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Gradu Amaierako Lana / Trabajo Fin de Grado
Ingeniaritza Elektronikoko Gradua / Grado en Ingeniería Electrónica
Aspectos históricos y técnicos del
RADAR
Egilea/Autor/a:
Igor García Atutxa
Zuzendaria/Director/a:
Joaquín Portilla
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
Índice
1. Introducción y objetivos 3
2. Desarrollo 4
2.1. Conceptos básicos del radar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2. Evolución desde finales del siglo XIX hasta finales de la Segunda Guerra Mundial 6
2.2.1. Contexto cientı́fico-tecnológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.2. Desarrollo del radar en Alemania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.3. Desarrollo del radar en los Estados Unidos . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.4. Desarrollo del radar en Reino Unido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.5. Misión Tizard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2.6. Magnetrón de cavidad resonante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3. El Radar en la Segunda Guerra Mundial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.1. Contexto histórico previo (1914-1939) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.2. Batalla de Inglaterra y Chain Home (julio-octubre 1940) . . . . . . . . . . 27
2.3.3. El Atlántico (1939-1945) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.4. El Mediterráneo (1940-1945) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3.5. Frente Este (1941-1945) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.6. Guerra en el Pacı́fico (1941-1945) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3. Conclusiones 34
4. Abreviaturas utilizadas 35
5. Bibliografı́a 36
2
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
1. Introducción y objetivos
El radar (radio detection and ranging, en castellano, detección y medición de distancias
por radio) es un sistema basado en ondas electromagnéticas utilizado para medir distancias,
altitudes, direcciones y velocidades. El radar nos sirve para ampliar la capacidad de ciertos
sentidos, especialmente el sentido de la visión, pero no para sustituirlo. El radar no posee la
capacidad de resolución ni de reconocimiento de objetos del ojo humano. Sin embargo, el radar
puede ser diseñado para ver donde la visión humana no llega, como podrı́an ser la oscuridad,
niebla, lluvia o nieve. Además, éste tiene la ventaja de poder medir las distancias a los objetos.
Durante los primeros años después de su creación, la idea básica del radar residió en trasmitir
señales con pulsos de corta duración y potentes, midiendo el retardo entre la señal transmitida
y el eco proveniente del objeto (el blanco) de esta misma señal. De esta manera, se obtenı́a
la distancia a la que se encontraba el blanco. En estos primeros radares, debido al ruido, no
era posible obtener simultáneamente alcances razonables, precisión en la medida de distancias
y una resolución adecuada. Las teorı́as de Woodward, basadas en el cálculo de probabilidades
y el teorema de muestreo han dado lugar a nuevos tipos de radares con mejores prestaciones
y más económicos. El objetivo ya no será transmitir una señal de gran potencia para tener
un gran alcance (limitando la precisión y resolución), sino que se prestará especial atención al
diseño del receptor para maximizar la relación Señal-Ruido (S/N). En resumen, podemos decir
que los primeros radares hacı́an hincapié en el transmisor, mientras que los modernos lo hacen
en el receptor. Entre sus ámbitos de aplicación actual se encuentran la meteorologı́a, el control
del tráfico aéreo y terrestre, seguridad en el mar, vehı́culos espaciales y gran variedad de usos
militares. Esta última representa por mucho la aplicación más exigente con las prestaciones del
radar [1].
La finalidad de este Trabajo Fin de Grado es la de mostrar los descubrimientos iniciales que
hicieron posible el planteamiento del radar, ası́ como su evolución a lo largo de las primeras
décadas del siglo XX, prestando especial atención a su repercusión y desarrollo en el gran
acontecimiento histórico de este siglo, la Segunda Guerra Mundial (SGM). Este conflicto serı́a
el primer campo de pruebas del radar, debido al cual su avance se verı́a impulsado. A pesar de
su cercanı́a en el tiempo, la historia del radar podrı́a dar lugar a un trabajo que extenderı́a el
estudio de un TFG o por otro lado carecer de la suficiente profundidad al proponernos cubrir
toda su franja temporal. Debido a ello, el punto y final de este estudio lo fijaremos en el final
de la SGM. Tanto la importancia que tuvo el radar en ella como la trascendencia que tuvo este
enfrentamiento para la humanidad en general hacen que sea una interesante y extensa materia de
estudio. Iniciaremos la memoria enumerando los descubrimientos que hicieron posible el radar.
Después nos centraremos en los mayores avances realizados en este sistema en diferentes paı́ses,
casualmente estos paı́ses serı́an los mismos que luego tendrı́an un papel destacado en la SGM.
Continuaremos viendo el papel que desempeñó el radar en las batallas más importantes del
conflicto. Finalmente, en el apartado de las conclusiones se analizará hasta que punto el radar
repercutió en el desenlace final de la SGM.
3
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
2. Desarrollo
2.1. Conceptos básicos del radar
El radar básicamente está constituido por una antena transmisora que emite ondas electro-
magnéticas, una antena receptora y un dispositivo detector de energı́a o receptor (Figura 1).
Una parte de esta señal electromagnética transmitida puede toparse con un objeto reflectante (el
blanco), que reenvı́a esta señal en todas direcciones. La energı́a que retorna en dirección al radar
(llamada eco) es la que nos informa de la presencia de este blanco. La antena receptora capta el
eco y se lo suministra al receptor, donde se procesa para extraer todos los datos requeridos del
blanco (localización, velocidad...).
Figura 1: Esquema básico de un radar. Aparecen indicadas las densidades de potencia entrante y reflejada
del blanco (donde Pt es la potencia transmitida, Gt es la ganancia de la antena, R la distancia al blanco
y σ la sección radar de un blanco esférico). Figura tomada de la referencia [1].
Tomando como referencia las densidades de potencia de la Figura 1 y multiplicándolas por
el área efectiva de la antena receptora (Ae), tenemos que la potencia recibida en el receptor será
la siguiente1 [2]:
Pr =
PtGtσAe
(4π)2R4
(1)
El radar se empezó a desarrollar hace más de 70 años, a principios de la década de 1930. Desde
su creación ha evolucionado de forma imparable hasta convertirse en uno de los sistemas más
complejos que incorporan las últimas innovaciones. A continuación mostramos dos definiciones
del radar aportadas por dos organizaciones diferentes de gran importancia en el mundo de la
radiodetección [1]. La primera definición es de La Unión Internacional de las Telecomunicaciones
(UIT):
“Sistema de Radiodeterminación basado en la comparación entre señales radioeléctri-
cas reflejadas o retransmitidas desde la posición a determinar”.
De igual forma la IEEE nos ofrece la suya:
“Un dispositivo para la transmisión de señales electromagnéticas y la recepción de
ecos desde los objetos de interés (blancos) dentro de su volumen de cobertura. La
presencia de un blanco es revelada por la detección de su eco o por una réplica del
transpondedor”.
En cuanto a los tipos de radares existentes tenemos varias clasificaciones: naturaleza del objeto,
finalidad del radar, posición relativa transmisor y receptor o naturaleza de la señal transmitida
[3]. Según ésta última los radares se pueden dividir en dos grandes grupos:
1
Ecuación ideal del radar. No se consideran en ella: las pérdidas en el sistema, los efectos del entorno...
4
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
◦ Radares de onda continua (CW): emiten ondas continuas, se pueden modular en frecuencia
(CW-FM) o fase (CW-PM) dándonos información ası́ sobre la distancia y velocidad del
blanco.
◦ Radares de pulsos: la señal se pulsa de forma periódica. Se utiliza para medir la distancia
al blanco.
Figura 2: Diferencias entre radar de onda continua y pulsado. Figura tomada de la referencia [1].
El radar mide las diferentes caracterı́sticas del blanco de la siguiente manera [1]:
◦ Distancia. El tiempo de retraso entre la emisión y la recepción de la señal nos aporta la
distancia a la que se encuentra el blanco.
◦ Dirección. Las antenas directivas de las que constan los radares permiten medir la dirección
del blanco. El ancho del haz determina la resolución angular.
◦ Velocidad. Cuando tenemos un blanco móvil hay una diferencia entre la frecuencia de la
señal emitida y la proveniente del eco debido al efecto Doppler. De esta manera se mide la
velocidad radial del blanco. Esta también se puede calcular con la diferencia de distancias
medidas en diferentes instantes de tiempo.
Uno de los problemas con los que puede encontrarse un sistema de radar, a parte de que la
potencia procedente del blanco sea pequeña, es la aparición de señales indeseadas que pueden
llegar al receptor [4]. Dentro de estas señales encontramos:
◦ Ruido. Es toda radiación electromagnética indeseada y señal producida en el propio equi-
po que interfiere en la capacidad de detectar el blanco. El ruido más importante es el
térmico2 el cual depende de la temperatura y el ancho de banda. Este ruido se toma como
aproximadamente blanco. Esto quiere decir que la señal contiene todas las frecuencias y
todas ellas muestran la misma potencia.
◦ Clutter. Es el conjunto de ecos generado por elementos como: niebla, nubes, lluvia, nieve,
la superficie del mar o de la tierra u otros objetos como podrı́an ser la aves.
◦ Interferencias. Señales de otros sistemas electrónicos que pueden limitar el correcto fun-
cionamiento del radar.
◦ Contramedidas. Son aquellas señales creadas voluntariamente con la intención de entorpe-
cer el buen funcionamiento del radar.
2
También conocido como ruido de Johnson-Nyquist, es generado por la agitación térmica de los portadores de
carga en equilibrio.
5
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
2.2. Evolución desde finales del siglo XIX hasta finales de la Segunda Guerra
Mundial
Una vez conocidos los conceptos generales del radar continuaremos con el objeto de estudio de
este Trabajo Fin de Grado: la evolución y la trascendencia de esta tecnologı́a desde los primeros
experimentos hasta finalizar la SGM donde su uso estaba ya totalmente implantado3.
2.2.1. Contexto cientı́fico-tecnológico
Como bien se ha comentado anteriormente en este texto, el radar está basado en la transmi-
sión de ondas electromagnéticas. Debido a esto nos es indispensable conocer las diferentes teorı́as
y aportaciones que se fueron realizando en el electromagnetismo. Podemos mencionar como uno
de los hechos más trascendentes de la Ingenierı́a Eléctrica y de la Fı́sica del siglo XIX la for-
mulación de la teorı́a electromagnética4. Al desarrollo de la misma contribuyeron inicialmente
personas como Franklin, Oersted o Faraday (que percibió la relación entre la electricidad y mag-
netismo)5. Posteriormente, Maxwell escribirı́a en 1865 un conjunto de ecuaciones6 diferenciales
que mostraban lo antes determinado por Gauss, Faraday y Ampère. A muchos estas ecuaciones
les parecieron artificiales, innecesarias e incomprensibles. En 1884, el trabajo de Maxwell llegó
a las manos de un por entonces telegrafista, Heaviside, quien redujo las ecuaciones de Maxwell
a las hoy conocidas [5].
Lo hasta ahora mencionado forma parte del desarrollo del conocimiento sobre las ondas elec-
tromagnéticas pero no es considerado el origen del radar. Los orı́genes del radar se remontan
a finales del siglo XIX, más concretamente a 1887. En ese año, Heinrich Hertz produjo en su
laboratorio de Karlsruhe ondas electromagnéticas y demostró la polarización, reflexión y re-
fracción de estas ondas. Esto fue de gran importancia ya que por primera vez se logró generar
ondas de radio que podı́an ser reflejadas por ciertos materiales y que fueran detectadas tras la
reflexión. Debido a estos experimentos que realizó entre 1886 y 1890, Hertz amplió el espectro
electromagnético conocido, estudiando la banda de 3 m y 6 m de longitud de onda en el espectro
VHF (Very High Frequency) y con longitudes de onda de 60 cm para el espectro UHF (Ultra
High Frequency). Hasta los estudios de Hertz sólo era conocido el espectro visible y parte del
infrarrojo donde la radiación es detectable para los sentidos humanos [6].
Otro avance vendrı́a a cargo de Marconi cuando en 1895 introdujo su sistema inalámbrico.
A partir de entonces, muchos cientı́ficos se aventuraron a trabajar en este ámbito [7]. En 1897 se
iniciarı́a la era de la electrónica con el descubrimiento del electrón de Thomson y la invención del
tubo de rayos catódicos (CRT) por Ferdinand Braun, elemento utilizado para la visualización de
los datos del radar. Los rayos catódicos, descubiertos por Plücker en 1859, se observan cuando se
aplican altos voltajes a los electrodos en un tubo de vacı́o. Otro elemento importante fue el desa-
rrollo de dos prerrequisitos para el radar antes del siglo XX: la radiogoniometrı́a (búsqueda por
radiodetección) y la oscilografı́a de rayos catódicos [6]. Hertz no vio el camino prometedor que
se abrı́a con estos nuevos descubrimientos y la aplicabilidad que podı́an tener este tipo de ondas
electromagnéticas que habı́a estudiado. Una década después Marconi y otros desarrollaron la
tecnologı́a de la telegrafı́a sin hilos, los buenos resultados obtenidos por ellos en los experimentos
preliminares en microondas fueron eclipsados por el éxito de las radiocomunicaciones basadas
en ondas electromagnéticas de longitud de onda más grande. Por este motivo no se investigarı́an
tanto las microondas [5].
3
Los alemanes ya habı́an hecho alguna prueba con sus radares en la Guerra Civil Española.
4
Ésta contiene toda la información del magnetismo y la electricidad. Sin tener en cuenta la teorı́a cuántica.
5
A finales del siglo XVIII ya se habı́a establecido la ley del inverso del cuadrado.
6
Eran un total de ocho ecuaciones que aparecı́an en su trabajo A Dynamical Theory of the Electromagnetic
Field.
