Rádiólokátor

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Nagy hatótávolságú rádiólokátor antennája
F–15 Eagle vadászrepülőgép AN/APG–70 típusú lokátorának antennája, mögötte elektronikája
Pave Paws típusú korai rakétariasztó lokátor
A Kőris-hegyi Radarállomás 1993. decemberében. A forgó lokátor a gömbszerű burkolaton belül van, amely a rádióhullámokat átengedi.

A rádiólokátor, rövidebben radar (a Radio Detection And Ranging, magyarul rádióérzékelés és távmérés) olyan berendezés, mely az általa kisugárzott rádióhullámok (3 MHz – 110 GHz frekvencia, 100 m – 2,7 mm hullámhossz) visszaverődésének érzékelése alapján különféle tárgyak helyét tudja megállapítani. Elterjedten alkalmazzák a repülésben, a hajózásban, a haditechnikában, a meteorológiában, valamint számos más területen. Az adó és a vevő jellemzően, de nem mindig, egy berendezésbe van építve.

Az első rádiólokátorokat az 1930-as években kezdték rendszerbe állítani, a második világháborúban már elterjedten alkalmazták, elsősorban a légvédelmi feladatokra, főleg Angliában és Németországban. A háború alatt Bay Zoltán az Egyesült Izzóban fejlesztett rádiólokátort, ennek segítségével 1944-ben már képes volt hatékonyan észlelni az ellenséges repülőgépeket,[1] 1946-ban, alig egy hónappal egy amerikai kutatócsoport után (de sokkal nehezebb körülmények között dolgozva, és sokkal pontosabban), a világon másodikként sikerült a Holdról visszaverődést érzékelnie és ezzel megmérnie a Hold pontos távolságát a Földtől.

A radar funkció szerinti csoportosítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Felderítőradar
  • Meteorológiai radar
  • Térképező radar
  • Távolságmérő radar
  • Magasságmérő radar
  • Sebességmérő radar
  • Tolatóradar

Radar egyenlet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A vevőantennára visszaérkező teljesítményt(Pr) a radaregyenlet adja meg:

P_r = {{P_t G_t  A_r \sigma F^4}\over{{(4\pi)}^2 R_t^2R_r^2}}

ahol

  • Pt = kisugárzott teljesítmény
  • Gt = az adóantenna nyeresége (gain)[2]
  • Ar = a vevőantenna effektív apertúrája (felülete)
  • σ = radar keresztmetszet(radar cross section), vagy a cél szórási együtthatója
  • F = terjedési tényező
  • Rt = az adó és a cél távolsága
  • Rr = a vevő és a cél távolsága

Abban az esetben ha az adó és a vevő (közös) ugyanott található, Rt = Rr és a Rt² Rr² kifejezés helyettesíthető R4-nel, akkor R a távolság.

Így az eredmény:

P_r = {{P_t G_t  A_r \sigma F^4}\over{{(4\pi)}^2 R^4}}.

Ez azt mutatja, hogy a visszaérkező jel a távolság negyedik hatványával csökken, ami azt jelenti, hogy a visszavert teljesítmény távoli tárgyak(célok) esetében nagyon-nagyon kis értékű lesz.

A fenti egyenlet F = 1 egyszerűsítése vákuumra vonatkozik, ahol nincs interferencia. A terjedési tényező szolgál magyarázatul a többutas terjedésre, az árnyékolásra és függ a környezet minden egyes részletétől. A valóságban a Path veszteségeket (pathloss) hatásokat is figyelembe kell venni.

Az első lokátorok Magyarországon[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A magyar hadvezetés 1942-ben felállította a Bay-csoportot, amely német technikával és saját fejleszésű eszközökkel vette ki a részét az ország légvédelméből.[3] Német részről a Freya és a Würzburg-Riese lokátorokat használták, Magyarország a Tungsram által gyártott adócsöveket szállította[4]. Az Amerikai Egyesült Államokban ekkor fejlesztették a reflex-klisztont és a magnetront, amelyek a centiméteres hullámok tartományában is képesek voltak működni. A magyar adócsövek triódák voltak, és az egy méternél rövidebb hullámhosszak tartományában voltak üzemképesek. A Hold-radar kísérlet idején például az 55 cm-es hullámhosszon működő eszköz volt sikeres (kb. 540 MHz).

