Sir Robert Alexander Watson WattOd 1942 oficjalnie korzystał z formy z łącznikiem pomiędzy nazwiskami.London Gazette Issue 35618 opublikowane 3 lipca 1942., s. 39. (ur. 13 kwietnia 1892 w Brechin, zm. 5 grudnia 1973 w Inverness) – szkocki naukowiec, pionier radionamierzania i technologii radarowej.
Watt rozpoczął swoją karierę w dziedzinie radiofizyki od pracy w Met Office, gdzie zaczął szukać dokładnych sposobów śledzenia burz za pomocą fal radiowych emitowanych przez błyskawice. Doprowadziło to do opracowania w latach 20. odbiornika znanego później jako radionamiernik HF/DF. Choć w tamtym czasie było o nim głośno, ogromny potencjał militarny systemu został rozwinięty dopiero pod koniec lat 30. HF/DF pozwolił operatom określić lokalizację wrogiego nadajnika radiowego w ciągu kilku sekund i stał się główną częścią sieci systemów, które pomogły pokonać zagrożenie ze strony niemieckich U-Bootów podczas II wojny światowej.
W 1935 roku Watt został poproszony o skomentowanie doniesień o niemieckim promieniu śmierci opartym na radiu. Watt i jego asystent Arnold Wilkins szybko ustalili, że nie jest to możliwe, ale Wilkins zasugerował wykorzystanie sygnałów radiowych do lokalizowania samolotów na dużych odległościach. Doprowadziło to do demonstracji w lutym 1935 roku, podczas której sygnały z nadajnika krótkofalowego BBC zostały odbite od samolotu Handley Page H.P.50. Watt kierował rozwojem praktycznej wersji tego urządzenia, które weszło do służby w 1938 roku pod kryptonimem Chain Home. System ten dostarczał istotnych informacji z wyprzedzeniem, które pomogły Królewskim Siłom Powietrznym w bitwie o AnglięWatson-Watt, Sir Robert; The Pulse of Radar, Dial Press, 1959..
Po sukcesie swojego wynalazku, Watt został wysłany do Stanów Zjednoczonych w 1941 roku, aby doradzać w zakresie obrony powietrznej po japońskim ataku na Pearl Harbor. Po powrocie kontynuował prace nad rozwojem radarów dla War Office i Ministerstwa Zaopatrzenia. W 1942 otrzymał tytuł szlachecki Kawalera, a w 1946 został odznaczony amerykańskim Medalem za Zasługi.
Życiorys Wczesne życie Twierdził, że jest potomkiem Jamesa Watta, słynnego inżyniera i wynalazcy praktycznego silnika parowego, ale nie znaleziono żadnych dowodów na jakiekolwiek pokrewieństwoNicoll, Steve (Lipiec 2017). „Robert Alexander Watson Watt”. Britain at War: 76.. Po uczęszczaniu do Damacre Primary School i Brechin High School, został przyjęty do University College w Dundee (wówczas część University of St Andrews, który w 1954 stał się Queen’s College, a następnie University of Dundee w 1967 roku). Watt odniósł sukces jako student, zdobywając nagrodę Carnelleya w dziedzinie chemii i medal za filozofię przyrody w 1910 roku.
Ukończył studia inżynierskie ze stopniem Bachelor of Science w 1912 roku i otrzymał propozycję asystentury od profesora , który w latach 1907–1942 prowadził katedrę fizyki w University College w Dundee. To właśnie Peddie zachęcił Watsona-Watta do studiowania radiotechniki, czy też „telegrafii bezprzewodowej”, jak ją wówczas nazywano, i przeprowadził go przez zajęcia podyplomowe z fizyki generatorów drgań i propagacji fal radiowych. Na początku I wojny światowej Watt pracował jako asystent na wydziale inżynierii uczelniShafe, Michael (1982). University Education in Dundee 1881–1981: A Pictorial History. Dundee: University of Dundee. s. 58, 75 i 88..
Pierwsze eksperymenty W 1916 roku Watt chciał dostać pracę w War Office, ale nie było oferty w dziedzinie łączności. Zamiast tego dołączył do Met Office, które było zainteresowane jego pomysłami na wykorzystanie radia do wykrywania burz. Piorun emituje sygnał radiowy, jonizując powietrze, a jego celem było wykrycie tego sygnału, aby ostrzec pilotów przed zbliżającymi się burzami. Sygnał ten występuje w szerokim zakresie częstotliwości i może być łatwo wykryty i wzmocniony przez morskie odbiorniki fal długich. Pioruny stanowiły poważny problem dla komunikacji na tych popularnych długościachBrown, Louis (1999). Technical and Military Imperatives: A Radar History of World War 2. CRC Press. ISBN 978-1-4200-5066-0., s. 45..