6
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
La invención del radar no se puede atribuir a una única persona sino más bien a los diferentes
aportes de muchas en distintos lugares y tiempo. A inicios del siglo XX, Lee de Forest inventó el
tubo de vacı́o triodo (1906)7 y posteriormente lo utilizarı́a Lowenstein como oscilador por primera
vez en 1912. En las primeras dos décadas del siglo se intentaron crear dispositivos capaces de
detectar objetos a cierta distancia, pero la tecnologı́a de la época no permitı́a obtener mayor
alcance que el de nuestro campo visual. En estas fechas una persona cobró especial importancia,
Christian Hülsmeyer. Él fue quien hizo el primer dispositivo de radar serio y lo patentó. La
patente llamada Telemobiloskop (patente DE169154) fue publicada en 1904, en ella se decı́a lo
siguiente [7]:
“Aparato de proyección y recepción de onda herziana adaptado para indicar o advertir
de la presencia de un cuerpo metálico, como barcos o trenes, en la lı́nea de proyección
de dichas ondas [...] Mi invención se basa en la propiedad de las ondas eléctricas de
ser reflejadas hacia su fuente al encontrarse con un cuerpo metálico”.
Los intentos con el sistema de Hülsmeyer no tuvieron éxito, debido a los obstáculos de las
patentes de Ferdinand Braun (patente DE111578, del año 1898) y de Marconi (patente 7777,
conocida como Syntony patent, del año 1900). Su aparato fundamentalmente funcionaba y de-
tectaba elementos a una distancia superior a los 3 Km. El primer intento serio de utilizar rayos
electromagnéticos para la detección de objetos conductores vendrı́a a cargo de una patente de
Leimbach y Löwy8 (patente DE237944) de 1910. A esta patente se le pretendı́a dar un uso
geológico, el sistema en ella propuesto serı́a llamado pozo radar [7].
A partir de la década de los años 20 fue cuando se empezaron a dar mayores avances en
este campo9. Se fueron desarrollando tres ramas de la radiotecnologı́a que contribuyeron a hacer
posible el radar: las técnicas de eco y pulsos, la altimetrı́a de radio y los tubos de vacı́o de alta
frecuencia10. Muestra de estas innovaciones fue el trabajo que realizaron Appleton y Barnett
con el cual midieron la altura de la ionosfera con experimentos de eco en 1925. Otro intento para
medir la altura de la ionosfera con un método diferente fue el trabajo de Breit y Tuve, basado
en la invención realizada por Abraham y Bloch del multivibrador (circuito oscilador que genera
ondas cuadradas) en 191911. En 1926, Tuve y Breit mediante técnicas de pulsos encontraron la
vı́a para demostrar la teorı́a ionosférica establecida de Kenneally y Heaviside. Con ella consi-
guieron una mayor precisión en la altura de la ionosfera que la obtenida por Appleton y Barnett.
En 1928, Bently de General Electric publicarı́a una patente sobre un sistema de indicación de
altitud para los aviones. Esta se medı́a mediante la frecuencia de pulsos entre las ondas directas
del transmisor y las reflejadas en la tierra. Con este tipo de radar FM, el piloto podrı́a tener un
indicador de altura en su cabina [7].
Después de estos experimentos se empezó a intuir que este tipo de tecnologı́as podrı́an utili-
zarse en otras aplicaciones como la medición de distancias entre dos objetos que se encuentran
en la Tierra. El mayor problema para esto último era la falta de osciladores de alta potencia.
Los osciladores de tubo de vacı́o habı́an tenido un gran desarrollo desde la década de 1910.
Ahora bien, el oscilador triodo tenı́a una importante limitación: cuanto mayor es la frecuencia
menor es su potencia y menor es el alcance del radar. Este inconveniente se solventó con el
descubrimiento de Hull del magnetrón de ánodo dividido en 1920. Esta tecnologı́a necesitaba
7
En 1904 Fleming habı́a inventado el diodo.
8
Löwy, estudiante de Boltzamann y Minkowski, estudió casi de forma exclusiva los fenómenos de reflexión para
propósitos geológicos. También tuvieron mucha trascendencia sus estudios en la determinación de las distancias
mediante impulsos. En el tercer Reich tuvo que emigrar y no se conoce nada más de sus trabajos.
9
Los primeros radares fueron de onda continua utilizados como detectores de interferencia [1].
10
Un tubo de vacı́o convencional basado en un triodo ofrecı́a aplicaciones muy limitadas, ya que éste no soporta
frecuencias excesivamente altas.
11
El método producı́a pulsos simples separados.
7
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
desarrollarse ya que los magnetrones iniciales tenı́an unas potencias minúsculas por lo que el
problema persistı́a. Los avances necesarios para un magnetrón de microondas de alta potencia,
en frecuencias centimétricas, no aparecerı́an hasta la SGM. Fue ya en 1940 cuando Randall y
Boot inventarı́an el magnetrón de cavidad resonante en un laboratorio de la Universidad de
Birmingham (Inglaterra) [6].
En los primeros años de la década de 1930, se hicieron los primeros experimentos con radares
pulsados. En 1932, Marconi hizo una transmisión con microondas (600MHz) entre el Vaticano
y Castel Gandolfo. Posteriormente en 1937, Wolf desarrolló un sistema de radar de 10 cm con
un magnetrón de ánodo dividido y 1µs de ancho de pulso [5]. Durante esta década las grandes
potencias empezaron a intuir el potencial del radar y comenzaron a concentrar mayores esfuerzos
en su investigación. El desarrollo del mismo previo a la guerra no estuvo restringido a laborato-
rios gubernamentales, también hubo inventores privados y fabricantes de equipos [6].
A continuación hablaremos de forma más especifica del desarrollo del radar en cada uno de
los paı́ses que en aquellos momentos se lanzaron a la carrera en la innovación del mismo y que
luego tuvieron un papel de beligerantes en la SGM. Estos paı́ses fueron fundamentalmente tres:
Reino Unido, Estados Unidos y Alemania. Los radares previos a 1940, muchos de los cuales ve-
remos a continuación, se los puede llamar radares de primera generación. La distancia se obtiene
midiendo el tiempo entre que se transmite el pulso y se recibe el eco, y la dirección del blanco de
la dirección angular de la antena. Para hacer un seguimiento del blanco, velocidad y dirección,
se analizaba la posición en diferentes tiempos. Los tubos de vacı́o eran imprescindibles en estos
dispositivos ya que se utilizaban para producir altos picos de potencia en pulsos muy cortos y
para mayores frecuencias. La intención era la de incrementar el pico de potencia haciendo el
pulso más corto, manteniendo ası́ la potencia media [6].
2.2.2. Desarrollo del radar en Alemania
Alemania emergió de la Primera Guerra Mundial (PGM) con la intención de alterar el status
quo internacional. Su polı́tica fue fundamentalmente una gran estrategia ofensiva en la cual los
aviones, submarinos y tanques serı́an los elementos claves. Las radiocomunicaciones mejoraron
la efectividad de estos sistemas de armas ofreciendo una coordinación en movimientos rápidos
y para formaciones a gran distancia. Como el radar era percibido con utilidad defensiva recibió
poca atención tecnológica hasta bien entrada la SGM. Los alemanes produjeron la gama más
amplia de radares, con la mejor resolución, mejores capacidades, construcción más robusta y
mayor versatilidad que nadie antes del estallido de la guerra12.
El origen fı́sico del radar se puede encontrar en el principio de reflexión sobre el cual fueron
los cientı́ficos alemanes los primeros en hablar. Este principio de reflexión se aplicó por primera
vez de forma práctica en Alemania por Hülsmeyer13. A inicios de la década de los 30 en Ale-
mania, Telefunken y particularmente W.T.Runge estaban interesados en las ondas decimétricas.
En Alemania el potencial del radar se vislumbró a inicios de los años 30 cuando se vio la im-
portancia que podrı́a tener en futuros conflictos para proteger las aguas costeras hacia el mar
del Norte. 1933 es considerado el año de inicio del desarrollo alemán del radar ya que fue el
año que se creó la Estación Experimental para la Comunicación, dirigida por Kühnhold. Pos-
teriormente en 1934 tras un malentendido con Telefunken, Kühnhold fundó su propia empresa
cuyo propósito era el desarrollo de instrumentos de localización de ondas reflejadas. El nombre
12
El Giant Würzburg usado para la intercepción controlada por tierra (GCI, Ground-controlled interception)
fue superior a los radares aliados durante toda la guerra.
13
Desde 1900 hasta inicio de los años 20 se publicaron casi 20 patentes sobre el aprovechamiento de los efectos
de reflexión de las ondas electromagnéticas en objetos metálicos.
8
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
que recibirı́a esta sociedad serı́a Gesellschaft für elektroakustische und mechanische Apparate14
(GEMA, Sociedad de Aparatos Electroacústicos y Mecánicos). Ese mismo año GEMA identificó
sin ningún lugar a dudas ondas generadas que habı́an sido reflejadas en un barco. Por otro lado,
Telefunken (con Runge de director) inició su investigación en ondas decimétricas en el año 1934
y en 1935 empezó a colaborar con instituciones militares. A partir de 1935 las compañı́as GE-
MA y Telefunken comenzaron experimentos de radar con longitudes de onda de 50 cm. Desde
entonces y viendo el potencial del radar, fue cuando la Nachrichtenmittel-Versuchsabteilung der
Marine (NVA, Departamento de Inteligencia Naval de la Armada) y otras secciones militares
comenzaron a desarrollar de forma intensiva el radar [5], [6].
Figura 3: Primeras series del radar A1 o Freya. Radar de alerta temprana utilizado para vigilancia aérea.
Figura tomada de la referencia [7].
GEMA serı́a la encargada de diseñar el primer sistema de radar alemán exitoso. Su nombre
era A1, más conocido como Freya15 (Cuadro 1) y fue presentado en 1939. Diseñado para me-
didas de dirección y distancia se utilizó por primera vez con fines militares durante la crisis de
los Sudetes (octubre de 1938). En el invierno de 1938-1939 comenzó su producción en cadena.
Inicialmente se diseñó para localizar barcos pero se probó inadecuado para ello. Finalmente se
acabó utilizando como localizador de objetivos voladores. El Freya se convertirı́a en la principal
baza alemana para alertas tempranas, produciéndose un total de 2000 durante toda la guerra.
Los primeros equipos militares en incorporar este radar fueron los buques de guerra alemanes
en noviembre de 1939 [6]. Las caracterı́sticas principales del Freya eran las siguientes:
Longitud de onda 2.4 m
Potencia salida 8 kW
Ancho de pulso 2-3 µs
Rango máximo 130 km
Precisión rango ±150 m
Precisión ángulo ±0.8º
Cuadro 1: Especificaciones radar alemán Freya.
14
Organización donde participarı́an empresas como Siemens o Telefunken.
15
Muchos de los sistemas de radar alemanes posteriores derivarı́an de éste. Los italianos copiaron el Freya bajo
el nombre de Felino.
9
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
La prueba de fuego de este radar en la SGM serı́a en la isla de Wangerooge en diciembre
de 1939, cuando la aviación alemana alertó de la presencia de una formación de bombarderos
ingleses en misión de instrucción (a 113 Km de distancia y auxiliado por otro radar de la Marina
alemana). A lo largo de los años se fueron creando diferentes versiones del Freya. Para conseguir
radares con mayor alcance se intentó aumentar la potencia de salida transmitida incrementando
el área de la antena [6]. De esta manera lograron desarrollar radares de largo alcance: Wasser-
mann (1940) y Mammut (1941-1942):
Figura 4: Radar alemán de alerta temprana Wassermann S. Figura tomada de la referencia [6].
Longitud de onda 2.4 m
Potencia salida 100 kW y 200 kW
Ancho de pulso 2-3 µs
Rango maximo 300 km
Precisión rango ±1000 m y ±300 m
Precisión ángulo ±0.3º y ±0.5º
Cuadro 2: Especificaciones radares alemanes Wassermann y Mammut.
Paralelamente al desarrollo del Freya se desarrolları́a un instrumento que debı́a ser el ade-
cuado para los barcos de guerra de la Marina alemana, el Seetakt16 que utilizaba una longitud
de onda de 82 cm. El primer barco de guerra al que se añadió este tipo de radar fue el acorazado
de bolsillo Admiral Graf Spee en junio de 1938.
16
Primer radar puesto en servicio en Alemania.
10
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
Longitud de onda 82 cm (después, de 91 cm y 70 cm también)
Potencia salida De 1 a 8 kW
Rango máximo De 15 a 20 km
Precisión rango ±70 m
Precisión ángulo ±5º
Cuadro 3: Especificaciones radar alemán Seetakt.
Figura 5: Radar alemán Seetakt instalado en el acorazado Admiral Graf Spee. Figura tomada de la
referencia [6].
En 1938, Stepp de la empresa Telefunken desarrolló un instrumento con un espejo cóncavo de
3 m de diámetro con una única antena para transmisión y recepción. La antena estaba formado
por un dipolo que rotaba alrededor del foco del espejo. El modelo se llamó Darmstadt, nombre
de la ciudad natal de Stepp17. Este aparato fue el precursor del Würzburg18. El radar Würzburg
A fue desarrollado por Telefunken en 1940. Ese mismo año se introducirı́an los primeros en
los diferentes equipos militares. Su diseño se fue mejorando hasta llegar al Würzburg C que se
convertirı́a en el estándar de la artillerı́a antiaérea (AAA, Anti-Aircraft Artillery) durante toda
la guerra. Desde inicios de 1942 la eficacia del Würzburg fue disminuyendo [6].
Longitud de onda 53 cm
Potencia salida 8 kW
Ancho de pulso 2 µs
Rango máximo 25 km
Precisión rango ±50 m hasta ±100 m
Precisión ángulo ±0.5º
Cuadro 4: Especificaciones radar alemán Würzburg C.
17
Sin saberlo fundó una tradición: los aparatos de radar alemanes recibirı́an a partir de entonces nombres de
ciudades y lugares alemanes.
18
La versión italiana de este aparato se llamarı́a Volpe y la japonesa Tachi-24.
11
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
Figura 6: Würzburg en las costas de Normandia. Figura tomada de la referencia [6].
Otro de los radares utilizados por los alemanes en la SGM fue el Lichtenstein. Empleado por
primera vez en combate a finales de 1942, era utilizado por los cazas alemanes en los combates
nocturnos. Debido a las longitudes de onda en las que trabajaba, habı́a ciertos problemas de
interferencia. Por ello se hicieron diferentes versiones de este aparato. Las caracterı́sticas del
modelo Lichtenstein C son:
Longitud de onda 61 cm (490MHz)
Potencia salida 1.5 kW
Rango máximo 4-5 km
Precisión rango ±100 m
Precisión ángulo ±2º
Cuadro 5: Especificaciones radar alemán Lichtenstein C.
