerre mondiale.

Les principes de base nécessaires aux systèmes radar ont été établis dans les années 1880, lorsque le physicien allemand Heinrich Hertz a produit et transmis pour la première fois des ondes radio dans son laboratoire. Il a découvert que les ondes invisibles étaient une forme de rayonnement électromagnétique et a remarqué que certains matériaux transmettent des ondes radio tandis que d'autres les réfléchissent.

Les ondes radio ont été rapidement mises à contribution. En 1901, le physicien italien Guglielmo Marconi a envoyé la première communication radio sans fil à travers l'océan Atlantique. En 1904, l'ingénieur allemand Christian Huelsmeyer a inventé un système rudimentaire qui utilisait des ondes radio pour empêcher les bateaux et les trains d'entrer en collision les jours de brouillard. Des chercheurs de la marine américaine ont également découvert qu'ils pouvaient détecter les navires en utilisant des échos d'ondes radio, mais leur invention a été largement ignorée.

Certains travaux sur les premiers systèmes de détection radar se sont poursuivis dans les années 1920 et 1930 aux États-Unis et ailleurs. Mais la valeur de la technologie était la plus évidente en Grande-Bretagne, qui était particulièrement vulnérable aux attaques aériennes allemandes.

Sir Robert Watson-Watt, descendant du pionnier des machines à vapeur James Watt, est né à Brechin, en Écosse, en avril 1892. Il est diplômé de l'University College, Dundee, en 1912, puis a travaillé comme assistant pour le professeur William Peddie, qui a encouragé sa fascination. avec des ondes radio.

En 1915, Watson-Watt espérait aller travailler pour le War Office, mais aucun poste approprié dans les communications n'y était disponible, il rejoignit donc le Meteorological Office. Il a été mis au travail pour développer des systèmes de détection des orages. La foudre ionise l'air et génère un signal radio que Watson-Watt pourrait détecter pour cartographier les positions des orages.

Peut-être incité par des rumeurs selon lesquelles les Allemands avaient produit un « rayon de la mort », en 1934, le ministère de l'Air a demandé à Watson-Watt d'enquêter sur une telle possibilité. Le ministère de l'Air avait déjà offert 1000 livres à quiconque pourrait démontrer un rayon qui pourrait tuer un mouton à 100 mètres. Watson-Watt a conclu qu'un tel dispositif était hautement improbable, mais a écrit une note disant qu'il avait tourné son attention vers "le problème difficile, mais moins peu prometteur, de la radio-détection par opposition à la radio-destruction". Watson-Watt et son assistant ont fait quelques calculs et appliqué certaines des mêmes techniques qu'il a utilisées dans son travail atmosphérique.

En février 1935, Watson-Watt montra à un comité du ministère de l'Air le premier système radio pratique pour détecter les avions. Le ministère de l'Air a été impressionné et, en avril, Watson-Watt a reçu un brevet pour le système et un financement pour un développement ultérieur. Bientôt, Watson-Watt utilisait des ondes radio pulsées pour détecter des avions jusqu'à 80 miles de distance.

Peu de temps avant le début de la Seconde Guerre mondiale, les Britanniques ont construit un réseau de stations radar le long de la côte de l'Angleterre en utilisant la conception de Watson-Watts. Ces stations, connues sous le nom de Chain Home, ont alerté avec succès la Royal Air Force de l'approche de bombardiers ennemis et ont aidé à défendre la Grande-Bretagne contre la Luftwaffe allemande lors de la bataille d'Angleterre.

Le système Chain Home fonctionnait assez bien, mais il nécessitait d'énormes antennes et utilisait de longues longueurs d'onde qui limitaient la capacité de localiser avec précision les avions ennemis. Pendant la journée, les pilotes de chasse pouvaient voir les bombardiers ennemis. Mais bientôt, les Allemands ont commencé des missions de bombardement de nuit, donc pour aider les pilotes de chasse à localiser les avions ennemis la nuit, les Britanniques avaient besoin d'un système radar à longueur d'onde plus courte qui soit suffisamment compact pour être installé dans les avions.

Cela est devenu possible lorsque les ingénieurs britanniques Harry Boot et John Randall ont inventé le magnétron à cavité au début de 1940. Le magnétron a généré environ 400 cents watts de puissance à des longueurs d'onde d'environ 10 centimètres, suffisamment pour produire des échos d'avions à plusieurs kilomètres de distance.

La Grande-Bretagne n'avait pas la capacité de fabrication à grande échelle pour produire en masse le magnétron, donc en 1940, une mission dirigée par Henry Tizard a secrètement amené le magnétron aux États-Unis et a persuadé les États-Unis d'aider à développer et produire l'appareil. Le MIT Radiation Laboratory a été créé et est rapidement devenu l'un des plus grands projets du temps de guerre, employant environ 4000 personnes. Les chercheurs et les travailleurs y ont fabriqué des versions de production en série du magnétron et ont développé environ 100 systèmes radar différents.