Az elsőként kifejlesztett EC 103 15-20 W teljesítményre volt képes (impulzus üzemben 1-2 kW-ra). 1943-ban már a Dunán haladó uszályokat képesek voltak észlelni vele. Az EC 108 impulzus üzemben 10 kW teljesítményre volt képes. Ekkor a magyar rádiólokátor már az Alpok hegyeit és észlelte. Első felállítási helye, – a János-hegy – nem volt alkalmas, ekkor Sári mellé települtek át. Második lokátoruk Jászkiséren vadászrepülő-felderítőként üzemelt. A magyar rádiólokátor hatóköre nagyobb volt 60 kilométernél.[5] A Bay-csoport legfontosabb munkatársai ekkor Papp György, Simonyi Károly, Winter Ernő, Budincsevits Andor, Dallos György voltak. Ebben a körben ismertette a Hold-radarvisszahang ötletét Bay még 1944 márciusában. A nyilas hatalomátvétel után a termelést leállították; a gépeket és a munkatársakat nyugatra szállították. 1944 telén a dunai jeges ár is elpusztította a maradék berendezéseket. Szerencsére a radarkísérleti munkákhoz szükséges eszközök a gyár kutatólaboratóriumában voltak.

Az első elektroncsövek Rimlock foglalattal, rács- és anódsapkával készültek (a rácsfeszültség is elérete a 2000 V-ot). Ekkor alkalmaztak első ízben tóriumoxidos katódot (oxikatód). A Hold radar kísérlethez használt OQQ 500/3000 elektroncső[6] kosaras foglalattal készült.

A fejlesztések a Váci úti kísérleti laboratóriumban folytak, nem minden nehézség nélkül. 1944 július 3-án a gyárudvaron felsorakoztatták a még ott dolgozó 400 zsidó származású dolgozót, akiket a Józsefvárosi pályaudvarra hurcoltak. Bay és Jankovich a német adócső programra hivatkozva annyit tudott elérni, hogy 13 mérnököt visszatarthattak. Közülük is kettő lemaradt a névjegyzékből (Viola Gyula és Kentzler Ödön). Ők tovább dolgozhattak az adócső programon; azonban a névsorolvasásnál mások nevét használva azonosították magukat. Erről az életmentő trükkről Bay-n kívül gyakorlatilag senki sem tudott.[7]

A gyárnak azt a részét, amely a háború után még megmaradt, másodszor is sikerült megmenteni. Bay közbenjárására szovjet adócsöveket kezdtek gyártani; sajnos, nem sokáig. A Hold-kísérlet idejére ezeket a gépeket is elszállították, és ekkor valóban csak a kísérleti üzem maradt meg.

A háború után Bay kijutott Amerikába, és ott ismerte meg a John H. De Witt ezredes által alkalmazott magnetront, amellyel ott is sikeres Hold-visszhang kísérletet végeztek, de a centiméteres hullámhosszak tartományában. DeWitt további előnyben volt Bay-val szemben; az amerikaiaknak ugyanis volt kristályoszcillátoruk.[8]

A lokátor fejlesztésének munkatársai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Maga Bay Zoltán a Műszaki Egyetemről került át az Egyesült Izzóhoz. Munkatársai a Műegyetem és az ELTE oktatói, fizikusok és mérnökök voltak:[9]

Adókészülék a mikrohullámú rezgőkörökkel Szepesi Zoltán
Impulzusgenerátor Papp György, Sólyi Antal, Magó Kálmán
Adócső és a keverő diódák Winter Ernő, Budencsevits Andor
Vevőkészülék Dallos György
Katódsugárcső áramkörei Papp György, Magó Kálmán
Parabolikus reflektor és az iránymérés Simonyi Károly

Lábjegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. SZTNH - Magyar feltalálók és találmányok - BAY ZOLTÁN (1900 - 1992). hipo.gov.hu, 2012. (Hozzáférés: 2012. szeptember 3.) 55 cm-es hullámhosszon
  2. Az antennanyereséget nem decibelben, hanem természetes mérőszámával kell figyelembe venni
  3. Rácz, Elemér: A magyar királyi honvédség rádiólokátor technikája 1942–1945 között. portal.zmne.hu, 2009. (Hozzáférés: 2012. szeptember 5.)
  4. Elektronsugárelvű kísérleti csövek 1944-ből. omikk.bme.hu, 2005. (Hozzáférés: 2012. szeptember 5.)
  5. Location of Hungarian locators of the end of the war. omikk.bme.hu, 2004. (Hozzáférés: 2012. szeptember 6.)
  6. OQQ 500/3000 típusú adócső. omikk.bme.hu, 2004. (Hozzáférés: 2012. szeptember 6.)
  7. Aschner Lipót alapítvány: A Tungsram Rt. története 1896–1996 (application/pdf objektum). mek.oszk.hu, 2010. (Hozzáférés: 2012. szeptember 5.)
  8. Bay Zoltán. inaplo.hu, 2007. (Hozzáférés: 2012. szeptember 6.)
  9. Pribusz, Katalin: Űrkutatás az Interneten - Bay Zoltán csapata és a Holdvisszhang-kísérletek. astro.u-szeged.hu, 2003. (Hozzáférés: 2012. szeptember 6.)

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Rádiólokátor témájú médiaállományokat.

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]