Figura 7: Antena de un radar Lichtenstein SN-2 en un Me-110. Fotografı́a tomada en el Museo de la
Real Fuerza Aérea Británica de Londres.
A comienzos de Julio de 1943, los británicos incrementaron la interferencia del radar con el
uso de contramedidas. Los alemanes se vieron obligados a desarrollar nuevos modelos de radares
12
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
aerotransportados con la habilidad de cambiar las longitudes de onda de trabajo, haciendo que
éstas fueran mucho mayores. Ası́ el Lichtenstein SN2, operaba con longitudes de onda entre
3.7-4.1 m. En 1939, en un ambiente prebélico, Alemania comenzó a producir en serie todos sus
dispositivos radar.
En las tablas de las especificaciones podemos observar como todos los radares alemanes ope-
raban con longitudes de onda de más de 50 cm. Los británicos, en cambio, con la invención del
magnetrón de cavidad resonante eran capaces de producir varias decenas de KW de potencia de
pulso con una longitud de onda de 10 cm (mejorarı́a a cientos de KW con longitudes de onda
de 3 cm). Alemania fue perdiendo la guerra electrónica conforme pasaba el tiempo. Muestra
de ello es cuando en 1943 los alemanes examinaron un avión británico caı́do que contenı́a un
aparato con una longitud de onda de 9 cm, llamado Rotterdam. La pieza básica de este aparato
era el magnetrón de cavidad resonante a la que los alemanes llamarı́an Hohlraunmmagnetron.
Los alemanes la copiaron y la fueron utilizando cada vez más en sus aparatos [6].
Durante todo este tiempo Alemania cometió varios errores que la llevaron a descuidar el
campo de investigación del radar que podrı́a haberle dado grandes ventajas en la guerra. Los
más destacados fueron los siguientes [5]-[7]:
◦ La Abwehr19 desconocerı́a la existencia de los sistemas de radar que poseı́an los británicos
durante mucho tiempo. Por ello, creyendo que tenı́an ventaja en este campo no vieron la
necesidad de centrar sus esfuerzos en un desarrollo e investigación intensivos. De alguna
manera los alemanes también fueron vı́ctimas de su propio éxito inicial y positivismo20 re-
forzado con: la superioridad de las estaciones Freya en los primeros bombardeos británicos
y la inferioridad del sistema de radar británico (λ = 4 m) capturado en la evacuación de
Dunkerque21 en mayo de 1940. Se creı́an en la vanguardia tecnológica pero despertaron de
ese sueño cuando en 1943 capturaron un radar británico H2S centimétrico.
◦ Razones polı́ticas y militares. La estrategia alemana estaba basada en el ataque (el radar
se presentaba como un elemento defensivo). Por otro lado, la cúpula del Tercer Reich
(excepto Speer) nunca fue capaz de valorar la importancia de esta nueva tecnologı́a22.
◦ La persecución polı́tica y racial de la Alemania de Hitler hizo que se perdieran muchos
cientı́ficos, sobre todo en el campo de la Fı́sica: Bethe, Einstein, Von Neumann, Pauli o
Schrödinger, entre otros. Esto supondrı́a una gran deficiencia en la investigación alemana.
◦ Los alemanes produjeron un grupo de agencias competidoras y programas de investigación
que no estaban intercomunicadas. Además, el éxito de los triodos metal-cerámica en rango
de decı́metros, y el fallo para darse cuenta de las ventajas de las ondas en rango de
centı́metros retrasó la investigación y el desarrollo de los magnetrones en Alemania.
Todo esto dio como resultado que en Alemania nunca hubiera nada que se asemejara a la
Comisión Tizard británica que luego veremos. Desde el punto de vista militar, el punto crucial
fue el fracaso de los alemanes en utilizar el avance técnico para estimular la innovación y la
difusión operacionales e instituir los cambios consecuentes en la doctrina, base del progreso en
las sociedades modernas. Un dato curioso de la indiferencia a la tecnologı́a desde el gobierno
puede ser el del número de estudiantes matriculados en carreras tecnológicas, el cual cayó en
19
La organización de inteligencia alemana.
20
Errores que se repiten una y otra vez a lo largo de la historia.
21
Conocida también como Operación Dinamo, supuso la evacuación de 300.000 soldados aliados del continente
europeo [8].
22
Hitler nunca estuvo interesado en las ciencias naturales, su horizonte tecnológico acababa en la PGM. Lo
mismo se puede decir de Göering.
13
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
picado durante el gobierno de Hitler. Cuando Hitler llegó al poder (enero de 1933) habı́a matri-
culados más de 20.000 estudiantes, en 1937 habı́a menos de 10.000. Esta actitud de Alemania
contrasta con la de Reino Unido donde se impulsarı́a esta nueva tecnologı́a23. Finalmente, se
fue produciendo un cambio paulatino de mentalidad en Alemania cuando tuvo que disputar una
guerra cada vez más defensiva en la que sufrı́a cada vez más ataques aliados. Entonces se fueron
percatando de la importancia de desarrollar más el radar.
2.2.3. Desarrollo del radar en los Estados Unidos
Tras la PGM donde finalmente los estadounidenses acabaron tomando parte, la opinión ma-
yoritaria de la sociedad estadounidense era contraria a participar en otra guerra que no estuviera
directamente relacionada con los intereses de la nación. Estados Unidos (EEUU) fomentó una
estrategia aislacionista y su gran polı́tica fue la indiferencia y mantener el status quo mun-
dial. Carente de la determinación ofensiva de los alemanes y sin las urgencias defensivas de los
británicos, los americanos estaban por detrás de ambos tanto técnica como operacionalmente.
Hecho curioso teniendo en cuenta que gozaban de una gran industria y de la altı́sima calidad de
sus investigadores. En 1940-1941 cuando Alemania empezó a alterar la configuración de fuerzas
internacional, los americanos empezaron a definir más su estrategia y comenzaron a acelerar
las innovaciones tecnológicas. Pese a que su presidente Roosvelt era partidario de la entrada
en la SGM en el bando aliado, no fue hasta el ataque directo a Pearl Harbor (diciembre 1941)
cuando la opinión pública dio un giro para apoyar la entrada en el conflicto. Tras el ataque
EEUU comenzarı́a su gran estrategia ofensiva repercutiendo en un mayor desarrollo de todo la
tecnologı́a, incluyendo el radar [8], [9].
En cuanto a la investigación del radar se refiere, en la década de los 20 el Massachusetts
Institute of Technology (MIT) tomó la decisión de extender su programa de investigación a las
radiocomunicaciones. La responsabilidad de esta nueva tarea recaerı́a sobre uno de sus antiguos
graduados, E.L.Bowles. A partir de la década de los 30 comenzarı́a el gran desarrollo del radar
como ocurrirı́a en la mayor parte de las potencias mundiales. En esta etapa, General Electric y
sus filiales en Europa comenzarı́an a aumentar el número de patentes solicitadas. En junio de
1930, Leo Young y Lawrence Pat Hyland estaban comprobando las transmisiones de un baliza de
tierra de 32.8 MHz cuando observaron unas perturbaciones en las lecturas causadas por los avio-
nes que las sobrevolaban. Informaron del fenómeno tras lo cual la Armada comenzó su programa
de radar. El desarrollo del radar estadounidense tuvo lugar en dos laboratorios: Naval Researh
Laboratory (NRL) a partir de 1934 y Signal Corps Laboratory (SCL) a partir de 1936. En 1937,
los hermanos Russel y Sigurd Varian, investigadores en la Universidad de Stanford inventaban el
klistrón. Éste era una válvula de vacı́o capaz de producir señales de mayor frecuencia. Aunque se
estudiarı́a mucho el klistrón en los EEUU, los primeros en incorporarlo dentro de un sistema de
radar efectivo fueron los británicos. Su tamaño hacia factible su inclusión en sistemas aerotrans-
portados, el tamaño del magnetrón no. Debido a esto el klistrón se utilizó como transmisor en
sistemas de radar aerotransportados, y como un oscilador que alimenta magnetrones en sistemas
de tierra [6].
EEUU durante los años de preguerra y guerra desarrolló diferentes radares. Mostraremos
algunos de los más importantes junto con sus caracterı́sticas y principal uso militar que se les
dio. El primero de ellos es el SCR-27024 (y su versión mejorada SCR-271). Utilizado como radar
de alerta temprana fue el principal radar de detección de larga distancia del Ejército.
23
El propio Churchill, quien fuera primer ministro de Reino Unido durante la mayor parte de la SGM, estaba
muy interesado por la ciencias naturales y la tecnologı́a
24
Signal Corps Radio model 270, también conocido como radar Pearl Harbor, ya que era el encargado de defender
el puerto de Pearl Harbor.
14
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
Longitud de onda ∼3 m (104-112 MHz)
Potencia salida 100 kW
Rango máximo 32 km (aeronave a 300 m de altura)
80 km (aeronave a 1500 m de altura)
160 km (aeronave a 6100 m de altura)
Precisión ángulo ±1º
Cuadro 6: Especificaciones radar estadounidense SCR-270.
Operaba desde camiones en los que iba montado. Para su transporte se requerı́an un total
de seis vehı́culos y eran necesarias seis horas de montaje para ponerlo en funcionamiento.
Figura 8: Antena de un radar SCR-270. Figura tomada de la referencia [6].
El SCR-268 fue el primer sistema de radar desarrollado para la armada norteamericana di-
señado por la SCL. Fue un radar de búsqueda aérea semimóvil que se utilizó como dispositivo
de direccionamiento de tiro. Sus prestaciones eran las siguientes:
Longitud de onda 1.5 m (205 MHz)
Potencia 75 kW
Rango máximo 45 km
Rango mı́nimo 3 km
Precisión rango ±180 m
Precisión ángulo ±0.6º
Cuadro 7: Especificaciones radar estadounidense SCR-268.
La instalación de este radar requerı́a el trabajo de un equipo de una docena de personas. Los
primeros datos aproximados se podı́an obtener a las dos horas de iniciar la instalación. Aunque
para conseguir datos precisos eran necesarias cuatro horas más de orientación y alineación del
radar. Era necesaria la comprobación diaria de la orientación y de la alineación. Además, se
recomendaba colocarlo en un terreno elevado para lograr los mejores resultados.
15
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
Figura 9: Especificaciones radar estadounidense SCR-268. Figura tomada de la referencia [5].
El sistema de radar CXAM fue el primer sistema de radar de producción desplegado en
buques de la Armada de los EEUU. Utilizado para detectar aeronaves y buques de guerra.
Frecuencia 200 MHz
Potencia máxima 5 kW
Rango máximo 80 km
Precisión rango ±180 m
Precisión ángulo ±3º
Cuadro 8: Especificaciones radar estadounidense CXAM.
Figura 10: Antena de un radar CXAM instalada en el USS Ranger. Figura tomada de U.S. Navy Naval
History and Heritage Command.
Para finalizar con los radares americanos tenemos el radar SCR-584. El más exitoso radar
móvil de dirección de tiro para cañones antiaéreos con una longitud de onda de 10 cm. Utilizando
un equipo de una decena de personas especializadas se podı́a configurar para su utilización en
treinta minutos. Se transportaba en un semirremolque (Figura 11) remolcado por un tractor de
16
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
cuatro toneladas.
Frecuencia 2700 MHz
Potencia máxima 250 kW
Rango máximo 45 km
Rango mı́nimo 0.5 km
Ancho de pulso 0.8 µs
Precisión rango ±23 m
Precisión ángulo ±0.1º
Cuadro 9: Especificaciones radar estadounidense SCR-584.
Figura 11: Antena de un radar SCR-584.
En definitiva, debido al trabajo de la NRL queda claro que entre 1936-1939 la armada norte-
americana percibió la importancia del radar. Al igual que los alemanes, los norteamericanos no
tenı́an un programa de interceptación aérea como el Chain Home británico, y aunque estaban
interesados, no estaban presionados por la necesidad defensiva de explorar más persistentemente
la posibilidad del radar centimétrico. Solo los acontecimientos de 1940 en Europa hicieron que
una sensación de urgencia los asaltara. El magnetrón de cavidad resonante apareció tarde para
jugar un rol en la batalla de Inglaterra pero si jugó un papel clave en los Estados Unidos para
preparar la guerra. La Misión Tizard de septiembre de 1940 y el Laboratorio de Radiación del
MIT jugaron un papel importante en las mejoras del radar estadounidense. Mayoritariamente
desarrollaron dispositivos y procedimientos que apoyaban la estrategia ofensiva.
2.2.4. Desarrollo del radar en Reino Unido
En contraste con los alemanes, los británicos desarrollaron una estrategia defensiva tras la
PGM. Después de ella, los británicos hicieron especial énfasis en el campo de la inteligencia ya
que podrı́a ser útil para guerras futuras. Tras la llegada de Hitler al poder y conscientes de la
vulnerabilidad por aire de Reino Unido se formarı́a la Committe for the Scientific Study of Air
Defense en 1934, más conocida como la Comisión Tizard25, recibió este nombre en honor a su
25
Por insistencia de Churchill, Lindemann (posición hostil hacia el radar, su idea favorita era la de las minas
aéreas) entra en la Comisión Tizard.
17
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
presidente Henry Tizard. Ésta estaba formada por el Ministro del Aire Wimperis y otros tres
cientı́ficos, entre estos últimos se encontraba Tizard [10].
Durante el periodo de entreguerras los planificadores militares británicos tuvieron dos temo-
res estratégicos entrelazadas que confrontar: la amenaza de los submarinos pasados y la amenaza
de los bombardeos futuros. La primera podrı́a provocar un aislamiento mayor de Reino Unido
del resto de recursos del mundo por el hecho de ser una isla. La segunda amenazaba con aislar a
Reino Unido con una invasión desde el aire, ası́ como una destrucción del poder naval británico
en el cual descansaba la defensa contra la amenaza submarina. Ambas se acabaron desvanecien-
do con el uso del radar [5]. El radar se convirtió en parte fundamental de las contramedidas
para los bombardeos alemanes, batallas navales o para los ataques de las manadas de lobos26.
El radar ofrecı́a una forma de inteligencia de gran valor defensivo y que era percibido por los
británicos como una respuesta técnica, operacional y tecnológica a las amenazas alemanas.