L'Allemagne et le Japon ont également inventé leurs propres systèmes radar, mais ceux-ci étaient en général moins efficaces, et la supériorité radar des Alliés est parfois créditée de la victoire de la Seconde Guerre mondiale.

Après la guerre, de nombreuses utilisations pacifiques de la technologie radar ont été trouvées. Aujourd'hui, le contrôle du trafic aérien dépend du radar pour empêcher les avions commerciaux d'entrer en collision. Le radar est essentiel pour suivre la météo. Le magnétron à cavité est maintenant utilisé pour cuire des aliments dans des fours à micro-ondes. Et de nombreux automobilistes ont été surpris en train d'accélérer par les pistolets radars de la police, y compris, semble-t-il, Sir Watson-Watt lui-même.

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Éditeur : Alan Chodos
Rédactrice associée : Jennifer Ouellette
Rédacteur en chef : Ernie Tretkoff


Margaret Watson-Watt

‘La mère de Radar’, Margaret Robertson est née à St Catherine’s Road, Perth. Son père, David, était dessinateur et sa mère travaillait chez Campbell’s Dyeworks. Son père a été associé pendant quelques années, avec Alexander Robertson, dans l'entreprise de Perth Foundry, Paul Street, près de Old High Street. Margaret a fait ses études à la Perth Academy où elle a montré une aptitude pour les langues. Elle a travaillé pendant une courte période au bureau de la fonderie de Perth. En 1904, elle quitte Perth pour se rendre à Londres où son père occupe un poste de dessinateur. Son grand-père, M. D Robertson, était le fondateur de l'entreprise de papeterie et de libraire au 95-97 High Street, Perth.

Peu de temps après son mariage, Margaret est retournée à Perth pour une visite en 1916 avec son mari Robert Watson. Watson est né à Brechin, le 13 avril 1892, et est généralement considéré comme l'inventeur du radar. À tout le moins, il a été un contributeur important à son développement. Watson n'était pas la seule personne à avoir réfléchi aux possibilités dans ce domaine, mais il a été le premier à proposer une solution viable. Watson a ajouté « Watt » à son nom dans les années 1940, car il était un descendant de James Watt de Greenock, l'inventeur du premier moteur à vapeur pratique en 1776.

Watson-Watt a fréquenté l'University College de Dundee, où il a été initié à la télégraphie sans fil, aux oscillateurs à radiofréquence et à la propagation des ondes tout en assistant le professeur William Peddie, président de la chaire de physique à Dundee. À l'âge de 18 ans, Robert a remporté un prix en chimie et a obtenu un baccalauréat ès sciences en ingénierie en 1912.

Margaret était enseignante à Dundee et avait étudié à l'University College. Elle a suivi des cours du soir où son futur mari était le conférencier. Elle suit également des cours du soir de ferronnerie et apprend à fabriquer des bijoux. Watson-Watt et Margaret Robertson se sont mariés le 20 juillet 1916 à Hammersmith, Londres. Cette année-là, il rejoint l'Office météorologique qui s'intéresse à ses idées sur l'utilisation de la radio pour détecter les orages.

Ils ont commencé leur vie conjugale en vivant dans une cabane en bois entre Aldershot et Farnborough, la station sans fil du bureau météorologique du ministère de l'Air. Une deuxième cabane a été utilisée pour leurs travaux de recherche communs. Margaret a utilisé ses compétences en joaillerie pour réparer les appareils Roberts, souder des connexions et réparer les appareils. À l'époque, Watson-Watt a décrit son appareil radio comme un peu plus que des longueurs de fil. L'autre devoir de Margaret était celui d'enregistreur et d'observateur des expériences radio. Tous les deux ou trois jours, elle se rendait à Aldershot à vélo pour acheter des fournitures pour la maison.

Pendant la Grande Guerre, Margaret avait une autre compétence utile, elle transcrivait des messages de Paris en code Morse et les transmettait au haut commandement britannique à Aldershot. Elle a également écouté les signaux horaires de Berlin et de Paris, avec un chronomètre dans une main et un téléphone dans l'autre, et au bon moment a donné le mot "Allez au QG de commandement". Ils ont ensuite fait retentir trois ‘pips’ sur une sirène. C'était le précurseur du BBC Time Signal.

En 1923, Watson-Watt s'embarqua pour l'océan Indien et la mer Rouge pendant trois mois pour étudier l'atmosphère. Margaret l'a rejoint plus tard à Alexandrie, et ils ont installé des tentes à la périphérie du Caire pleines d'équipements pour d'autres expériences. Des Bédouins armés emportèrent la tente avec l'appareil.

Sans l'appareil, ils ont remonté le Nil jusqu'à l'observatoire d'Hélouan (Helwan). Le gouvernement du Soudan les a ensuite invités à Khartoum et leur a fourni une maison. Ici, ils ont mené plus d'expériences dans l'atmosphère avec certains des meilleurs orages qu'ils aient jamais vus.

