当代最伟大的发明之一——雷达,是由英国科学家沃特森·瓦特于1935年3月研制成功的。
雷达作为一种无线电控制和定位技术是在发明了电磁波以后发明的。电磁理论的奠基者是杰出的英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。如果在一条电路内的电流发生涨落,就会产生类似用石投水面时所产生的“波”的运动,这就是电磁波。它能把能量从一个地方传递到另一个地方,尽管我们不能直接看见这种传递过程,但我们可以通过实验发现这种传递现象。1888年,赫兹用实验证实了麦克斯韦于1865年在理论上的这一预言。
1897年,俄国科学家亚历山大·斯捷潘诺维奇·波波夫(1859~1905年)与同事雷布分别在“阿非利加”号和“欧罗巴”号巡洋舰上进行无线电通讯实验时,发现电磁波遇到金属时产生反射现象。波波夫预言了这种现象将在军事上有着广泛的用途,遗憾的是并没有引起重视。
1922年,意大利电气工程师威廉·马可尼再述了这一思想,此后美国海军的科学工作者开始了这方面的探索。他们首先在实验室研制了收发分离连续波的雷达装置。
1934年,英国皇家无线电研究所所长罗伯特·沃特森·瓦特正在进行地球大气层的无线电科学考察。
一天,沃特森·瓦特在观察荧光屏时,发现图像中突然出现一连串的亮点。这是一种什么无线电波信号呢?从它的亮度和距离分析来看,它不可能是来自地球大气层。不肯轻易放过这个奇特现象的沃特森·瓦特,又进行了一系列实验,他终于发现,这些亮点原来是被实验室附近的一座高楼反射回来的电波信号。
这一发现使他感到很兴奋。既然高楼大厦能反射电波,那么,正在空中飞行的飞机是否也能在荧光屏上被观察到呢?要知道,在当时的技术条件下,除了看见和听见飞机之外,还没有一种能提前发现飞机的方法。如果一旦发生战争,能有一种可以提前发现敌机的办法,那该多好啊!1935年1月,沃特森·瓦特开始着手进行雷达的研制试验工作。他们首先试制成功电波发射装置和接收电波的接收装置。后来,他们又把全部设备装在载重汽车上,当试验飞机从15公里以外起飞向载重汽车方向飞来时,汽车上的电波发射出去,碰到了飞机后又迅速反射回来,被接收装置所接收。这次实验,飞机是在12公里以外被发现的,世界上第一部雷达就这样诞生了。
半年后,他们进一步改进了装置,把接收装置改用荧光屏,外来的信号能在荧光屏上以光带形式出现,通过光带可以直接读出飞机的高度和距离。经过改进的雷达已能在60公里外发现飞机了。
1935年,瓦特完成了论文《用雷达的方法探测飞机》,当此论文送到英国空军时,正值第二次世界大战前夕,人们已经意识到空袭的威胁,因此瓦特利用反射脉冲的反射来观察飞机的思想立即引起了重视。
1936年4月,第一台脉冲式雷达装置问世。
1939年9月,第二次世界大战爆发。在希特勒德国发动的不列颠战役中,沃特森·瓦特发明的雷达为保卫国家安全和人民的生命财产免遭破坏,发挥了巨大作用。在瓦特的建议下,英国政府拨出巨款,在沿海一带迅速建造了许多雷达站,构成雷达网,敌机无论从哪个方向飞来,都会被英国雷达发现。当德国轰炸机远在100公里外的海面上空向英国本土飞来时,英国雷达站就能把这些敌机的架数、航向、速度和抵达英国领空的时间十分准确地测出来。这样,不少德国飞机还没来得及飞临领空,就被英国空军战斗机击落在波涛汹涌的大西洋里了。
德国空军情报官试图弄清为什么英国人总是知道敌机在那里。后来,德国人知道了丘吉尔的秘密“武器”——准确的雷达系统。而戈林和他的高级指挥官们并不相信这种军事情报。后来当德军决定袭击英国雷达站时,又因雷达站目标小而不能奏效,致使戈林最后不得不哀叹说:“继续袭击雷达站是否有意义,那些遭受攻击的雷达站至今没有一个失去作用。”
由于沃特森·瓦特发明了雷达并及时得到政府的重视和采用,英国本土在第二次世界大战中才能免受许多生命、财产的损失。
今天,种类繁多的雷达已广泛地应用于航空、航海、气象观测、宇航等方面,雷达被人们称之为当代最伟大的发明之一。