La técnica inicial contra los submarinos fue la lı́nea de desarrollo establecida para la victoria
sobre los U-boats alemanes en la PGM, Asdics. Esta técnica en palabras de Churchill trataba
de: “tantear submarinos por debajo de la superficie por medio de ondas sonoras a través del agua
que se hicieron eco de cualquier estructura de acero que se conociera”. Con el tiempo esto se
demostró insuficiente y el radar aerotransportado fue la alternativa que se probó crucial para la
guerra antisubmarinos [6]. En cuanto a combatir la amenaza de los bombardeos habı́a quienes
creı́an que estos eran inevitables y quienes creı́an que podı́an evitarse. La primera idea era de-
fendida por la gran mayorı́a de la Real Fuerza Aérea Británica (RAF, Royal Air Force). Entre
los que se oponı́an a ésta y trataban de resistirse al bombardeo se encontraba el Vice-Marshal
Dowding. Las personas cercanas a Dowding iniciaron una campaña para que la opinión fuera
cambiando hasta aceptar su idea. Como consecuencia se generaron tensiones entre los partida-
rios del bombardero y los del caza. Se dejaban entrever las dos visiones: ofensiva y defensiva,
respectivamente27 [10].
Finalmente ganó la idea de que los bombardeos podrı́an ser interceptados y que la isla no
sufriera tantos daños. La primera idea que se barajó fue la del rayo de la muerte28. Median-
te esta técnica se pretendı́a enviar rayos a los aviones enemigos y con ellos conseguir que la
temperatura corporal del piloto de combate aumentara drásticamente. Wimperis propuso a los
cientı́ficos Watson-Watt y Wilkins que calcularan cuanto podı́a aumentar esta temperatura al
concentrar las señales más potentes. Estos cálculos mostraron que el aumento serı́a mı́nimo y
que no tendrı́a ningún tipo de repercusión en las capacidades del piloto. Viendo estos resultados
Watson-Watt propuso pasar de la radiodestrucción a la radiodetección. La idea era irradiar una
señal hacı́a los aviones para que ésta interactuase con ellos reirrandiando la señal de vuelta. En
enero de 1935, Watson-Watt envió a Wimperis su memoria anti-death-ray donde mostraba su
opinión sobre la inviabilidad del rayo de la muerte. El siguiente paso fue dárselo a conocer a
Dowding, jefe de Wimperis y gran defensor de la investigación y desarrollo29.
Al final, el sistema elegido para la defensa del Reino Unido serı́a el Chain Home (CH). A
principios de 1935, Watson-Watt formuları́a las ideas principales de este sistema. Por otro lado,
Wilkins dirigirı́a un pequeño grupo, ingenioso y dedicado que se encargarı́a de la implantación
26
En alemán, Rudeltaktik. Táctica introducida por Karl Dönitz en 1936, consistı́a en un ataque masivo de
submarinos contra un convoy de barcos [5].
27
En Alemania no habı́a dudas, los cazas alemanes estaban diseñados para escoltar a los bombarderos en la
ofensiva.
28
Haz de partı́culas teórico que serı́a capaz de ocasionar la muerte a seres vivos. Propuesto en la década de 1920
y 1930 por diferentes cientı́ficos, entre ellos Tesla.
29
Además de su contribución al radar, hizo otra gran contribución: dotar de motor y fuselaje a los Hurricanes
y Spitfire [6].
18
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
del sistema. El programa de investigación para este sistema defensivo se desarrolları́a en dos
lugares diferentes: Orfordness (1935) y Bawdsey (1936-1939) [10]. El trabajo allı́ desarrollado se
volvió vital para la defensa aérea de la nación. Entre las personas que tuvieron una gran respon-
sabilidad en su formación encontramos a un militar como Dowding, pero también se encuentran
cientı́ficos como Wimperis, Tizard, Watson-Watt, Bowen, Percival o Rowe. Watson-Watts era
un entusiasta y un lı́der que invirtió muchas horas en el desarrollo del radar. Rowe fue la persona
clave en las relaciones con el ministerio del Aire y quién puso el orden necesario en Bawdsey.
Tizard y Wimperis, fueron fundamentales en los primeros años en el fomento del desarrollo del
radar a nivel gubernamental, defendiendo un programa de desarrollo de la defensa aérea fren-
te a la oposición de Lindemann. Cientı́fico de mucho renombre30 y que era amigo personal de
Churchill. Tizard necesitó pedir el apoyo del gabinete de ministros para poder hacer frente a Lin-
demann. Sólo tras el ataque de Churchill y Lindemann a la comisión Tizard y al ministerio del
Aire el gobierno de Baldwin y Chamberlain acabarı́a apoyando el programa de defensa aéreo [10].
El mayor peligro para su integridad al que se tuvo que enfrentar Reino Unido en la SGM
fue la batalla de Inglaterra. En ella los británicos consiguieron parar hasta el entonces invencible
ejército alemán. La principal razón de éxito en esta batalla para los británicos fue el desarrollo
de las técnicas de intercepción. Vincularon el radar con otras dos tecnologı́as: la radiotelefonı́a
y la detección de dirección, las cuales hacı́an factible una detección aire-aire. El Experimento de
Daventry del 15 Febrero de 1935, en el cual se detectó un bombardero Handley Page Heyford
por medio de dos antenas, fue una muestra de que un sistema de radar de alerta temprana
era realizable. Tras ello Watson-Watt obtuvo la financiación oficial para desarrollar el CH. En
septiembre de 1935 se aprobarı́a su construcción31. Este sistema basado en estaciones de radar
de alerta temprana, cubrirı́a toda la costa oriental de la isla de Gran Bretaña. Los avances en el
desarrollo del radar continuaron hasta que en 1938 el CH pasa definitivamente de ser un expe-
rimento sobre ondas de radio a convertirse en un sistema de defensa aéreo en funcionamiento.
Serı́a la primera vez que se le daba al radar un uso operacional extensivo. En enero de 1938
para intentar dilucidar la efectividad de este nuevo sistema defensivo, se intentó interceptar a
dos aviones comerciales procedentes del continente europeo pero sin mucho éxito [5].
Además de Watson-Watt hay dos personajes trascendentales en la implantación del radar:
Dowding y Tizard. Dowding insistió en que el personal militar estuviera al tanto de los avances
tecnológicos. Se encargo de que el personal de la RAF entendiera lo que estaba sucediendo y
que los ciudadanos estuvieran al tanto de las restricciones y necesidades militares. Asimismo,
las tácticas defensivas básicas y requisitos para las intercepciones aéreas nocturnas fueron ideas
suyas. No era un pensador ortodoxo y posiblemente entendiera las implicaciones de la radio
mejor que cualquier otra persona en la RAF32. En cuanto a la otra gran figura, Tizard, su con-
tribución más importante en términos militares fue la realización de unos ejercicios en agosto
y septiembre de 1936 en Bawdsey. Los ejercicios estaban destinados a determinar el número
de intercepciones que se podı́an esperar por dı́a mediante el uso de la ubicación del radar y lo
cerca de un bombardero que era posible dirigir un caza con las instrucciones de tierra. Diseñó la
coordinación de la alerta aérea y una red de comunicaciones eficiente para alertar a los comba-
tientes y guiarlos hacia sus objetivos. Tan pronto como aparecı́an nuevos dispositivos, Dowding
y Tizard aprovechaban las nuevas posibilidades que ofrecı́an. Juntos fueron los innovadores del
sistema interconectado de alerta temprana, sala de filtrado y sistema de mando.
En 1939 el CH disponı́a de 15 estaciones disponibles a lo largo de la costa. Estos radares
trabajaban en frecuencias de 180 a 210 MHz (longitudes de onda de entre 1,6 y 1,4 metros).
30
Asistió a los congresos Solvay.
31
Rowe, sucesor de Watson-Watt en Bawdsey, llamarı́a al dispositivo de detección RDF (Range and Direction
Finding).
32
Sus problemas venı́an como oficial al mando, en la gestión que hacia entre los egos de sus subordinados.
19
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
Las estaciones de radar del CH se dividı́an en dos zonas. En una de ellas se ubicaban las torres
transmisoras, la otra, normalmente a unos cientos de metros de distancia, contenı́a las torres
receptoras y el bloque del equipo receptor donde trabajaban los operadores (principalmente
WAAF, Women’s Auxiliary Air Force33). Esto quiere decir que el CH era un radar biestático, ya
que emisor y receptor estaban separados [10]. La antena transmisora estaba formada por cuatro
torres de acero de 110 metros de altura (Figura 12), siguiendo una lı́nea y con una distancia entre
ellas de 55 metros. Se colocaba un cable de transmisión de 600Ω, a ambos lados, desde la parte
superior de la torre hasta el suelo. Entre estos cables verticales de alimentación se encontraban
las antenas propiamente dichas, ocho dipolos de media onda separados por media longitud de
onda. Se alimentaron desde lados alternos para que todo el conjunto de cables estuviera en
fase, dado su espaciamiento de media longitud de onda. El receptor consistı́a en una matriz de
antenas Adcock34 que constaba de cuatro torres de madera de 73 metros de altura dispuestas
en las esquinas de un cuadrado. Cada torre tenı́a tres (originalmente dos) antenas receptoras,
a 14, 29 y 65 metros del suelo. La altura media del transmisor era de 65 metros, por lo que la
antena receptora superior se colocaba a la misma altitud para producir un patrón de recepción
que era idéntico a la transmisión. Mediante un interruptor mecánico se seleccionaba que antena
receptora estaba activa. La salida de la antena receptora seleccionada en las cuatro torres se
enviaba a un solo radiogoniómetro35. Con este sistema era posible medir el rumbo horizontal
y el ángulo vertical de los blancos. El transmisor utilizado fue el T.3026. Estos transmisores
fabricados por Metropolitan-Vickers utilizaban tubos de vacı́o. Los tubos de vacı́o eran capaces
de trabajar en una frecuencia de las cuatro previamente seleccionadas entre 20 y 55 MHz. El
cambio de una frecuencia a otra se realizaba en 15 segundos.
Figura 12: Instalación del CH en Poling, Sussex, 1945. A la izquierda tres (originalmente cuatro) torres
transmisoras de acero de 110 metros. A la derecha cuatro torres receptoras de 73 metros de madera
colocadas en formación rombal. Figura tomada de Imperial War Museums.
Las estaciones de radar se podı́an dividir en dos tipos dependiendo de su situación geográfica.
Las estaciones de la Costa Oeste acabaron reemplazando las torres transmisoras de acero por
mástiles más simples. Para la protección de estas estaciones construı́an diferentes edificios de
transmisión y recepción dispersados. Las estaciones de la Costa Este tenı́an bloques de trans-
misores y receptores protegidos con montı́culos de tierra y muros contra explosión, cerca de su
33
Fuerza Aérea Auxiliar Femenina.
34
Antena que consta de cuatro elementos verticales equidistantes.
35
El radiogoniómetro es un sistema electrónico capaz de determinar la dirección de procedencia de una señal
de radio.
20
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
posición se encontraban los transmisores y receptores de reserva, separados en pequeños búnke-
res. Las estaciones se organizaban de modo que sus patrones de difusión en forma de abanico se
superpusieran ligeramente para cubrir las brechas entre las estaciones. Para garantizar que las
estaciones no transmitieran al mismo tiempo, la empresa National Grid se encargó de propor-
cionar la energı́a para conseguir una señal de 50 Hz sincronizada. Cada estación estaba equipada
con un transformador de desplazamiento de fase. La salida del transformador se alimentaba con
un oscilador Dippy que producı́a pulsos agudos a 25 Hz, en fase con la salida del transformador.
A la hora de detectar los blancos habı́a ciertas diferencias en los patrones de recepción de las
estaciones. Dos señales recogidas de dos estaciones diferentes podı́an pertenecer al mismo blanco.
Para eliminar este tipo de anomalı́as estaba la Sala de Filtrado, donde se identificaban de una
forma más precisa el número de blancos. A partir de ese momento, se le asignaba a cada blanco
un número, que se utilizarı́a para futuras comunicaciones. Se les asignaba también un prefijo,
inicialmente “X”, posteriormente si se le identificaba como enemigo se le asignaba el prefijo “H”
y si era identificado como aliado “F”. Esta información era enviada a través de la red telefónica
al cuartel general del grupo y de la división donde situaban a los blancos. También se enviaba
a la Royal Navy, a los emplazamientos de cañones antiaéreos del Ejército, a los escuadrones de
bombardeos de la RAF y a algunas autoridades civiles en caso de posibilidad de ataque aéreo [10].
En julio de 1939 el sistema defensivo podı́a detectar un avión volando a 150 metros de altura
y hasta 40 Km de distancia. Gracias a este sistema defensivo la isla de Gran Bretaña pudo
defenderse con mayor efectividad de la Luftwaffe36.
Excluyendo las instalaciones del CH, el avance más importante del radar británico de la SGM
fue el radar aerotransportado ASV (Air-to-Surface Vessel radar). Se desarrollaron un total de
once modelos durante la contienda. En un primer momento, instalar un radar en un aeronave
resultó ser muy difı́cil debido al tamaño y peso del equipo y de la antena. Además, el equipo
debı́a de ser capaz de funcionar en un ambiente vibrante y frı́o. A partir de inicios de 1937,
“Taffy” Bowen y su grupo fueron resolviendo la mayorı́a de los problemas que planteaba su
implantación: resolvieron el problema de la fuente de alimentación en los aviones utilizando
un alternador impulsado por el motor, y alentaron a la Imperial Chemical Industries (ICI) a
producir los primeros cables de radiofrecuencia con aislamiento sólido de polietileno. Los per-
feccionamientos continuaron hasta septiembre de 1937, fue entonces cuando Bowen realizó una
demostración de la aplicación del radar buscando la flota británica en el mar del Norte con mala
visibilidad. Estas fueron las primeras detecciones de buques de guerra hechas desde el aire. En
aquella ocasión el radar detectó tres buques. El grupo de Bowen tenı́a dos importantes objetivos
que cubrir con este radar: la detección de buques y la interceptación de aeroplanos37 [10].
En 1941, Reino Unido empezó a equipar los convoyes con ASV Mark II para proteger los
buques. Se montarı́an en los aviones estadounidenses Catalina por su gran autonomı́a de vuelo.
