1900-luvun ensimmäisinä vuosikymmeninä Eurooppa ja Yhdysvallat alkoivat huomata, että taivaalla lentävät lentokoneet aiheuttavat häiriöitä radioviestinnässä, koska radiosignaalit heijastuvat osittain ilmassa olevista laitteista. Pian tätä ilmiötä alettiin käyttää tarkoituksella erilaisten etäisten esineiden havaitsemiseen. Tämän seurauksena tutka-asemat rakennettiin.
Tutkan toimintaperiaate
Tutka-asemalla (tutka) on erilainen, lyhennetty nimi - tutka. Tämä on lyhenne sanoista "radion havaitseminen ja etäisyys", joka tarkoittaa "radion havaitseminen ja etäisyyden mittaus". Tällainen asema toimii seuraavan periaatteen mukaisesti.
Ensinnäkin radaripulsseja lähetetään tutkalähettimestä hyvin suurella taajuudella, minkä jälkeen vastaanottava antenni poimii radiosignaalin kaikun, joka on saapunut säteilypaikkaan.
Suuntaa, josta signaali tulee kiinteän pinnan heijastuksen jälkeen, kutsutaan kohde-atsimuutiksi. Etäisyys siihen voidaan laskea ajan perusteella, joka kuluu signaalin kulkemiseen kohteeseen ja takaisin.
Ensimmäiset keksinnöt ja kokeet
Tämän toimintaperiaatteen laitteen patentoi vuonna 1904 saksalainen insinööri Christian Hülsmeier. Sitä kutsuttiin telemobileskoopiksi. Saksan maaperässä laitetta ei kuitenkaan käytetty missään.
Vuonna 1922 Yhdysvaltain laivaston insinöörit alkoivat kokeilla radiosignaalien lähettämistä Potomac-joen yli. Tällaisten kokeiden seurauksena alukset putosivat ilmaisukenttään, joka kulkemisen aikana esti säteilevien radioaaltojen polun.
Skotlantilainen fyysikko Robert Watson-Watt tutki, kuinka radioaaltoja voitaisiin käyttää ilma-alusten lentokoneiden havaitsemiseen. Hän patentoi tutkansa vuonna 1935. Brittiläiset, tajuamalla toisen maailmansodan alkavan pian, olivat syksyn 1938 alkuun mennessä rakentaneet useita tutka-asemia joillekin strategisesti tärkeille Englannin rannikoille.
Tutkaa alettiin käyttää myös ilma-alusten ja merivoimien aseiden tarkkaan kohdistamiseen.
Magnetron ja klystron
Tutkailla oli erittäin korkea säteilytaajuus, joka vaati erityisiä elektronisia laitteita. Ensimmäiset lähettimet oli varustettu magnetronilla - sähkötyhjiölaitteella. Fyysikko Albert Hull (USA) osallistui sen rakentamiseen. Vuoteen 1921 mennessä laite luotiin.
Mutta 14 vuotta myöhemmin insinööri Hans Holman keksi monen ontelon magnetronin. Vastaava laite koottiin Neuvostoliitossa vuosina 1936-1937. (johtaja: M. Bonch-Bruevich) ja Britanniassa vuonna 1939 - fyysikot Henry Booth ja John Randall.
9 cm - tämä oli uuden laitteen tuottamien radioaaltojen pituus. Tämän ansiosta tutka pystyi jo havaitsemaan sukellusveneen periskoopin 11 km: n etäisyydeltä.
Vuonna 1938 kaksi yhdysvaltalaista veljeä, Russell ja Sigurd Varian, keksivät toisen laitteen radiosignaalin vahvistamiseksi - klystronin.
Tutkan käyttö rauhanomaisiin tarkoituksiin
Taistelut sodassa ovat ohi. Tutka oli edelleen käytössä. Mutta ei sotilaallisiin, vaan rauhanomaisiin tarkoituksiin. Vuonna 1946 tähtitieteen asiantuntijat saivat radiosignaalin, joka heijastui kuun pinnalta ja vuonna 1958 - Venuksen pinnalta. Neuvostoliiton tähtitieteilijät ovat tutkineet (tutkan avulla) menestyksekkäästi muita planeettoja - elohopeaa (vuonna 1962), Marsia ja Jupiteria (vuonna 1963).
NASAn avaruusjärjestö on käyttänyt kiertoradalla olevia avaruusaluksia maapallon merenpohjan kartoittamiseen. Tutkat ovat myös suurta apua sääpalveluille sääennusteissa.
