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Sebbene lo sviluppo e messa a punto di apparati radar siano stati dovuti quasi esclusivamente alle necessità imposte dalla seconda guerra mondiale, il principio di base della rivelazione di oggetti metallici mediante riflessione di onde elettromagnetiche è vecchio almeno quanto l'elettromagnetismo. A questo proposito va segnalato che nel 1903 un ingegnere tedesco di nome Hulsmeyer fece esperimenti sulla rivelazione di onde elettromagnetiche riflesse da navi e nel 1904 ottenne un brevetto in molti paesi per un rivelatore di ostacoli e un apparecchio per la navigazione marittima [1].
L'idea di Hulsmeyer non ebbe alcun seguito soprattutto a causa della povertà tecnologica dell'epoca. Il primo che vide lucidamente le possibilità offerte dalle onde corte come mezzo di rivelazione di bersagli fu G. Marconi, che ebbe a dire nel 1922 in un celebre discorso tenuto presso l'Institute of Radio Engineers (U.S.A.) [2]: "Come venne per la prima volta mostrato da Hertz, le onde elettriche possono essere completamente riflesse dai corpi conduttori. In alcune mie esperienze ho rilevato effetti di riflessione e rivelazione di tali onde da parte di oggetti metallici a distanza di miglia. Io ritengo che dovrebbe essere possibile progettare apparati per mezzo dei quali una nave possa irradiare un fascio di tali onde in una direzione voluta, le quali onde, ove incontrino un oggetto metallico, quale un'altra nave, siano riflesse su un ricevitore schermato rispetto al trasmettitore della nave trasmittente e quindi immediatamente diano la presenza ed il rilevamento dell'altra nave nella nebbia o nel cattivo tempo". Nonostante le profetiche parole di G. Marconi si dovette aspettare almeno un decennio prima che fossero affrontati in modo sistematico studi per realizzare l'apparato da lui descritto, e almeno 15 anni prima che tali apparati funzionassero in modo soddisfacente. La prima applicazione della tecnica ad impulsi nella misura della distanza si è avuta nelle esperienze di Breit e Tuve nel 1925, per determinare l'altezza della ionosfera [4], mentre soltanto agli inizi degli anni 30 si hanno le prime rivelazioni di oggetti (molto spesso soltanto casuali). Nei paragrafi successivi sarà chiarito come i vari governi, pressati dall'imminenza della guerra, reagiranno ai risultati di queste prime esperienze. Si avverte comunque che la trattazione sarà molto schematica, in quanto sull'argomento esistono buoni riferimenti ai quali si rimanda il lettore interessato. Un trattato ottima sia dal punto di vista tecnica, che storico è dato da [5], nel quale è riportata anche una breve storia dal radar italiano (cap.6) ad opera del prof. Mario Calamia e del comandante Roberto Palandri. Si vuole in ultimo ricordare che la parola RADAR deriva da una contrazione delle parole americane RAdio Detection And Ranging (rivelazione e misura della distanza con onde radio, letteralmente "radio rivelazione e posizionamento"). CRONOLOGIA
Gli Stati Uniti furono i primi a studiare e mettere a punto apparati radar. Come già detto, intorno al 1930 si hanno le prime rivelazioni accidentali di oggetti metallici (aerei) che stimolarono l'ulteriore ricerca in questo campo. L'ente che si è praticamente sobbarcato l'onere finanziario di questa prima fase è stato il Naval Research Laboratory: non essendoci una stimolazione immediata, gli studi sono proceduti a rilento e il primo apparato brevettato risale al 1934 [6]. È da osservare che questo apparato, come del resto quelli di tutti gli altri paesi, era del tipo ad onda continua; questo fatto era dovuto soprattutto alle difficoltà pratiche incontrate nella realizzazione di radar ad impulsi. I primi apparati ad impulsi sono del 1936, con frequenza di funzionamento di 28,3 MHz e durata di impulso 5sec. La portata, che inizialmente era soltanto di 2,5 miglia venne portata in pochi mesi a 25 miglia. Un nuovo stimolo allo studio di questi radar si ebbe con lo sviluppo di tubi capaci di fornire potenze elevate: si deve comunque arrivare al 1941 per avere una installazione di una serie di radar ad impulsi sulle unità maggiori della U.S.Navy. Gli altri paesi nei quali si svilupparono studi e ricerche sulla realizzazione di apparati radar sono l'Italia (su cui riferiremo nel prossimo paragrafo) l'Inghilterra, la Germania. Va detto che anche in Francia iniziarono studi indipendenti, ma furono interrotti quasi subito a causa di rovesci subiti agli inizi della seconda guerra mondiale. I tedeschi arrivarono alla costruzione durante la guerra di ottimi apparati, che però non svolsero la funzione determinante dei radar americani ed inglesi, probabilmente a causa di valutazioni diverse (ed errate) dello Stato Maggiore tedesco sullo sviluppo futuro della guerra. La storia del radar inglese merita un cenno a parte in quanto quel paese ha investito ingenti mezzi nello sviluppo di tali apparati portandolo in pochi anni ad un livello analogo a quello raggiunto dagli Stati Uniti; questo notevole sforzo è stato dovuto, oltre che alla lungimiranza dei suoi governanti, alla particolare situazione geografica in cui si trova l'Inghilterra, cioè particolarmente vulnerabile ad attacchi tedeschi. Praticamente la prima proposta al governo di stanziare fondi per ricerche in campo radar è del 1935. Alla fine del 1935 si ha il primo prototipo ad onda continua e già nel 1936 si hanno i primi prototipi ad impulsi sulla frequenza di 25 MHz e nel 1939 su quella di 200 MHz. Quando poi nella metà del 1940 si ebbe uno scambio di informazioni tecniche con gli americani, gli sviluppi furono rapidissimi: a questo contribuì in maniera determinante la costruzione del magnetron a cavità multiple, proposta dagli inglesi Randall e Boote. Per quanto riguarda Russia e Giappone, probabilmente questi stati non si impegnarono in modo concreto nello studio e realizzazione pratica di apparati radar.