Estos aviones equipados con los ASV no cambiaron el éxito inicial de los ataques de submarinos
alemanes. A medida que se fueron mejorando las tácticas defensivas su presencia empezó a evitar
ataques de los submarinos. Cuando los aviones detectaban submarinos alemanes alertaban de la
presencia de éstos a los buques escoltas del convoy. En mayo de 1941, el ASV Mark II permitió
a los aviones Swordfish atacar al acorazado alemán Bismarck despegando de los portaaviones
Victorious y Ark Royal [6]. Esta versión del radar entrarı́a en servicio en 1940. Sus versiones
posteriores serı́an radares centimétricos gracias a la invención del magnetrón.
36
Fuerza aérea alemana.
37
También experimentaron brevemente con el uso del radar aerotransportado para detectar caracterı́sticas en
el suelo, tales como ciudades y costas, ayudando en la navegación.
21
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
Frecuencia 176 MHz
Potencia máxima 7 kW
Rango máximo 58 km
Rango mı́nimo 1.6 km
Ancho de pulso 2.5 µs
Cuadro 10: Caracterı́sticas radar británico ASV Mark II.
Figura 13: Antena transmisora de un ASV Mark II montada en un Bristol Beaufort. Figura tomada de
Imperial War Museums.
Los británicos tuvieron un fuerte soporte financiero para la investigación del radar desde el
comienzo de la década de los años 30: para finales de 1935, 100.000 libras y que para 1939 ya
habı́an ascendido a 10 millones de libras. Aunque estas inversiones no hicieron que los británicos
estuvieran por encima de los alemanes hasta el año 1939. En este año, Reino Unido inició el
camino al descubrimiento de un componente para el radar de microondas: magnetrón de cavidad
resonante. El éxito de la tecnologı́a de radar británica vino con el magnetrón de cavidad como
un potente oscilador en el rango de centı́metros. Las dos grandes contribuciones británicas a la
historia del radar son el ASV y el magnetrón de alta potencia. Sin olvidarnos del uso operacional
y táctico que dieron al radar que ninguna otra potencia fue capaz de darle. El ataque sobre Pearl
Harbor en 1941 y el ataque a las Filipinas del dı́a siguiente son muestras de ello. Ambos ataques
fueron detectados por un radar americano, pero la defensa no serı́a organizada en base a esta
información.
2.2.5. Misión Tizard
En mayo de 1940 tras su llegada de EEUU a Reino Unido, Hill propondrı́a a la Comisión
Tizard que debı́an intercambiar información cientı́fica con EEUU y Canada. Éste tenı́a un gran
número de amistades en el cı́rculo cientı́fico británico. Además contaba con el beneplácito de
Tizard, que creı́a que en caso de una guerra larga el Reino Unido necesitarı́a la ayuda de EEUU.
Inicialmente muchos mandos polı́ticos y militares se opusieron a esta idea38 pero, con el peligro
de un ataque de Alemania cada vez más probable, toda oposición se fue viniendo abajo. Final-
mente, Churchill aceptarı́a la idea y darı́a manga ancha a la comisión, ya que era necesario el
aporte que pudieran dar los norteamericanos en la industria de las ondas de radio. Después de
esto, en septiembre, se confeccionarı́a la Misión Tizard. Dirigida por Tizard, esta misión tenı́a
38
Incluso el propio Watson-Watt.
22
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
como objetivo intercambiar información cientı́fica con EEUU y Canada. Tizard viajarı́a con su
equipo (Bowen y Crockcorft) a EEUU donde mostrarı́an a General Electric su magnetrón y el
radar ASV Mark I. Éstos como contraprestación les mostrarı́an uno de sus magnetrones. Los
encuentros entre los expertos de estos paı́ses comenzarı́an el 12 de septiembre de 1940 [6]. Los
expertos británicos enviados recomendaron a los otros dos gobiernos la formación de una orga-
nización para el desarrollo y el descubrimiento de aplicaciones del radar. Los estadounidenses
impresionados por el pequeño tamaño y sofisticación del ASV crearon el Laboratorio de Radia-
ción en el MIT. Este laboratorio fue asignado como centro donde se concentrarı́a el estudio para
el diseño de radares de microondas [10].
El programa fue implantado con éxito en EEUU y Canada. Además, a partir de entonces los
tres paı́ses combinarı́an esfuerzos para el desarrollo del radar. Colaboraron en el desarrollo del
magnetrón que se convertirı́a en el componente clave para la nueva generación de radares que se
emplearı́an a partir de 1942. La evolución del magnetrón junto con la del radar ASV de Bowen
fueron las pruebas fehacientes de lo beneficiosa que fue esta cooperación. El 16 de noviembre de
1944 se celebró la Tercera Conferencia sobre Propagación de Ondas donde se percibı́a la estrecha
cooperación entre el Grupo de Propagación (Grupo 42) del Laboratorio de Radiación del MIT
y el Grupo de Propagación Ultra-Corta británico [6].
2.2.6. Magnetrón de cavidad resonante
Como ya hemos comentado anteriormente el magnetrón de cavidad resonante fue inventado
por Randall y Boot en 1940. No inventaron el magnetrón puesto que ya existı́a. Sin embargo,
estos dos cientı́ficos hicieron un nuevo aporte, añadirle ocho cavidades resonantes. Este nuevo
magnetrón permitió pasar de utilizar radares de ondas decimétricas a usar radares de ondas
centimétricas, logrando ası́ frecuencias por encima de los 3 GHz39 (microondas). Los dispositi-
vos previos utilizados en los radares no eran capaces de lograr tanta potencia a frecuencias tan
elevadas. Por lo que de esta manera se conseguı́a detectar objetos de pequeñas dimensiones a
distancias mayores [2].
El funcionamiento de este elemento (Figura 14) diferı́a en el de los tubos en que éste disponı́a
de un potente electroimán. El filamento central, que se comporta como cátodo, se calienta y emi-
te electrones debido al efecto Edison40. El cátodo se conecta al polo negativo de una fuente de
corriente continua y el ánodo se conecta al polo positivo. Éste último atraerá los electrones que
libera el cátodo. Entre el cátodo y el ánodo tenemos un espacio vacı́o por donde se desplazaran
los electrones. Fuera del tubo de vacı́o se encuentra el electroimán.
Por un lado, tenemos que la diferencia de potencial entre ánodo y cátodo genera un campo
eléctrico, por el otro, tenemos que el electroimán origina un campo magnético. La presencia de
este electroimán provoca que los electrones no viajen en lı́nea recta entre cátodo y ánodo, como
ocurrirı́a en su ausencia, sino que describan una trayectoria helicoidal. Estas cargas eléctricas en
movimiento crean un campo electromagnético y las ondas electromagnéticas generadas se propa-
gan en dirección perpendicular al desplazamiento de los electrones. La frecuencia de estas ondas
depende del tamaño de las cavidades. El papel fundamental que desempeñan las cavidades es el
de amplificar el campo electromagnético generado por cada electrón, generando de esta manera
ondas resonantes. Mediante un cable coaxial, se transmite la energı́a a la antena. Tras ello, la
antena irradiara estas ondas [2], [3].
39
En la primera prueba Randall y Boot consiguieron una frecuencia de 3.2 GHz.
40
Es el movimiento de partı́culas cargadas provenientes de una superficie de metal causado por una energı́a
térmica, que provoca una fuerza electrostática que empuja a los electrones.
23
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
La idea que introdujeron Randall y Boot de las ocho cavidades fue lo que convirtió al mag-
netrón en un elemento fundamental para el desarrollo de los nuevos radares. Se lograban de esta
manera señales 100 veces más potentes que las de cualquier otro dispositivo de la época utilizado
para el radar.
Figura 14: Estructura del magnetrón de cavidad resonante. Figura tomada de Encyclopædia Britannica.
24
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
2.3. El Radar en la Segunda Guerra Mundial
Durante la SGM se utilizaron múltiples radares para muy diferentes propósitos. Algunos de
ellos serı́an los siguientes: detección precoz, intercepción aérea, control de tierra de intercepción,
detección de buques desde el aire, control terrestre de aproximación... Los radares que jugaron
un papel más importante en la contienda ya han sido descritos anteriormente. Ahora veremos
la importancia que tuvieron en las diferentes batallas de la SGM. Comenzaremos esta sección
haciendo una breve introducción histórica.
2.3.1. Contexto histórico previo (1914-1939)
En los primeros años de la segunda década del siglo XX, Europa vivı́a unos años convulsos
que desencadenarı́an en un conflagración, la PGM (1914-1918). El detonante fue el asesinato
en Sarajevo del archiduque Francisco Fernando, heredero al trono autrohúngaro41. El sistema
de alianzas entre las diferentes potencias europeas y el colonialismo existente dará lugar a esta
guerra que tendrá varios continentes como teatro de operaciones y cuyo epicentro será Europa.
Dos grandes bloques se enfrentarı́an en ella [11]: el formado por los imperios alemán, otomano
y austrohúngaro, por el otro, el formado por Reino Unido, Francia y Rusia (posteriormente se
añadirı́an a ellos Italia y EEUU). Saldrı́an vencedores estos últimos que firmarı́an tratados de paz
con las diferentes potencias enemigas. En la humillación percibida por los alemanes con el Trata-
do de Versalles (1919) se encuentra la semilla para la futura confrontación que serı́a la SGM. En
este ambiente aparecerı́a un hombre desilusionado por la actitud de los dirigentes alemanes al
rendirse y con un objetivo claro: vengar a Alemania y lograr alzarla a las mayores cotas posibles.
Esta vez, no habrı́a rendición posible. Se librarı́a una batalla hasta las últimas consecuencias [12].
Figura 15: Firma del Tratado de Versalles en el Palacio de Versalles, 28 de junio de 1919.
La primera gran contienda trajo consigo una nueva forma de hacer la guerra. La infanterı́a
fue perdiendo protagonismo en favor de las nuevas tecnologı́as. Entre ellas el empleo de gases
venenosos42(gas mostaza, gas lacrimógeno...), los blindados y la aviación. Estos dos últimos
41
Dotando ası́ de un cariz premonitorio a las palabras pronunciadas por Otto von Bismarck: “Si alguna vez hay
otra guerra en Europa, será resultado de alguna maldita estupidez en los Balcanes”.
42
Hitler casi pierde la vista debido al efecto de uno de estos gases [11].
25
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
tendrı́an un papel fundamental en las guerras venideras. Algunos generales, conscientes de las
posibilidades que ofrecı́an, desarrolları́an nuevas técnicas de combate que serı́an vitales para la
próxima gran guerra. Este es el caso del general alemán Heinz Guderian43, el mariscal de la
Unión Soviética Tujachevski44 o el célebre general y futuro presidente de la República francesa
Charles de Gaulle. Si bien es cierto que la mayorı́a de los oficiales siguieron anclados en técnicas
de combate anacrónicas y, por ende, también los ejércitos. La excepción serı́a el ejército alemán,
que pese a las restricciones del Tratado de Versalles45, logró formar un cuerpo de oficiales de
excelentes capacidades y cualidades para la futura guerra [8]. Su máxima expresión serı́a la
táctica militar Blitzkrieg o guerra relámpago. Su primer gran testigo y perjudicado serı́a Francia
en mayo de 1940. En palabras del Mariscal de Campo Erwin Rommel [14], [15]:
“La Blitzkrieg es el arte de concentrar su potencial en un punto, forzando la ruptura,
penetrando por ella y asegurando los flancos para proseguir el avance a velocidad
vertiginosa hasta la retaguardia del enemigo, antes de que éste hubiera tenido tiempo
para reaccionar.”
Después de la PGM, en el perı́odo de entreguerras, emergerı́a la figura de Adolf Hitler. Éste,
que habı́a sido detenido tras su intento de golpe de estado (Putsch de Múnich) de 1923, serı́a
nombrado canciller por Hindenburg el 30 de enero de 1933 [16]. Con un ideario bien definido ya
en aquel entonces y que no variarı́a prácticamente hasta su muerte se lanzarı́a hacı́a la conquista
de Europa46. El primer gran desafı́o de Hitler a las potencias aliadas serı́a la Crisis de Renania,
provocada por la remilitarización de esta zona alemana y que el Tratado de Versalles prohibı́a.
El ejército alemán, que en caso de resistencia por parte de los franceses tenı́a orden de retirarse,
obtuvo una victoria que acrecentó la confianza en Hitler. Los franceses, que no recibieron el
apoyo británico instalado en la polı́tica de apaciguamiento, no mostraron la suficiente decisión
para enfrentar a los alemanes. Tras este primer golpe de efecto, Hitler continuó con su escala
de confrontación anexionando Austria (Anschluss) a Alemania en marzo de 1938. Los alemanes
entraron en Austria sin ningún tipo de oposición [8].
El último paso dado por Alemania antes del inicio de la SGM serı́a la anexión de Checoslo-
vaquia. Tras los acuerdos de Münich de septiembre de 1938, que no hacı́an más que reafirmar las
polı́ticas apaciguadoras de los aliados, Alemania se anexionaba la zona de los Sudetes tras un ple-
biscito acordado con estos. En marzo del año siguiente se anexionarı́a el resto de Checoslovaquia.
El 23 de agosto de 1939, Alemania y la Unión Soviética firmaban el Pacto Ribbentrop-Molotov.
Un pacto de no agresión donde también acordaron el reparto de los territorios que se anexio-
narı́an en los próximos años. Según este acuerdo a Alemania le correspondı́a la parte occidental
de Polonia y a la Unión Soviética la parte oriental. Conforme a lo acordado, el 1 de septiembre
Alemania comenzaba la invasión de Polonia 47. Reino Unido, que habı́a firmado el 25 de agosto
un pacto de ayuda mutua con Polonia, se vio obligado a intervenir arrastrando con ella a Francia.
De esta manera comenzaba la SGM [8].
43
En su libro Achtung-Panzer analiza el papel desempeñado por los tanques en la PGM y su futuro uso en la
guerra [13].
44
Victima de las purgas de Stalin por sus ideas innovadoras y al que ajusticiaron por mantener una reunión
con Guderian [17].