De retour en Grande-Bretagne, Margaret redevint femme au foyer jusqu'à neuf ans plus tard, lorsqu'elle redevint l'assistante de Watson-Watt dans ses travaux de recherche. Cette fois, ils partaient pour Tromsø, en Norvège, à 200 milles du cercle polaire arctique.

Watson-Watt a rejoint le Meteorological Office, qui en 1927 a été fusionné avec le National Physical Laboratory (NPL) – avec Watson-Watt à la tête. En 1933, il devient surintendant du NPL à Teddington. En 1934, il était à la tête de Radio Research à Ditton Park près de Slough. Il a été approché par le ministère de l'Air qui lui a demandé si une onde radio pouvait être utilisée pour produire un rayon de la mort. Les Allemands avaient prétendu avoir inventé un appareil capable de faire cela. Travaillant avec Arnold Wilkins à l'époque, il a assuré au ministère de l'Air que c'était, bien sûr, impossible, mais cela lui a donné l'occasion de proposer l'idée d'utiliser la radio pour détecter les avions. Bientôt Watson-Watt et Wilkins ont fait une démonstration au fonctionnaire et physicien du ministère de l'Air, A P Rowe (également connu sous le nom de Jimmy Rowe).

Le 2 avril 1935, Watson-Watt a obtenu un brevet pour un radar et en juin, il détectait des avions jusqu'à 15 milles de distance. À la fin de l'année, cela avait atteint jusqu'à 60 milles. Ce que Watson-Watt a finalement produit était le système radar très efficace Chain Home. Cela s'est avéré inestimable lors des batailles aériennes à venir.

Initialement, les travaux du Telecommunications Research Establishment (TRE) ont été effectués à Bawdsey près de Felixstowe. Cela a été ressenti comme un peu dangereux car il ne s'agissait que d'un court trajet en E-boat allemand au-dessus de la Manche si la guerre éclatait. Le nom de l'unité a changé en 1936 pour Air Ministry Experimental Station (AMES). Lorsque la guerre a éclaté, l'équipe s'est précipitée à l'Université de Dundee où le recteur n'était que vaguement au courant d'une conversation antérieure avec Watson-Watt à propos de leur travail là-bas.

Une partie de l'équipe, maintenant à Dundee, qui travaillait sur le radar d'interception aéroporté (IA), a été envoyée à l'aérodrome de la RAF Perth (Scone) pour travailler. Ce n'était pas tout à fait approprié et plus tard dans l'année, la partie principale de l'équipe a été transférée à la RAF St Athan dans la vallée de Glamorgan, au Pays de Galles. Cela s'est également avéré inapproprié et l'équipe a de nouveau été transférée à Worth Matravers dans le Dorset près de Swanage. En mai 1940, la distance entre les équipes s'est avérée impraticable et l'équipe AMES a quitté Dundee pour un nouvel emplacement près de l'équipe d'IA à Worth Matravers.

Watson-Watt a réussi à éliminer les formalités administratives et à faire en sorte que les stations radar soient dotées de membres de la Women's Auxiliary Air Force (WAAF) qui ont effectué les calculs et transmis les informations sur le raid ennemi par téléphone au Fighter Command. Les cinq premières stations radar côtières étaient opérationnelles en juillet 1938. Au début de la Seconde Guerre mondiale, le 1er septembre 1939, il y avait 19 stations radar opérationnelles.

Watson-Watt a déposé des brevets en 1935 et 1936 sur un système d'identification des avions amis ou ennemis (IFF). Le premier transpondeur IFF actif a été utilisé pour la première fois à titre expérimental en 1939. Watson-Watt avait un assistant, Edward Bowen, qui a mis au point un système radar aéroporté pour aider les pilotes à détecter les avions ennemis au-delà de la visibilité. Watson-Watt a également aidé à développer l'utilisation du radar pour une utilisation par la Royal Navy contre les sous-marins allemands.

En 1942, Watson-Watt a été fait chevalier devenant Sir Robert Alexander Watson-Watt, KCB, FRS, FRAeS. En 1952, Watson-Watt a reçu 50 000 £ du gouvernement britannique pour son travail sur le radar. Margaret a déposé une requête en divorce contre Robert et ils ont divorcé cette année-là. Margaret est retournée à Perth, achetant Dunalistair, Muirton Bank, Perth. Watson-Watt a déménagé au Canada où il a créé une société de conseil en ingénierie. Au Canada, il a épousé sa seconde épouse, Jean Wilkinson. Whilst in Canada, he ironically received a speeding ticket from a policeman using, a radar gun. Robert wrote an ironic poem (‘Rough Justice’) afterwards:

Pity Sir Robert Watson-Watt,

strange target of this radar plot

And thus, with others I can mention,

the victim of his own invention.

His magical all-seeing eye

enabled cloud-bound planes to fly

but now by some ironic twist

it spots the speeding motorist

and bites, no doubt with legal wit,

the hand that once created it.

Jean Wilkinson died in 1964 and Watson-Watt returned to Scotland and in 1966 at the age of 74, he married for the third time, Dame Katherine Jane Trefusis Forbes who was 67 at the time.