Jego wczesne eksperymenty zakończyły się sukcesem w wykrywaniu sygnału i szybko udowodnił, że jest w stanie to zrobić w odległości do 2500 kilometrów. Lokalizację określano poprzez obracanie anteny pętlowej, aby zmaksymalizować (lub zminimalizować) sygnał, „wskazując” w ten sposób burzę. Uderzenia były tak ulotne, że bardzo trudno było obrócić antenę na czas, aby prawidłowo zlokalizować jedno z nich. Zamiast tego operator słuchał wielu uderzeń i opracowywał przybliżoną średnią lokalizację.
Początkowo pracował w Stacji Bezprzewodowej Biura Meteorologicznego Ministerstwa Lotnictwa w Aldershot w hrabstwie Hampshire. W 1924 roku, kiedy Departament Wojny poinformował, że chce odzyskać swoją siedzibę w Aldershot, przeniósł się do Ditton Park w pobliżu Slough w Berkshire. korzystało już z tej lokalizacji i posiadało dwa główne urządzenia, które okazały się kluczowe dla jego pracy.
Pierwszą z nich była antena Adcock, układ czterech masztów, który umożliwiał wykrywanie kierunku sygnału poprzez różnice fal. Używając par tych anten ustawionych pod kątem prostym, można było dokonać jednoczesnego pomiaru kierunku błyskawicy na dwóch osiach. Wyświetlanie ulotnych sygnałów stanowiło problem. Rozwiązało go drugie urządzenie oscyloskop WE-224, niedawno nabyty od Bell Labs. Podając sygnały z dwóch anten do kanałów X i Y oscyloskopu, pojedyncze urządzenie powodowało pojawienie się linii na wyświetlaczu, wskazując kierunek uderzenia. Stosunkowo „wolny” fosfor oscyloskopu pozwalał na odczyt sygnału dopiero pod wystąpieniu uderzeniaBrown, Louis (1999). Technical and Military Imperatives: A Radar History of World War 2. CRC Press. ISBN 978-1-4200-5066-0., s. 46.. Nowy system Watta był używany w 1926 roku i był tematem obszernego artykułu Watta i Herda.
Zespoły radiowe Met i NPL zostały połączone w 1927 roku, tworząc z Wattem jako dyrektorem. Kontynuując badania, zespoły zainteresowały się przyczynami „statycznych” sygnałów radiowych i odkryły, że wiele z nich można wyjaśnić odległymi sygnałami znajdującymi się nad horyzontem, odbijającymi się od górnej warstwy atmosfery. Było to pierwsze bezpośrednie wskazanie na realność warstwy Kennelly-Heaviside’a, zaproponowanej wcześniej, ale w tym czasie w dużej mierze odrzuconej przez inżynierów. Aby określić wysokość warstwy, Watt, Appleton i inni opracowali „squegger”, aby opracować wyświetlacz generatora podstawy czasu, który spowodowałby, że kropka oscyloskopu poruszałaby się płynnie po wyświetlaczu z bardzo dużą prędkością. Poprzez taktowanie squeggera tak, aby kropka dotarła do odległego końca wyświetlacza w tym samym czasie, co oczekiwane sygnały odbite od warstwy Heaverside’a, można było określić wysokość warstwy. Ten obwód czasowy był kluczem do rozwoju radaruO. S. Puckle, „Time Bases, Their Design and Development”, Chapman & Hall, 1943.. Po kolejnej reorganizacji w 1933 roku, Watt został kierownikiem Wydziału Radiowego NPL w Teddington.
Praca nad radarem Problem ochrony powietrznej Podczas pierwszej wojny światowej Niemcy używali sterowców jako bombowców dalekiego zasięgu nad Wielką Brytanią, a obrona z trudem radziła sobie z tym zagrożeniem. Od tego czasu możliwości samolotów znacznie się poprawiły, a perspektywa powszechnego bombardowania z powietrza obszarów cywilnych budziła niepokój rządu. Ciężkie bombowce były teraz w stanie zbliżać się na wysokościach, których ówczesne działa przeciwlotnicze nie były w stanie osiągnąć. Z wrogimi lotniskami po drugiej stronie kanału La Manche oddalonymi potencjalnie o zaledwie 20 minut lotu, bombowce zrzucały bomby i wracały do bazy, zanim jakiekolwiek myśliwce przechwytujące zdołałyby osiągnąć wysokość. Jedynym rozwiązaniem wydawały się stałe patrole myśliwców w powietrzu, ale przy ograniczonym czasie lotu myśliwca wymagałoby to ogromnych sił powietrznych. Pilnie potrzebne było alternatywne rozwiązanie, w 1934 roku Ministerstwo Lotnictwa powołało Komitet ds. badań naukowych nad obroną powietrzną pod przewodnictwem Henry’ego Tizarda w celu znalezienia sposobów na poprawę obrony powietrznej Wielkiej Brytanii.