45
El tratado de Versalles, entre otras cosas, prohibı́a a la República de Alemania tener armas aéreas y antiaéreas.
Aunque estás se desarrollaron clandestinamente en Rusia (armas aéreas) y Suecia (armas antiaéreas). Una de estas
armas serı́a el famoso Flak 88, diseñado por la empresa Krupp.
46
Todo su pensamiento polı́tico e ideológico aparece en su libro autobiográfico Mi lucha [18].
47
La invasión serı́a todo un éxito, toda la parte occidental de Polonia quedarı́a bajo dominio alemán un mes
después.
26
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
2.3.2. Batalla de Inglaterra y Chain Home (julio-octubre 1940)
Antes de que se iniciara la SGM, en agosto de 1939, Alemania programó una misión de
espionaje electrónico contra Reino Unido. Se envió un dirigible LZ-130 con la misión de observar
posibles emisiones de radares británicos. El LZ-130 no percibió ninguna señal del CH, posible-
mente buscaron señales similares a las del Freya. En cambio, el CH si que detectó la presencia del
dirigible. No serı́a hasta la evacuación de Dunkerque (finales de mayo 1940) cuando los alemanes
encontraron los primeros indicios de la existencia del radar británico. Poco después percibirı́an
también la radiación proveniente del CH. El descubrimiento del CH fue una sorpresa para los
alemanes, que no creı́an que los británicos estuviesen tan adelantados en el desarrollo del radar.
De todas formas, no se alteraron los planes de atacar a Reino Unido [6].
Cronológicamente la primera batalla en la que el radar tuvo un papel importante fue la
batalla de Inglaterra. Su primer contacto con el combate fue el 18 de diciembre de 1939, en
Wilhelmshaven. Aquel dı́a, veintidós bombarderos británicos Wellington planeaban bombardear
los barcos germanos estacionados en el puerto marı́timo. Una unidad de Freya en la isla de Wan-
gerooge, a cargo del teniente Diehl, observó el acercamiento y llamó a una unidad cercana de la
Luftwaffe. Debido a este aviso, los alemanes pudieron actuar con premura y doce bombarderos
fueron derribados. Tras el gran éxito inicial de Wilhelmshaven, la Luftwaffe sólo vio el radar
como un arma defensiva, no ofensiva como harı́a la RAF.
La batalla de Inglaterra serı́a el primer contratiempo de Hitler en sus planes de expansionis-
mo. Fue una batalla muy pequeña en cuanto al número absoluto de muertos pero muy sangrienta
en términos relativos. La fracción de combatientes que sobrevivió respecto a la que participó fue
muy pequeña comparada con otras batallas. Se desarrolları́a entre julio y octubre de 1940 tras el
avance imparable de la Blitzkrieg por Polonia (septiembre de 1939), Dinamarca (abril de 1940),
Noruega (junio de 1940) y Bélgica, Holanda y Francia (Mayo de 1940). Tras estos éxitos Hitler
fijó su atención en su gran pretensión, los estados del este, lo que el llamaba el espacio vital
alemán (Lebensraum) [18]. Antes de proseguir hacı́a el este le convenı́a acabar con los ingleses
para destinar todos los recursos disponibles al frente oriental. Reino Unido, que habı́a perdido la
cuarta parte de su fuerza aérea en Francia, no se rendirı́a diplomáticamente. Con esta postura
de los británicos, Alemania tenı́a dos opciones: la invasión de Reino Unido o su estrangulación.
Dado el potencial marı́timo de los británicos, era necesario que primero la Luftwaffe derrotara
a la RAF para después contrarrestar a la armada británica (Royal Navy). Göering, en uno de
sus alardes48, aseguró a Hitler que esto era factible. Para realizar un ataque anfibio era indis-
pensable tener una gran superioridad aérea y un gran apoyo de artillerı́a que barriera la defensa
del litoral49. De todas formas parece inviable un ataque de esas dimensiones en aquella época
(1940), como parece corroborar la invasión aliada de Sicilia50 en julio de 1943 donde hubo casos
abundantes de fuego amigo [8]. Si a esto se le suma la superioridad de la Royal Navy respecto
a la armada alemana (Kriegsmarine) parece bastante difı́cil que hubiera tenido éxito un ataque
anfibio alemán.
La batalla de Inglaterra serı́a un duelo entre aeronaves donde se enfrentarı́an la RAF y la
Luftwaffe. Saldrı́a vencedora de la contienda la primera de ellas, lo que mucha gente pasa por alto
es que fue debido al desarrollo del radar, en el que se basaba el sistema aéreo defensivo británico.
El CH daba información precisa sobre la posición horizontal y la velocidad de los bombarderos
48
También asegurarı́a que serı́a capaz de pertrechar por aire al 6º Ejército de Paulus una vez cercado en
Stalingrado.
49
Los tanques y los soldados (con equipo de hasta 50 Kg en el desembarco de Normandı́a) debı́an desembarcar
a muy poca profundidad para no hundirse.
50
No fue hasta el Dia D cuando se llevó con éxito un desembarco de estas dimensiones. Aun teniendo gran
superioridad aérea y de artillerı́a los aliados estuvieron apunto de suspenderla por el estado de la mar.
27
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
pero no sobre la altura y su número. Para los observadores lo difı́cil era distinguir a los aviones
aliados de los enemigos. Pero gracias a él y debido al desarrollo del radar llevado a cabo en
Biggin Hill, el Mando de Caza (Fighter Command) de la RAF fue capaz de enviar cazas a in-
terceptar los bombarderos enemigos, manteniendo de esta manera a la Luftwaffe en la bahı́a [10].
Los Me-110 y los Stuka alemanes que habı́an sembrado el terror previamente en el conti-
nente no podı́an competir contra los Spitfires y Hurricanes británicos. Los ataques alemanes se
centraron en las defensas aéreas en el sur de Inglaterra donde fueron atacadas algunas estacio-
nes del CH [10]. La fuerza aérea alemana intentó destruir el CH con bombardeos pero no tuvo
éxito. Pese a que en julio de 1940 los británicos ya habı́an descifrado la maquina Enigma51, la
información que de ella se obtenı́a era insuficiente, ya que no se transmitı́a información sobre la
posición exacta de los aviones. Aunque hubo momentos donde la RAF y los ciudadanos ingleses
sufrieron grandes pérdidas, como el 15 de septiembre cuando hubo un gran ataque sobre Lon-
dres, la RAF nunca fue derrotada y la invasión alemana se pospondrı́a indefinidamente. Tras
el éxito de los bombardeos del 15 de septiembre los alemanes pronto pasarı́an a las incursiones
aéreas nocturnas (Blitz), ya que resultaban más difı́ciles de defender que los bombardeos diurnos.
Tras Mayo de 1941, los británicos incorporaron el radar aerotransportado AI Mark IV, que
tenı́a un indicador de posición52, gracias a él 102 bombarderos alemanes fueron derribados y el
Blitz prácticamente desapareció. Fue importante también la introducción del sistema IFF (iden-
tification friend or foe), era una circuito instalado en aviones amigos para que reirradiara una
señal con un amplitud variable de forma reconocible. En la batalla de Inglaterra se utilizarı́a el
IFF mark I que sólo responderı́a al CH, en una banda de 10-15 m (pero no a las longitudes de
onda de la marina u otros dispositivos)53. Con el fin del Blitz en primavera de 1941, el asalto de
la Luftwaffe sobre Reino Unido llegó a su fin, debido al aumento de la defensa tanto nocturna
como diurna. Aunque trágicos para las vı́ctimas, estos bombardeos no fueron un factor decisivo
[10].
Tras la batalla de Inglaterra, el radar se aplicó en todos los aspectos de la guerra. La Royal
Navy montaba sus propios conjuntos en los buques de guerra y los aviones de patrulla marı́tima
buscaban los submarinos alemanes usando el ASV. Después la RAF pasarı́a de la defensiva a la
ofensiva, gran parte de ella orientada a contrarrestar las defensas electrónicas alemanas, quienes
ahora eran los que tenı́an que defender sus hogares.
Al finalizar la batalla de Inglaterra, ésta no fue vista como una victoria por parte de los
británicos. No fue hasta tiempo después cuando se empezó a percibir de tal manera. Y su gran
paladı́n, Dowding, no recibirı́a los honores hasta pasado cierto tiempo. Ningún cientı́fico británi-
co implicado en el desarrollo del radar fue invitado a participar en el desfile de la victoria en
Londres el 8 de junio de 1946. En 1950 tras varias peticiones, diez de los solicitantes recibı́an una
cuantı́a económica por la importancia de sus descubrimientos. Hasta entonces el gobierno habı́a
mantenido que esos descubrimientos se habı́an dado dentro del desarrollo lógico de la ciencia
y que no era necesario premiarlos. La ausencia de reconocimiento a los protagonistas del radar
tiene como base la falta de reconocimiento de las actividades que tuvieron lugar en Orfordness y
Bawdsey. Al finalizar la guerra, el peso de la ciencia en las cuestiones de la nación fue reconocida
e institucionalizada [10].
51
Máquina alemana de cifrado y descifrado de mensajes.
52
En inglés plan position indicator(PPI), es el tipo de salida de pantalla de radar más común.
53
Consistı́a en un receptor aerotransportado el cual barrı́a todo ese rango de espectro mecánicamente en pocos
segundos.
28
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
2.3.3. El Atlántico (1939-1945)
En esta batalla se enfrentaron principalmente dos paı́ses: Reino Unido y Alemania. Al ini-
cio, los alemanes, con su jefe de la armada a la cabeza, Karl Donitz54, trazaron una estrategia
ofensiva con dos lı́neas diferentes de acción: ataques de grupos de U-boats, las conocidas ma-
nadas de lobos, dirigidas por radio desde el cuartel general, y por otro lado, ataques nocturnos
con buques a los enemigos en la superficie del mar. Pero el dominio de los U-boats fue tal, que
Churchill la llamarı́a la lucha entre los aliados contra los U-boats. Estos submarinos empezaron
a operar desde las costas de Noruega y Francia (territorios previamente invadidos) en 1940. Su
objetivo fueron los barcos de mercancı́as. En esta batalla el radar tuvo una aparición temprana
en escena pero inicialmente tuvo muy poca trascendencia. Los convoys aliados llevaban sensores
electromagnéticos, acústicos u ópticos (ASV Mark II, banda VHF de 200 MHz). Sin embargo,
debido a la ineficacia de éstos no fueron destruidos muchos U-boat en 1940-1941 [19]. En 1941
aparecerı́a en escena una innovación que irı́a cambiando el rumbo de la batalla. Ésta fue poner
en operación el primer magnetrón como radar para la detección en el mar. A partir de entonces,
la relación de pérdidas fue cambiando hasta que en 1943 la batalla estaba totalmente decidida
[7]. Los radares centimétricos provocaron un cambio de ruta en la batalla del Atlántico. Este
año es el de la derrota final de los U-boats y el sistema de manada de lobos.
En el bando alemán los barcos de guerra eran de dos tipos: barcos mercantes armados (sin
radar) o buques de guerra (con radar). Entre estos últimos se encontraban el Admiral Graf Spee55
y el Admiral Hipper que poseı́an un radar Seetakt con 22 Km de alcance máximo. Uno de los
episodios más curiosos de esta batalla que implica al radar fue el del acorazado Bismarck. El 19
de mayo de 1941 salió de Gotenhafen junto al Prinz Eugen. En aquellos dı́as serı́a la primera vez
que se usaba un radar aerotransportado en una guerra naval. Esta combinación entre radar y
aviación fue la que destruirı́a el Bismarck. La caza del Bismarck se puede resumir en dos etapas:
la localización del Bismarck y el ataque sobre él con biplanos Swordfish procedentes del portaa-
viones Ark Royal. El papel del radar ASV es mencionado en todas las informaciones como de
gran importancia. En condiciones de buena visibilidad no habrı́a sido necesaria la utilización de
este radar. Pero se daba la circunstancia de que en aquellos dı́as habı́a unas condiciones climáti-
cas adversas con una gran concentración de nubes a escasa altura del nivel del mar (150-180 m).
Todo empezó el 26 de mayo cuando a las 10:30 un Catalina visualizó el Bismarck. Este avión
estaba formando una punta de flecha con otro Catalina. El punto más estrecho de la punta era
de 24 millas, distancia de seguridad para evitar colisiones. Ambos aeroplanos hacı́an un reco-
rrido de ida y vuelta de unas 160 millas. Visualmente no se podı́a percibir un barco a más de
media milla, por lo que la patrulla solo podrı́a cubrir un ancho de una milla. Gracias al radar
aerotransportado ASV esta distancia aumentaba hasta las 50 millas, distancia que el Bismarck
tardarı́a dos horas en recorrer. De esta forma, la parte estrecha de la punta de la flecha estaba
totalmente cubierta. Tras dar el aviso de la localización, unos biplanos Swordfish torpedearon el
buque. La detección fue posible gracias al ASV aunque en los periódicos de las época se dijese
que fue observado visualmente por un Catalina. Todo era debido a que en aquella época esta
tecnologı́a puntera era secreto de estado.
Este hecho fue una de las grandes muestras de la utilidad del radar aerotransportado en
la guerra naval. Tras ello los alemanes abandonaron la idea de aventurarse en el Atlántico con
buques de superficie, limitándose a los ataques con submarinos. Esta estrategia con submarinos
funcionó hasta la aparición de la tecnologı́a centimétrica, la cual era muy efectiva contra los
submarinos. La ventaja que ofrecı́a la tecnologı́a centimétrica contra los submarinos era el gran
reflejo de las ondas que se obtenı́an de las pequeñas partes de la estructura del submarino. Los
54
Hitler lo nombrarı́a su sucesor antes de suicidarse, aunque sin otorgarle todos los cargos que él poseı́a.
55
El Admiral Graf Spee fue el primer barco de guerra con un conjunto de radar al cual se le instaló un Seetakt
en Enero de 1938 [6].
29
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
alemanes tenı́an el problema de que sus receptores de alertas de radares no percibı́an radiación
centimétrica por lo que siempre tenı́an que combatir con el elemento sorpresa.