Watson-Watt lived in the winter in London with Dame Katherine Forbes and in the summer at ‘The Observatory’, the home of Dame Katherine in Pitlochry. Dame Katherine was the first director of the Women’s Auxiliary Air Force (1939-1943). She died in 1971.

Watson-Watt died two years later – in 1973 – in Inverness, age 81, and is buried along with Forbes in the churchyard of the Episcopal Church in Pitlochry.

Margaret, Lady Watson-Watt, passed an Italian ‘A’ level course in 1972, only one of six to pass the exam and while in her 80s. She celebrated her 102nd birthday on 3 May 1988 with a sherry party and specially made cake at St Johnstoun Nursing Home, Perth. She passed away peacefully on Wednesday 7 September 1988 at St Johnstoun Nursing Home. A funeral service was held in St Stephen’s Parish Church, Muirton and she was interred thereafter in Dunning Cemetery.

Watson Watt once paid tribute to the value of Margaret Robertson Watson-Watt’s contribution:

The technique we worked out in those years has been extended over the whole field of radio research, and in that sense was the forerunner of the experiments that led to radio location‘.

The couple had no children.

Campbell’s Dyeworks was located in St Catherine’s Road. It was destroyed by fire 20 May 1919 and then amalgamated with Messrs J Pullar & Sons, Limited. John Pullar who established Pullars was apprenticed to Peter Campbell in 1814/16.

Perth Foundry was located in Paul Street. An iron steamship, the ‘Eagle’ was built by Perth Foundry in 1836.

Margaret and Robert Watson-Watt, Perthshire Advertiser 21 June 1941


Robert Watson-Watt – „inventor of radar”

Sir Robert Alexander Watson-Watt (April 13, 1892–December 5, 1973), is considered by many to be the „inventor of radar”. Radar development was first started elsewhere (see History of radar), but Watson-Watt worked on some of the first workable radar systems, turning the theory into one of the most important war-winning weapons.

Born in Brechin in Angus, Scotland, he was a descendant of James Watt, the famous engineer and inventor of the practical steam engine.

After attending Brechin High School , he was accepted to University College, Dundee (which was then part of the University of St Andrews but became the University of Dundee in 1967). He graduated with a BSc in engineering in 1912, and was offered an assistantship by Professor William Peddie. It was Peddie who encouraged him to study radio, or „wireless telegraphy” as it was then known.

In 1915 Watson-Watt wanted a job with the War Office, but nothing obvious was available in communications. Instead he joined the Meteorological Office, who were interested in his ideas on the use of radio for the detection of thunderstorms. Lightning gives off a radio signal as it ionizes the air, and he planned on detecting this signal in order to warn pilots of approaching thunderstorms.

His early experiments were successful in detecting the signal, and he quickly proved to be able to do so at long ranges. Two problems remained however. The first was locating the signal, and thus the direction to the storm. This was solved with the use of a directional antenna, which could be manually turned to maximize (or minimize) the signal, thus „pointing” to the storm. Once this was solved the equally difficult problem of actually seeing the fleeting signal became obvious, which he solved with the use of a cathode-ray oscilloscope with a long-lasting phosphor. Such a system represented a significant part of a complete radar system, and was in use as early as 1923. It would, however, need the addition of a pulsed transmitter and a method of measuring the time delay of the received radio echos, and that would in time come from work on ionosondes.

At first he worked at the Wireless Station of Air Ministry Meteorological Office in Aldershot, England. Then in 1924 when the War Department gave notice that they wished to re-occupy their Aldershot site, he moved to Ditton Park near Slough (to the west of London). The National Physical Laboratory (NPL) already had a research station there, and in 1927 they were amalgamated as the Radio Research Station, with Watson-Watt in charge. After a further re-organisation in 1933, Watson-Watt became Superintendent of the Radio Department of NPL in Teddington.

In 1933 the Air Ministry had recently set up a committee to advance the state of the art of air defence in the UK. In World War I the Germans had used Zeppelins as long-range bombers over London and other cities and defences had struggled to counter the threat.

The prospect of aerial bombardment of civilian areas was causing great anxiety with modern heavy bombers able to approach from altitudes that anti-aircraft guns were unable to reach. Worse, with the enemy airfields only 20 minutes away, the bombers would have dropped their bombs and be returning to base before the intercepting fighters could get to altitude. The only solution would be to have standing patrols of fighters in the air at all times, but with the limited cruising time of a fighter this would require a gigantic standing force. Something needed to be done.

It was at about this time that Nazi Germany claimed to have a „death-ray” which used radio waves, and claimed it was capable of destroying towns, cities and people. The committee’s chair, H.E. Wimperis, visited Watson-Watt at Teddington in 1934, asking about the possibility of building their own version of such a death-ray, specifically for use against aircraft. Watson-Watt quickly returned a calculation carried out by his assistant, Arnold Wilkins, showing that such a device was basically impossible to construct, and fears of a Nazi version soon vanished. However he also mentioned in the same analysis „Meanwhile attention is being turned to the still difficult, but less unpromising, problem of radio detection and numerical considerations on the method of detection by reflected radio waves will be submitted when required.”