In Italia non si ebbero i risultati clamorosi degli U.S.A. e dell'Inghilterra, soprattutto a causa della miopia dei nostri governanti dell'epoca e non tanto perché in Italia non era avviata una ricerca in campo radar. A questo proposito si consiglia la lettura dell'eccellente introduzione al testo di U. Tiberio [3]. Un resoconto storico e tecnico dei primi anni della storia del radar italiano è contenuto in [5, cap.6], che è arricchito anche da numerose foto, alcune delle quali di notevole interesse. In queste note verrà solo dato un cenno sull'attività svolta e sulle tappe più importanti di essa, avvertendo che il materiale è tratto interamente da [3]. Nel 1933 G. Marconi, in una esperienza fatta alla presenza delle autorità militari italiane, dimostrò la possibilità di rivelare ostacoli mediante la riflessione di onde elettromagnetiche. A seguito delle esperienze di Marconi, nel 1935 (nella stessa data in cui venne presentata la relazione inglese!) venne presentato un rapporto al "Comitato Interministeriale per i Servizi Militari Elettrici" che sintetizzava una ricerca condotta da U. Tiberio intesa a chiarire "se e in qual modo gli apparati per il sondaggio ionosferico potessero adattarsi alla rivelazione di aerei e di navi a grande distanza". In detto rapporto erano contenute la teoria elementare della portata radar (equazione del radar nello spazio libero) e gli schemi e i dati fondamentali dei due apparati, uno ad onda continua ed uno ad impulsi. Purtroppo i responsabili militari preferirono la costruzione di un incrociatore da 10.000 t al finanziamento con mezzi e uomini adeguati del progetto: in pratica fino al 1940 l'unica persona che si occupa del problema fu U. Tiberio. Negli anni immediatamente seguenti il 1935 le prove e i primi prototipi vennero messi a punto al RIEC (Regio Istituto Elettrotecnico e delle Comunicazioni, oggi Mariteleradar) a Livorno. Il prototipo di radar ad impulsi realizzato venne chiamato da Tiberio "GUFO" (pag.101 di [5]). Fu comunque soltanto nel 1941, dopo il disastro subito nella battaglia navale di Capo Matapan che venne affidata alla ditta S.A.F.A.R. di Milano la commessa di perfezionare e costruire una prima serie di apparati ad impulsi. Purtroppo la mancanza di una industria nazionale elettronica e di personale tecnico adeguatamente preparato non permise di ottenere i risultati che si sarebbero potuti potenzialmente raggiungere. Va infine citato che in [7] si trova discussa per la prima volta in sede internazionale la teoria del radar nello spazio libero, con la deduzione dell'equazione del radar in termini di "forza cimomotrice". NOTE
[1] Brevetto inglese concesso a Christian Hulsmeyer, il 22 settembre 1904, intitolato; "Hertian-wave Projecting and Receiving Apparatus Adapted to indicate or Give Warning of the presence of netallic body such Ship or train, in the line of Projecting of Such waves". Torna al testo.
[3] Tiberio U.: "Introduzione alla Tecnica Radio e Radar", Tamburini, Milano, 1974, pp 1-14. Torna al testo.
[4] Breit G. Tuve M.A.: "A test of the existence of the conducting layer" Phys. Rev. , vol.28, pp 574-575, Sept. 1926. Torna al testo.
[5] Skolnik M.I. : "Introduction To radar systems", McGraw Hill, New york, 1962, pp 8-14. Torna al testo.
[6] Brevetto U.S. n. 1981884: "System for detecting Objects by Radio" concesso a A.H. Taylor, L.C. Ypoung , L.A.Hyland, 27 12 1934. Torna al testo.
[7] Tiberio U.: "Misure di distanza per mezzo di onde ultracorte (radiotelemetria)", Alta frequenza, Maggio 1939. Torna al testo. Tratto dal CDROM didattico di Teoria e Tecnica Radar del Prof. Enzo Dalle Mese |