2.3.4. El Mediterráneo (1940-1945)
En junio de 1940, viendo el éxito de Hitler, Mussolini se lanzarı́a a la conquista de su propio
imperio. Ni Alemania ni Reino Unido estaban interesados en que se desatara una guerra en el
Mediterráneo, ya que se les abrirı́a un segundo frente a ambas. Alemania aconsejó a Italia no
agredir a Reino Unido por la imposibilidad que podrı́an tener estos en vencerla, pero Italia salien-
do victoriosa conseguirı́a una situación estratégica muy favorable [6]. La principal importancia
estratégica del Mediterráneo descansaba en Malta y algunos puertos del Norte de África. Tras
los primeros compases de la guerra en el Norte de África, los italianos empezaron a retroceder
y Hitler se vio obligado a acudir en ayuda de sus aliados italianos. De esta manera se formó un
contingente germano-italiano, el Afrika Korps liderado por Erwin Rommel56, quién empezarı́a
a forjar su leyenda desde su llegada57 [14]. La batalla serı́a tanto terrestre como marı́tima.
Los británicos en marzo de 1939 habı́an instalado una estación de radar (Mobile Radio Unit,
MRU) en Malta para defenderse de los posibles ataques por parte de las fuerzas del Eje. Cuando
a Kesselring (jefe de las fuerzas aéreas del Mediterráneo) se le asignó la misión de la recuperación
de Malta, por alguna extraña razón decidió no bombardear la estación de radar de la isla58. Tras
el avance sobre Tobruk, Alemania se olvidó de la invasión de Malta. En julio de 1941 el primer
avión aliado en el mediterráneo era equipado con un radar ASV [5].
La Royal Navy envió el primer mes de enfrentamientos cuatro cruceros: Valiant, Ajas y Illus-
trious (equipados con radares Type 279, capaz de detectar aviones a 3 Km de altura y a una
distancia de 80 Km) y Orion (equipado con un radar Type 286). El Illustrious serı́a el primer
buque de la armada británica en llevar un equipo de radar, serı́a en abril de 1940. La batalla
marı́tima del Mediterráneo donde el radar tuvo una mayor trascendencia fue posiblemente la de
Matapán. En ella los radares británicos detectaron a la flota italiana. Desde este momento, los
italianos empezaron a sospechar que Reino Unido poseı́a algún tipo de radar y reiniciaron su
programa de investigación del radar. El gran problema para la armada italiana (Regia Marina)
fue la falta de apoyo aéreo de la Regia Aeronautica y de la Luftwaffe [5], [19].
En cuanto a las batallas terrestres, el Ultra59 británico tuvo un gran papel para parar el
avance de las tropas del Afrika Korps en la batalla de El Alamein. A partir de entonces se
empezarı́a a utilizar en los diferentes ejércitos. Por otra lado, en las batallas de Grecia y Creta
los radares británicos desplegados tuvieron muy poco efecto. El uso más efectivo del radar en la
campaña del desierto fue el dado por los australianos en la larga defensa de Tobruk. Conforme
fue pasando la guerra la superioridad aérea aliada provocó que se interceptasen cada vez un
mayor número de envı́os alemanes al norte de África. Batiéndose en retirada, el Afrika Korps
desde la Segunda Batalla de El Alamein (noviembre de 1942) y con escasez de suministros las
tropas del Eje se vieron abocadas a la derrota [5], [6].
En definitiva, podemos decir que la superioridad del radar británico aseguró la victoria en
la batalla de Matapán en marzo de 1941 (gran parte de la batalla transcurrirı́a de noche). A
56
Hitler habı́a leı́do el libro de Rommel, Infantry Attacks [20], lo conocı́a personalmente y le gustaba su perso-
nalidad tan alejada de los oficiales prusianos.
57
Destinado a mantener una posición defensiva (esta batalla era un compromiso para Hitler, no era un objetivo
prioritario), la ambición de Rommel hizo que fuera mucho más allá.
58
Rommel creı́a que era fundamental controlar Malta e insistió en realizar una invasión aerotransportada que
levanto poco entusiasmo en Berlı́n después de la experiencia de Creta.
59
Máquina capaz de descifrar el código de Enigma.
30
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
veces también la batalla de Tarento se toma como una victoria en la que el radar tuvo la mayor
contribución. También hubo otras batallas en el Mediterráneo como Creta y Grecia donde el
radar no tuvo repercusión. Una derrota de Reino Unido en el Norte de África60 podrı́a haber
ocasionado, con casi total seguridad, la pérdida del petróleo de Iraq e Irán, que hubiera caı́do
en manos alemanas.
2.3.5. Frente Este (1941-1945)
La operación alemana para la invasión de la Unión Soviética comenzó el 22 de Junio de 1941
(Operación Barbarroja). El conflicto se inició con la destrucción por parte de la Luftwaffe de
gran parte de la fuerza aérea rusa. En aquellos instantes iniciales de la invasión, sólo un tipo de
radar soviético se encontraba operativo, el RUS-2. Operaba con una longitud de onda de λ =4m
y era un sistema de alerta aérea de pulsos. La nueva versión del radar, el RUS-2S, no estaba
listo todavı́a y para finales de 1942 habı́a solo 53 de estos aparatos operativos. Además, los rusos
únicamente poseı́an un total de seis estaciones de radar distribuidas a lo largo de su territorio [6].
Se puede decir que en el Frente del Este el radar fue muy poco utilizado. Debido al control
aéreo alemán, éstos sólo necesitaron utilizar unos pocos Freya al inicio de la contienda. Con-
forme fue avanzando la guerra, debido a la perdida de superioridad aérea, los alemanes fueron
haciendo bombardeos nocturnos, aumentando de esta manera el uso del Freya. Por el otro la-
do, los rusos en un inicio utilizaron el radar casi exclusivamente para defender sus dos grandes
ciudades: Moscú y Leningrado. Su desarrollo del radar fue muy escaso durante toda la guerra
y sus diseños no se podı́an comparar con los de Alemania, EEUU o Reino Unido. Al comienzo,
empezaron utilizando sus propios radares para, al final, acabar importando los radares de los
paı́ses aliados. Primero usarı́an los GL Mark II británicos, conocidos generalmente como SON-2.
Después adquirirı́an GL Mark III, y los americanos enviarı́an SCR-268, SCR-584 y SCR-545.
Uno de los hechos más destacados del radar en este frente, fue cuando se concentraron rada-
res Freya y Würzburg en unión con la artillerı́a antiaérea en los depósitos de petróleo de Ploesti,
Rumanı́a. Con esta combinación defensiva los alemanes consiguieron derribar un gran número
de bombarderos [6].
2.3.6. Guerra en el Pacı́fico (1941-1945)
La Guerra del Pacı́fico se inició con el ataque japonés sobre Pearl Harbor (Hawai) el 7 de
diciembre de 1941, al mando del ataque estuvo el comandante japonés Nagumo. En ella se en-
frentarı́an los EEUU y Japón. Al igual que el ataque en Europa a través de las Ardenas diseñado
por Manstein, el cual no habı́a sido previsto por los aliados ya que se creı́a imposible que una
fuerza armada pudiera pasar a través de esa zona boscosa, el ataque sobre Hawai también sor-
prendió a los estadounidenses por que no creı́an que los portaaviones pudieran operar tan lejos
de su base [5].
Los estadounidenses disponı́an de un radar defendiendo la zona, un SCR-270. A pesar de
disponer de este sistema y de que funcionara perfectamente, el ataque fue totalmente imprevisto.
La mañana del 7 de diciembre se registró una señal de un objetivo hostil en el radar. Pero desde
la estación de radar sólo se hicieron unas cuantas llamadas a algunas oficinas de comandantes.
El radar se acababa de instalar y no habı́a lı́neas tácticas de actuación. No habı́a lı́neas para
comunicar las incursiones enemigas a unidades de cazas, ni tampoco pilotos disponibles encar-
60
No muy utópica si Hitler hubiera cedido al envió de divisiones exigido por Rommel.
31
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
gados para estas tareas61 [5].
Figura 16: Hundimiento de buques estadounidenses en el ataque japonés sobre Pearl Harbor, 7 de diciem-
bre de 1941.
Al inicio, Japón tuvo ventaja en número, estaban mejor equipados y mejor entrenados. Los
japoneses inicialmente no tuvieron ningún radar operativo. En cambio, los EEUU ya poseı́an
barcos equipados con radares CXAM de alerta temprana, sus portaaviones contaban con este
tipo de radar desde 1939. El primer uso militar del radar en esta guerra se realizarı́a en el ataque
a las islas Marshall por parte del bando estadounidense. Este ataque se llevarı́a a cabo como
respuesta a la humillación sufrida en Pearl Harbor. En el ataque se utilizó el radar para controlar
los portaaviones y para observar al enemigo.
Los portaaviones también jugaron un papel fundamental en la contienda. El primer enfren-
tamiento entre ellos serı́a entre el dı́a 6 y el dı́a 8 de mayo de 1942, en el mar Coral. Un mes
después comenzarı́a la batalla que cambiarı́a el transcurso de la guerra en el Pacı́fico, la batalla
de Midway. En este combate los bombarderos estadounidenses atacaron de forma sorpresiva a
la armada japonesa destrozando sus cuatro portaaviones. La carencia de tecnologı́a en el lado
japonés y su falta de respuesta para contraatacar no ayudaron a que el varapalo sufrido fuera
menor.
En cuanto a la marina mercante, en el año 1945 los americanos ya habı́an destruido todos
los barcos japoneses. Ya en 1943 la armada americana estaba equipada con gran variedad de ra-
dares. De esta manera, la defensa de un buque de guerra contra un ataque aéreo era muy fuerte.
Además, tenı́an una gran capacidad para detectar barcos enemigos. Debido a todo esto, los cazas
empezaron a no ser considerados fundamentales para la defensa de los buques. Cabe destacar
que aunque EEUU no hubiera poseı́do estas nuevas armas, la armada japonesa era incapaz de
hacer frente al poderı́o industrial americano, por lo que su pretensión estaba abocada a finalizar
en desastre62. Al principio de la guerra los aviadores japoneses eran simplemente los mejores
61
Otra teorı́a poco verosı́mil es que estas señales del radar fueron ignoradas por F.D.Roosvelt para que EEUU
entrara en la guerra. Los estadounidenses habrı́an respaldado la entrada con el simple intento de ataque [5].
62
Como ya auguró el comandante en jefe de la Flota Combinada japonesa que habı́a vivido en los EEUU,
I.Yamamoto, Japón no podrı́a hacerles frente en una larga guerra.
32
Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa
debido a su intenso entrenamiento. Pero tras morir estos pilotos no hubo un plan de reemplazo
adecuado. Por otro lado, las ciudades niponas fueron sistemáticamente destruidas desde el aire,
a diferencia de las de Europa, ya que el sistema defensivo aéreo era enormemente defectuoso [6].
La Guerra en el Pacı́fico es recordada por sus grandes batallas entre flotas de superficie. En
el océano Pacı́fico el radar no fue un elemento fundamental ya que la localización de objetivos no
era un problema primordial y el radar, aunque disponible en ambos bandos, no desempeñó un
papel crucial. Los desarrollos de los radares navales americanos, británicos y germanos eran simi-
lares. Sin embargo, los japoneses se basaban en la utilización de magnetrones de baja potencia.
Esta combinación de baja potencia y longitudes de ondas centimétricas se mostró inapropiada
para los radares navales de superficie [19].
El elemento clave en la Guerra del Pacı́fico fueron los submarinos. Los submarinos ameri-
canos atacaron tanto a la marina mercante japonesa como a la de guerra. Sobre ellos recayó
también la responsabilidad de vencer a Japón, dejando aislada la isla durante largo tiempo in-
cluso después de la guerra. Si bien es cierto que estos ataques de manadas de lobos de submarinos
estadounidenses nunca llegaron a la escala de los que se dieron en el Atlántico a cargo de los
submarinos alemanes [5]. En los submarinos americanos, el radar desempeñó una labor de vigi-
lancia. Se empleaba para avisar de los ataques aéreos. En cuanto a la vigilancia contra barcos
de superficie, el radar nunca suplantó al sonar. Los alemanes también acabaron introduciendo
el radar en sus submarinos en las etapas finales de la guerra para alertar de los ataques aéreos
pero en estas instancias ya no tuvieron trascendencia alguna en la guerra. Podrı́a decirse que
el uso dado al radar por los submarinos americanos en la Guerra del Pacı́fico merece el mismo
reconocimiento que el radar ASV en la Batalla del Atlántico [6].