Aircraft detection and location

Wilkin’s sketch of the Daventry Experiment

Memorial at site of first successful RADAR experiments. LAT 52.195982°, LON -1.050121° on 26-2-1935

Closeup of memorial plaque

On February 12, 1935, Watson-Watt sent a memo of the proposed system to the Air Ministry, entitled Detection and location of aircraft by radio methods. Although not as exciting as a death-ray, the concept clearly had amazing potential and Watson-Watt was promptly asked for a demonstration by the committee, chaired by Sir Henry Tizard. This was ready by February 26, and consisted of two receiving antennas located about ten kilometers away from one of the BBC’s shortwave broadcast antennas at Daventry. Signals travelling directly from the station were filtered out, and a Heyford bomber flown around the site (passive radar). Such was the secrecy that only three people witnessed the test, Watson-Watt, his assistant Arnold Wilkins, and a single member of the committee, A.P. Rowe. The demonstration was a success: on several occasions a clear signal was seen from the bomber. Most importantly, the prime minister, Stanley Baldwin, was kept quietly informed of radar’s progress.

Only two weeks later Wilkins left the Radio Research Station with a small party, including Edward George Bowen, to start further research at Orford Ness. On April 2, 1935, Watson-Watt was granted a patent for radar. By June they were detecting aircraft at 27 kilometres, which was enough to stop all work on competing sound-based detection systems. By the end of the year the range was up to 100 kilometres, at which point plans were made in December to set up five stations covering the approaches to London.

One of these stations was to be located on the coast near Orford Ness, and Bawdsey Research Station was set up there to become the main centre for all radar research. They soon conducted „full scale” tests of a system that would soon be known as Chain Home, attempting to intercept a bomber by radar direction. The tests were a massive failure, with the fighter only seeing the bomber after it had passed its target. The problem was not the radar, but the flow of information from the trackers to the fighters, which took many steps and was very slow. Watson-Watt immediately attacked this problem, and set up the system with several layers of reporting that were eventually sent to a single large room for mapping. Observers watching the maps would then tell the fighter groups what to do via direct communications.

By 1937 the first three stations were ready, and his new reporting system put to the test. The results were clearly successful and an immediate order for an additional 20 stations was sent out. By the start of World War II 19 were ready to play a key part in the Battle of Britain, and by the end of the war over 50 had been built. The Germans were aware of the construction of Chain Home but were not sure of their purpose. They tested their theories with a flight of LZ 130, the GRAF Zeppelin II, but concluded the stations were a new long-range naval communications system.

Even as early as 1936 it was realized that the Luftwaffe would turn to night bombing if the day campaign did not go well, and Watson-Watt had put another of the staff from the Radio Research Station, Edward Bowen, in charge of developing a radar that could be carried by a fighter. Night time visual detection of a bomber was good to about 300 metres, and the existing CH systems simply didn’t have the accuracy needed to get the fighters that close. Bowen decided that an airborne radar should not exceed 200 pounds (90 kg) in weight, 8 ft³ (230 L) in volume, and require no more than 500 watts of power. To reduce the drag of the antennas the operating wavelength could not be much greater than one metre, difficult for the day’s electronics. Nevertheless such a system, known as „AI” – Airborne Interception, was perfected by 1940, and were instrumental in eventually ending „The Blitz” of 1941. Bowen also fitted airborne radar to maritime patrol aircraft (known in this application as „ASV” – Air to Surface Vessel) and this eventually reduced the threat from submarines.

Contribution to World war II

In his English History 1914-1945, eminent English Historian A.J.P. Taylor paid the highest of praise to Watson Watt, Sir Henry Tizard and their associates who developed and put in place radar, crediting them with being fundamental to victory in World war II. There would have been no success in the Battle of Britain without radar and consequently Britain would not have survived.

In July 1938 Watson-Watt left Bawdsey Manor and took up the post of Director of Communications Development (DCD-RAE). In 1939 Sir George Lee took over the job of DCD, and Watson-Watt became Scientific Advisor on Telecommunications (SAT) to the Air Ministry, travelling to the USA in 1941 in order to advise them on the severe inadequacies of their air defense efforts illustrated by the Pearl Harbor attack.

His contributions to the war effort were so overwhelming that he was knighted in 1942. In 1952 he was awarded £50,000 by the British government for his contributions in the development of radar. He spent much of the post-war era in Canada, and later the USA, where he published Three Steps to Victory in 1958.

On one occasion, late in his life, Sir Watson-Watt reportedly was pulled over in America for speeding by a radar-gun toting policeman. His remark was, „Had I known what you were going to do with it I would never have invented it!”

After the war Watson-Watt was reportedly disappointed that he did not gain more recognition for his contribution to the allies’ victory. He established a practice as a consulting engineer, but in the 1950s moved to Canada, and later to the USA. He returned to Scotland in the 1960s.