Pogłoski o tym, że nazistowskie Niemcy opracowały „promień śmierci”, który rzekomo był w stanie niszczyć miasta i ludzi za pomocą fal radiowych, zostały zauważone w styczniu 1935 roku przez , dyrektora ds. badań naukowych w Ministerstwie Lotnictwa. Zapytał on Watta o możliwość zbudowania własnej wersji promienia śmierci, przeznaczonej specjalnie do zwalczania samolotów. Watson-Watt szybko odesłał obliczenia przeprowadzone przez jego młodego kolegę, Arnolda Wilkinsa, wykazujące, że takie urządzenie jest niemożliwe do skonstruowania, a obawy o nazistowską wersję szybko zniknęły. W tym samym raporcie wspomniał również o sugestii Wilkinsa, który niedawno usłyszał o samolotach zakłócających komunikację na falach krótkich, że fale radiowe mogą być zdolne do wykrywania samolotów: W międzyczasie zwracamy uwagę na wciąż trudny, ale mniej obiecujący problem wykrywania radiowego, a rozważania numeryczne dotyczące metody wykrywania przez odbite fale radiowe zostaną przedłożone w razie potrzeby. Pomysł Wilkinsa, sprawdzony przez Watta, został niezwłocznie przedstawiony przez Tizarda w zarządzanym przez niego komitecie 28 stycznia 1935 roku.
Wykrywanie i lokalizacja statków powietrznych mały|Pomnik w miejscu pierwszych udanych eksperymentów w Daventry mały|Zbliżenie tablicy upamiętniającej mały|Pierwszy działający radar skonstruowany przez Watta i jego zespół 12 lutego 1935 roku Watson-Watt wysłał tajną notatkę dotyczącą proponowanego systemu do Ministerstwa Lotnictwa, Wykrywanie i lokalizacja samolotów metodami radiowymi. Choć koncepcja ta nie była tak ekscytująca jak promień śmierci, to wyraźnie miała potencjał, ale Ministerstwo Lotnictwa zanim przyznało fundusze, poprosiło o demonstrację dowodzącą, że fale radiowe mogą być odbijane przez samolot. Była ona gotowa do 26 lutego i składała się z dwóch anten odbiorczych umieszczonych w odległości około 9,7km od jednej z krótkofalowych stacji nadawczych BBC w Daventry. Dwie anteny były fazowane w taki sposób, że sygnały podróżujące bezpośrednio ze stacji anulowały się, ale sygnały docierające z innych kątów były dopuszczane, odchylając w ten sposób ślad na wskaźniku kineskopu (radar pasywny). Ten test był na tyle tajny, że tylko trzy osoby były jego świadkami: Watson-Watt, jego kolega Arnold Wilkins i jeden członek komisji Albert Rowe. Demonstracja zakończyła się sukcesem: przy kilku okazjach odbiornik pokazywał wyraźny sygnał zwrotny z bombowca Handley Page Heyford latającego wokół terenu. Premier Stanley Baldwin był na bieżąco informowany o postępach w pracach nad radarem. 2 kwietnia 1935 roku Watson-Watt otrzymał patent na urządzenie radiowe do wykrywania i lokalizowania samolotów.
W połowie maja 1935 roku Wilkins opuścił Stację Badań Radiowych wraz z niewielką grupą, w tym , aby rozpocząć dalsze badania w Orford Ness, odizolowanym półwyspie na wybrzeżu Morza Północnego w hrabstwie Suffolk. Do czerwca udało im się wykryć samoloty w odległości 26 kilometrów, co wystarczyło naukowcom i inżynierom do zaprzestania wszelkich prac nad konkurencyjnymi systemami wykrywania opartymi na dźwięku. Pod koniec roku zasięg wynosił 97 kilometrów, a grudniu planowano utworzenie pięciu stacji obejmujących podejścia do Londynu.