In 1966, at the age of 72, he proposed to Kathryn Jane Trefusis Forbes. Trefusis-Forbes, who at that time was 67, had also played a significant role in the Battle of Britain as the founding Air Commander of the Women’s’ Auxiliary Air Force, which supplied the radar-room operatives.

From that time, they lived together in London in the winter, and at The Observatory – Trefusis-Forbes summer home, in Pitlochry, Perthshire, during the warmer months. The marriage was not considered a universal success – certainly by members of Kathryn Jane’s family. Nevertheless, the couple stayed together until they died – Dame Kathryn in 1971, Watson-Watt in 1973. Both are buried in the church yard at Pitlochry.

* Davis, Chris, „Sir Robert Alexander Watson-Watt, FRS (1892-1973)”
* Hollmann, Martin, „Radar Development In England”. Radar World.
* Lem, Elizabeth, „The Ditton Park Archive”. Ditton Park Archive, rl.ac.uk. January 2004.
* „Radar Personalities : Sir Robert Watson-Watt”. RadarPages.
* „The Royal Air Force Air Defence Radar Museum” at RRH Neatishead, Norfolk.
* „The Watson-Watt Society of Brechin”. aims to encourage the public to have a better understanding of the pioneering work of Sir Robert Watson-Watt. The Society intends to create a permanent memorial in Brechin- artists and craftsmen will be invited to submit designs and tender for the work. It is hoped that science and aviation enthusiasts will visit this ancient and interesting city to view the memorial, which will be raised by public subscription and is planned to be unveiled in 2009. It is also intended to produce an interactive digital exhibit for use in the Town House Museum, and to provided an annual science prize for Brechin High School senior pupils.

1. ^ Sir Robert Watson-Watt. Dick Barrett. Retrieved on 2008-02-26.
2. ^ Robert Watson-Watt. The Radar Pages. Retrieved on 2007-12-14


Early experiments [ edit | modifier la source]

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|date= >> In 1916 Watson-Watt wanted a job with the War Office, but nothing obvious was available in communications. Instead he joined the Meteorological Office, who were interested in his ideas on the use of radio for the detection of thunderstorms. Lightning gives off a radio signal as it ionizes the air, and he planned on detecting this signal in order to warn pilots of approaching thunderstorms.

His early experiments were successful in detecting the signal and he quickly proved to be able to do so at long ranges. Two problems remained however. The first was locating the signal and thus the direction to the storm. This was solved with the use of a directional antenna, which could be manually turned to maximize (or minimize) the signal, thus "pointing" to the storm. Once this was solved the equally difficult problem of actually seeing the fleeting signal became obvious, which he solved with the use of a cathode-ray oscilloscope with a long-lasting phosphor. [ citation requise ] Such a system represented a significant part of a complete radar system, and was in use as early as 1923. It would, however, need the addition of a pulsed transmitter and a method of measuring the time delay of the received radio echoes, and that would in time come from work on ionosondes.

At first he worked at the Wireless Station of Air Ministry Meteorological Office in Aldershot, England. In 1924 when the War Department gave notice that they wished to re-occupy their Aldershot site, he moved to Ditton Park near Slough in Berkshire. The National Physical Laboratory (NPL) already had a research station there and in 1927 they were amalgamated as the Radio Research Station, with Watson-Watt in charge. After a further re-organisation in 1933, Watson-Watt became Superintendent of the Radio Department of NPL in Teddington.


Robert Watson-Watt rides the waves

The British physicist who became known as the ‘inventor of radar’.

In April 1935, British physicist Robert Watson-Watt was granted a patent for his design of a radio system for detecting aircraft in flight. The system was described as Radio Detection And Ranging, and because of it, Watson-Watt became known as the inventor of RADAR.

Of course, the title “inventor of radar” is more of an honorific than a factual description.

Indeed, J. A. Ratcliffe’s biographical memoir of Watson-Watt, written for Britain’s Royal Society after his death on 5 December 1973, says that, “When the time came to apportion credit he was meticulous in recording the contributions of the men around him, and in acknowledging his own debt to his scientific predecessors”.

Writing in the 15 September 1945 edition of the journal Nature, in an article headlined “Radar in war and peace”, Watson-Watt acknowledges people whose discoveries were incorporated into his radar system, such as his colleague, British physicist Edward Appleton, who went on to win the 1947 Nobel Prize in Physics, for his studies that proved the existence of the layer in the upper atmosphere called the ionosphere.

Beginning in 1923, the pair published a series of influential articles for the Royal Society titled “On the nature of atmospherics”.

A 2006 article in APS News, published by the American Physical Society, says the “basic principles needed for radar systems were established in the 1880s”, by German physicist Heinrich Hertz, who produced and transmitted a form of electromagnetic radiation across his laboratory and “noticed that some materials transmit radio waves while others reflect them”.

APS News also makes note of German engineer Christian Huelsmeyer, who “invented a crude system that used radio waves to prevent boats and trains from colliding on foggy days”.

Watson-Watt was born in Brechin, Angus, Scotland, on 13 April 1892, a fact that accords him a place in the Scottish Science Hall of Fame, which says that although “he did not invent the idea of radio detection, he was the first to prove it could work on a large scale”.

After graduating with a bachelor of science degree in engineering, and taking a class medal in natural philosophy (physics), from University College in Dundee, which was part of St Andrew’s University, he continued on as an assistant professor and took up studies in “wireless telegraphy”, better known today as radio.

In 1915 Watson-Watt went to work as a meteorologist at the Meteorological Office, where he was able to try out his ideas on using radio to detect thunderstorms.

As an article published by the US-based Worldwide Independent Inventors Association explains, “lightning gives off a radio signal as it ionises the air”, and, by using a directional antenna that could be manually turned, and a cathode-ray oscilloscope, Watson-Watt was able to detect this signal and warn pilots of oncoming storms.

Following his success with weather tracking, in 1924 Watson-Watt went to work at the new Radio Research Centre at Ditton Park, near London, in charge of the radio department.

In 1933, in response to German claims that it had built a death ray that used radio waves capable of destroying targets in Britain, Watson-Watt was asked if he could develop a similar weapon that could destroy German aircraft before they attacked.

No, was his answer. He believed, however, that he could develop a machine able to detect an aircraft in flight before it was visible.

The APS describes how, in February 1935, Watson-Watt “demonstrated to an Air Ministry committee the first practical radio system for detecting aircraft”, in what became known as “the Daventry experiment”, and that he was was soon using pulsed radio waves to detect airplanes up to 130 kilometres away.

With war on the horizon, Britain began building “Chain Home”, a network of radar stations along the coast of England, using Watson-Watts’ designs, which “successfully alerted the Royal Air Force to approaching enemy bombers, and helped defend Britain against the German Luftwaffe in the Battle of Britain”.

By 1945, 50 of these towers had been built.

An article in the Engineering and Technology Wiki explains that, “like all pulsed radars, Chain Home sent a burst of radio energy at a target, then measured the time it took for the energy to reflect back to its receiver”.

“What made Chain Home unusual was how it measured the bearing of (or direction to) the target … [it] relied on antennas that illuminated a huge area, like a floodlight. These antennas did not move or scan at all. Rather, Chain Home radar operators chose a target (“blip”) on their screen and turned the knob of a special coil-like instrument to null out or minimise the blip. Then they could read the direction to this target from a scale around the knob. This device (called a radio goniometer) electronically steered the nulls from a pair of simple fixed receiving antennas.”

It was based on the idea Watson-Watt had come up with while tracking radio static generated by thunderstorms years before the war.

After the war, it was pointed out that Chain Home typically operated at frequencies of 22–50 megahertz, which were much lower than radars developed in other countries, which led Watson-Watt to come up with what has come to be called “the cult of the imperfect: “Always strive to give the military the third best to go on with the second-best comes too late, [and] the best never comes.”

Years later, Watson-Watt had moved to Canada for business and, at age 64, while driving in his car, received a speeding ticket from a policeman using a radar device. The experience prompted him to write this poem, titled “A Rough Justice”:

Pity Sir Watson-Watt,
strange target of this radar plot

And thus, with others I can mention,
the victim of his own invention.

His magical all-seeing eye
enabled cloud-bound planes to fly

but now by some ironic twist
it spots the speeding motorist

and bites, no doubt with legal wit,
the hand that once created it.

Oh Frankenstein who lost control
of monsters man created whole,

with fondest sympathy regard
one more hoist with his petard.

As for you courageous boffins
who may be nailing up your coffins,

particularly those whose mission
deals in the realm of nuclear fission,

pause and contemplate fate’s counterplot
and learn with us what’s Watson-Watt.

More history

Jeff Glorfeld

Jeff Glorfeld est un ancien rédacteur en chef du journal The Age en Australie et est maintenant un journaliste indépendant basé en Californie, aux États-Unis.

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Sources

Sir Robert Alexander Watson-Watt, ca. 1944 In his English History 1914-1945, historian A. J. P. Taylor paid the highest of praise to Watson-Watt, Sir Henry Tizard and their associates who developed and put in place radar, crediting them with being fundamental to victory in World War II.

In July 1938 Watson-Watt left Bawdsey Manor and took up the post of Director of Communications Development (DCD-RAE). In 1939 Sir George Lee took over the job of DCD, and Watson-Watt became Scientific Advisor on Telecommunications (SAT) to the Air Ministry, travelling to the USA in 1941 in order to advise them on the severe inadequacies of their air defence efforts illustrated by the Pearl Harbor attack. His contributions to the war effort were so significant that he was knighted in 1942.

Ten years after his knighthood, Watson-Watt was awarded £50,000 by the British government for his contributions in the development of radar. He established a practice as a consulting engineer. In the 1950s moved to Canada. Later he lived in the USA, where he published Three Steps to Victory in 1958. Around 1958 he appeared as a mystery challenger on the American television programme To Tell The Truth.

On one occasion, late in life, Watson-Watt reportedly was pulled over in Canada for speeding by a radar-gun toting policeman. His remark was, "Had I known what you were going to do with it I would never have invented it!" He wrote an ironic poem ("Rough Justice") afterwards: Pity Sir Robert Watson-Watt,

strange target of this radar plot

And thus, with others I can mention,

the victim of his own invention.

His magical all-seeing eye

enabled cloud-bound planes to fly

but now by some ironic twist

it spots the speeding motorist

and bites, no doubt with legal wit,

the hand that once created it.


Robert Alexander Watson-Watt and the Radar Technology

On February 26 , 1935 , British engineer and Fellow of the Royal Society Robert Alexander Watson-Watt started with first experiments on detecting and locating aircrafts with radio technique, later called ‘ RADAR ‘. Radar was initially nameless and researched elsewhere but it was greatly expanded on 1 September 1936 when Watson-Watt became Superintendent of Bawdsey Research Station located in Bawdsey Manor , near Felixstowe, Suffolk. Work there resulted in the design and installation of aircraft detection and tracking stations called Chain Home along the east and south coasts of England in time for the outbreak of the Second World War in 1939.

The History of Radar

The history of radar starts with experiments by Heinrich Hertz in the late 19th century that showed that radio waves were reflected by metallic objects.[1] This possibility was suggested in James Clerk Maxwell ‘s seminal work on electromagnetism.[2] However, it was not until the early 20th century that systems were able to use these principles were becoming widely available, and it was German inventor Christian Hülsmeyer who first used them to build a simple ship detection device intended to help avoid collisions in fog (Reichspatent Nr. 165546). Numerous similar systems, which provided directional information to objects over short ranges, were developed over the next two decades.

The Principle of Radar

The principle of radar is simple. You only have to be able to produce a short electromagnetic pulse and have to wait until it gets reflected by a solid object. Thus, the development of systems able to produce short pulses of radio energy was the key advance that allowed modern radar systems to come into existence. By timing the pulses on an oscilloscope the range could be determined, and the direction of the antenna revealed the angular location of the targets. The two, combined, produced a “fix”, locating the target relative to the antenna. The term RADAR was coined in 1939 by the United States Signal Corps as it worked on these systems for the Navy.

The first workable radar unit constructed by Robert Watson-Watt and his team

Robert Watson-Watt and the “Death Ray”

Robert Watson-Watt graduated with a BSc in engineering in 1912, and continued his studies as an assistant to William Peddie, the holder of the Chair of Physics at University College, Dundee, who encouraged Watson-Watt to study radio, or “wireless telegraphy” as it was then known. During the Great War, Watson-Watt experimented with the detection of thunderstorms and lightnings in order to warn pilots of approaching thunderstorms. When in the 1930s there was the rumor that Nazi Germany should be able to produce a “death ray” using radio waves that were capable of destroying towns, cities and people, the Air Ministry asked Watson-Watt about the possibility of building their version of a death-ray, specifically to be used against aircraft. Watson-Watt quickly returned a calculation carried out by his colleague, Arnold Wilkins, showing that the device was impossible to construct, and fears of a Nazi version soon vanished. However, he also mentioned in the same report a suggestion that was originally made to him by Wilkins that radio waves may be capable of detecting aircraft.

The Birth of Radar

On 12 February 1935, Watson-Watt sent a secret memo of the proposed system to the Air Ministry, Detection and location of aircraft by radio methods. Although not as exciting as a death-ray, the concept clearly had potential but the Air Ministry, before giving funding, asked for a demonstration proving that radio waves could be reflected by an aircraft. The proof could be given at 26 February. The prototype system consisted of two receiving antennas located about 10 km away from one of the BBC’s shortwave broadcast stations at Daventry . The two antennas were phased such that signals travelling directly from the station cancelled themselves out, but signals arriving from other angles were admitted, thereby deflecting the trace on a CRT indicator. Despite a high level of secrecy – only three people had knowledge about the demonstration – is was a full success. On several occasions a clear signal was seen from a bomber being flown around the site. Most importantly, the prime minister, Stanley Baldwin , was kept quietly informed of radar’s progress. Finally, on 2 April 1935, Watson-Watt received a patent on a radio device for detecting and locating an aircraft.

Had I known what you were going to do with it …

With the development of radar, Robert Watson-Watt provided a fundamental contribution to the allied victory in the Second World War. He was knighted in 1942. In the 1950s, he moved to Canada as a consulting engineer. As an irony in history it is reported that Watson-Watt was pulled over for speeding in Canada by a radar gun-toting policeman. His remark was, “Had I known what you were going to do with it I would never have invented it!” Watson-Watt’s other contributions include a cathode-ray-tube direction finder used to study atmospheric phenomena, research in electromagnetic radiation, and other inventions used for flight safety.

Robert Alexander Watson-Watt died in 1973, aged 81, in Inverness, Scotland.

At yovisto academic video search you can learn more about the History of Radar in the 1950s ATT documentary ‘Echoes in War and Peace’.


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