33
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  • 1. Leioa, 2018ko Otsailaren 19a /Leioa, 19 de Febrero de 2018 Gradu Amaierako Lana / Trabajo Fin de Grado Ingeniaritza Elektronikoko Gradua / Grado en Ingeniería Electrónica Aspectos históricos y técnicos del RADAR Egilea/Autor/a: Igor García Atutxa Zuzendaria/Director/a: Joaquín Portilla
  • 2. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa Índice 1. Introducción y objetivos 3 2. Desarrollo 4 2.1. Conceptos básicos del radar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.2. Evolución desde finales del siglo XIX hasta finales de la Segunda Guerra Mundial 6 2.2.1. Contexto cientı́fico-tecnológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2.2. Desarrollo del radar en Alemania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2.3. Desarrollo del radar en los Estados Unidos . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.2.4. Desarrollo del radar en Reino Unido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.5. Misión Tizard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.6. Magnetrón de cavidad resonante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3. El Radar en la Segunda Guerra Mundial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.1. Contexto histórico previo (1914-1939) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.2. Batalla de Inglaterra y Chain Home (julio-octubre 1940) . . . . . . . . . . 27 2.3.3. El Atlántico (1939-1945) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.3.4. El Mediterráneo (1940-1945) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.3.5. Frente Este (1941-1945) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.3.6. Guerra en el Pacı́fico (1941-1945) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3. Conclusiones 34 4. Abreviaturas utilizadas 35 5. Bibliografı́a 36 2
  • 3. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa 1. Introducción y objetivos El radar (radio detection and ranging, en castellano, detección y medición de distancias por radio) es un sistema basado en ondas electromagnéticas utilizado para medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades. El radar nos sirve para ampliar la capacidad de ciertos sentidos, especialmente el sentido de la visión, pero no para sustituirlo. El radar no posee la capacidad de resolución ni de reconocimiento de objetos del ojo humano. Sin embargo, el radar puede ser diseñado para ver donde la visión humana no llega, como podrı́an ser la oscuridad, niebla, lluvia o nieve. Además, éste tiene la ventaja de poder medir las distancias a los objetos. Durante los primeros años después de su creación, la idea básica del radar residió en trasmitir señales con pulsos de corta duración y potentes, midiendo el retardo entre la señal transmitida y el eco proveniente del objeto (el blanco) de esta misma señal. De esta manera, se obtenı́a la distancia a la que se encontraba el blanco. En estos primeros radares, debido al ruido, no era posible obtener simultáneamente alcances razonables, precisión en la medida de distancias y una resolución adecuada. Las teorı́as de Woodward, basadas en el cálculo de probabilidades y el teorema de muestreo han dado lugar a nuevos tipos de radares con mejores prestaciones y más económicos. El objetivo ya no será transmitir una señal de gran potencia para tener un gran alcance (limitando la precisión y resolución), sino que se prestará especial atención al diseño del receptor para maximizar la relación Señal-Ruido (S/N). En resumen, podemos decir que los primeros radares hacı́an hincapié en el transmisor, mientras que los modernos lo hacen en el receptor. Entre sus ámbitos de aplicación actual se encuentran la meteorologı́a, el control del tráfico aéreo y terrestre, seguridad en el mar, vehı́culos espaciales y gran variedad de usos militares. Esta última representa por mucho la aplicación más exigente con las prestaciones del radar [1]. La finalidad de este Trabajo Fin de Grado es la de mostrar los descubrimientos iniciales que hicieron posible el planteamiento del radar, ası́ como su evolución a lo largo de las primeras décadas del siglo XX, prestando especial atención a su repercusión y desarrollo en el gran acontecimiento histórico de este siglo, la Segunda Guerra Mundial (SGM). Este conflicto serı́a el primer campo de pruebas del radar, debido al cual su avance se verı́a impulsado. A pesar de su cercanı́a en el tiempo, la historia del radar podrı́a dar lugar a un trabajo que extenderı́a el estudio de un TFG o por otro lado carecer de la suficiente profundidad al proponernos cubrir toda su franja temporal. Debido a ello, el punto y final de este estudio lo fijaremos en el final de la SGM. Tanto la importancia que tuvo el radar en ella como la trascendencia que tuvo este enfrentamiento para la humanidad en general hacen que sea una interesante y extensa materia de estudio. Iniciaremos la memoria enumerando los descubrimientos que hicieron posible el radar. Después nos centraremos en los mayores avances realizados en este sistema en diferentes paı́ses, casualmente estos paı́ses serı́an los mismos que luego tendrı́an un papel destacado en la SGM. Continuaremos viendo el papel que desempeñó el radar en las batallas más importantes del conflicto. Finalmente, en el apartado de las conclusiones se analizará hasta que punto el radar repercutió en el desenlace final de la SGM. 3
  • 4. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa 2. Desarrollo 2.1. Conceptos básicos del radar El radar básicamente está constituido por una antena transmisora que emite ondas electro- magnéticas, una antena receptora y un dispositivo detector de energı́a o receptor (Figura 1). Una parte de esta señal electromagnética transmitida puede toparse con un objeto reflectante (el blanco), que reenvı́a esta señal en todas direcciones. La energı́a que retorna en dirección al radar (llamada eco) es la que nos informa de la presencia de este blanco. La antena receptora capta el eco y se lo suministra al receptor, donde se procesa para extraer todos los datos requeridos del blanco (localización, velocidad...). Figura 1: Esquema básico de un radar. Aparecen indicadas las densidades de potencia entrante y reflejada del blanco (donde Pt es la potencia transmitida, Gt es la ganancia de la antena, R la distancia al blanco y σ la sección radar de un blanco esférico). Figura tomada de la referencia [1]. Tomando como referencia las densidades de potencia de la Figura 1 y multiplicándolas por el área efectiva de la antena receptora (Ae), tenemos que la potencia recibida en el receptor será la siguiente1 [2]: Pr = PtGtσAe (4π)2R4 (1) El radar se empezó a desarrollar hace más de 70 años, a principios de la década de 1930. Desde su creación ha evolucionado de forma imparable hasta convertirse en uno de los sistemas más complejos que incorporan las últimas innovaciones. A continuación mostramos dos definiciones del radar aportadas por dos organizaciones diferentes de gran importancia en el mundo de la radiodetección [1]. La primera definición es de La Unión Internacional de las Telecomunicaciones (UIT): “Sistema de Radiodeterminación basado en la comparación entre señales radioeléctri- cas reflejadas o retransmitidas desde la posición a determinar”. De igual forma la IEEE nos ofrece la suya: “Un dispositivo para la transmisión de señales electromagnéticas y la recepción de ecos desde los objetos de interés (blancos) dentro de su volumen de cobertura. La presencia de un blanco es revelada por la detección de su eco o por una réplica del transpondedor”. En cuanto a los tipos de radares existentes tenemos varias clasificaciones: naturaleza del objeto, finalidad del radar, posición relativa transmisor y receptor o naturaleza de la señal transmitida [3]. Según ésta última los radares se pueden dividir en dos grandes grupos: 1 Ecuación ideal del radar. No se consideran en ella: las pérdidas en el sistema, los efectos del entorno... 4
  • 5. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa ◦ Radares de onda continua (CW): emiten ondas continuas, se pueden modular en frecuencia (CW-FM) o fase (CW-PM) dándonos información ası́ sobre la distancia y velocidad del blanco. ◦ Radares de pulsos: la señal se pulsa de forma periódica. Se utiliza para medir la distancia al blanco. Figura 2: Diferencias entre radar de onda continua y pulsado. Figura tomada de la referencia [1]. El radar mide las diferentes caracterı́sticas del blanco de la siguiente manera [1]: ◦ Distancia. El tiempo de retraso entre la emisión y la recepción de la señal nos aporta la distancia a la que se encuentra el blanco. ◦ Dirección. Las antenas directivas de las que constan los radares permiten medir la dirección del blanco. El ancho del haz determina la resolución angular. ◦ Velocidad. Cuando tenemos un blanco móvil hay una diferencia entre la frecuencia de la señal emitida y la proveniente del eco debido al efecto Doppler. De esta manera se mide la velocidad radial del blanco. Esta también se puede calcular con la diferencia de distancias medidas en diferentes instantes de tiempo. Uno de los problemas con los que puede encontrarse un sistema de radar, a parte de que la potencia procedente del blanco sea pequeña, es la aparición de señales indeseadas que pueden llegar al receptor [4]. Dentro de estas señales encontramos: ◦ Ruido. Es toda radiación electromagnética indeseada y señal producida en el propio equi- po que interfiere en la capacidad de detectar el blanco. El ruido más importante es el térmico2 el cual depende de la temperatura y el ancho de banda. Este ruido se toma como aproximadamente blanco. Esto quiere decir que la señal contiene todas las frecuencias y todas ellas muestran la misma potencia. ◦ Clutter. Es el conjunto de ecos generado por elementos como: niebla, nubes, lluvia, nieve, la superficie del mar o de la tierra u otros objetos como podrı́an ser la aves. ◦ Interferencias. Señales de otros sistemas electrónicos que pueden limitar el correcto fun- cionamiento del radar. ◦ Contramedidas. Son aquellas señales creadas voluntariamente con la intención de entorpe- cer el buen funcionamiento del radar. 2 También conocido como ruido de Johnson-Nyquist, es generado por la agitación térmica de los portadores de carga en equilibrio. 5
  • 6. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa 2.2. Evolución desde finales del siglo XIX hasta finales de la Segunda Guerra Mundial Una vez conocidos los conceptos generales del radar continuaremos con el objeto de estudio de este Trabajo Fin de Grado: la evolución y la trascendencia de esta tecnologı́a desde los primeros experimentos hasta finalizar la SGM donde su uso estaba ya totalmente implantado3. 2.2.1. Contexto cientı́fico-tecnológico Como bien se ha comentado anteriormente en este texto, el radar está basado en la transmi- sión de ondas electromagnéticas. Debido a esto nos es indispensable conocer las diferentes teorı́as y aportaciones que se fueron realizando en el electromagnetismo. Podemos mencionar como uno de los hechos más trascendentes de la Ingenierı́a Eléctrica y de la Fı́sica del siglo XIX la for- mulación de la teorı́a electromagnética4. Al desarrollo de la misma contribuyeron inicialmente personas como Franklin, Oersted o Faraday (que percibió la relación entre la electricidad y mag- netismo)5. Posteriormente, Maxwell escribirı́a en 1865 un conjunto de ecuaciones6 diferenciales que mostraban lo antes determinado por Gauss, Faraday y Ampère. A muchos estas ecuaciones les parecieron artificiales, innecesarias e incomprensibles. En 1884, el trabajo de Maxwell llegó a las manos de un por entonces telegrafista, Heaviside, quien redujo las ecuaciones de Maxwell a las hoy conocidas [5]. Lo hasta ahora mencionado forma parte del desarrollo del conocimiento sobre las ondas elec- tromagnéticas pero no es considerado el origen del radar. Los orı́genes del radar se remontan a finales del siglo XIX, más concretamente a 1887. En ese año, Heinrich Hertz produjo en su laboratorio de Karlsruhe ondas electromagnéticas y demostró la polarización, reflexión y re- fracción de estas ondas. Esto fue de gran importancia ya que por primera vez se logró generar ondas de radio que podı́an ser reflejadas por ciertos materiales y que fueran detectadas tras la reflexión. Debido a estos experimentos que realizó entre 1886 y 1890, Hertz amplió el espectro electromagnético conocido, estudiando la banda de 3 m y 6 m de longitud de onda en el espectro VHF (Very High Frequency) y con longitudes de onda de 60 cm para el espectro UHF (Ultra High Frequency). Hasta los estudios de Hertz sólo era conocido el espectro visible y parte del infrarrojo donde la radiación es detectable para los sentidos humanos [6]. Otro avance vendrı́a a cargo de Marconi cuando en 1895 introdujo su sistema inalámbrico. A partir de entonces, muchos cientı́ficos se aventuraron a trabajar en este ámbito [7]. En 1897 se iniciarı́a la era de la electrónica con el descubrimiento del electrón de Thomson y la invención del tubo de rayos catódicos (CRT) por Ferdinand Braun, elemento utilizado para la visualización de los datos del radar. Los rayos catódicos, descubiertos por Plücker en 1859, se observan cuando se aplican altos voltajes a los electrodos en un tubo de vacı́o. Otro elemento importante fue el desa- rrollo de dos prerrequisitos para el radar antes del siglo XX: la radiogoniometrı́a (búsqueda por radiodetección) y la oscilografı́a de rayos catódicos [6]. Hertz no vio el camino prometedor que se abrı́a con estos nuevos descubrimientos y la aplicabilidad que podı́an tener este tipo de ondas electromagnéticas que habı́a estudiado. Una década después Marconi y otros desarrollaron la tecnologı́a de la telegrafı́a sin hilos, los buenos resultados obtenidos por ellos en los experimentos preliminares en microondas fueron eclipsados por el éxito de las radiocomunicaciones basadas en ondas electromagnéticas de longitud de onda más grande. Por este motivo no se investigarı́an tanto las microondas [5]. 3 Los alemanes ya habı́an hecho alguna prueba con sus radares en la Guerra Civil Española. 4 Ésta contiene toda la información del magnetismo y la electricidad. Sin tener en cuenta la teorı́a cuántica. 5 A finales del siglo XVIII ya se habı́a establecido la ley del inverso del cuadrado. 6 Eran un total de ocho ecuaciones que aparecı́an en su trabajo A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field. 6
  • 7. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa La invención del radar no se puede atribuir a una única persona sino más bien a los diferentes aportes de muchas en distintos lugares y tiempo. A inicios del siglo XX, Lee de Forest inventó el tubo de vacı́o triodo (1906)7 y posteriormente lo utilizarı́a Lowenstein como oscilador por primera vez en 1912. En las primeras dos décadas del siglo se intentaron crear dispositivos capaces de detectar objetos a cierta distancia, pero la tecnologı́a de la época no permitı́a obtener mayor alcance que el de nuestro campo visual. En estas fechas una persona cobró especial importancia, Christian Hülsmeyer. Él fue quien hizo el primer dispositivo de radar serio y lo patentó. La patente llamada Telemobiloskop (patente DE169154) fue publicada en 1904, en ella se decı́a lo siguiente [7]: “Aparato de proyección y recepción de onda herziana adaptado para indicar o advertir de la presencia de un cuerpo metálico, como barcos o trenes, en la lı́nea de proyección de dichas ondas [...] Mi invención se basa en la propiedad de las ondas eléctricas de ser reflejadas hacia su fuente al encontrarse con un cuerpo metálico”. Los intentos con el sistema de Hülsmeyer no tuvieron éxito, debido a los obstáculos de las patentes de Ferdinand Braun (patente DE111578, del año 1898) y de Marconi (patente 7777, conocida como Syntony patent, del año 1900). Su aparato fundamentalmente funcionaba y de- tectaba elementos a una distancia superior a los 3 Km. El primer intento serio de utilizar rayos electromagnéticos para la detección de objetos conductores vendrı́a a cargo de una patente de Leimbach y Löwy8 (patente DE237944) de 1910. A esta patente se le pretendı́a dar un uso geológico, el sistema en ella propuesto serı́a llamado pozo radar [7]. A partir de la década de los años 20 fue cuando se empezaron a dar mayores avances en este campo9. Se fueron desarrollando tres ramas de la radiotecnologı́a que contribuyeron a hacer posible el radar: las técnicas de eco y pulsos, la altimetrı́a de radio y los tubos de vacı́o de alta frecuencia10. Muestra de estas innovaciones fue el trabajo que realizaron Appleton y Barnett con el cual midieron la altura de la ionosfera con experimentos de eco en 1925. Otro intento para medir la altura de la ionosfera con un método diferente fue el trabajo de Breit y Tuve, basado en la invención realizada por Abraham y Bloch del multivibrador (circuito oscilador que genera ondas cuadradas) en 191911. En 1926, Tuve y Breit mediante técnicas de pulsos encontraron la vı́a para demostrar la teorı́a ionosférica establecida de Kenneally y Heaviside. Con ella consi- guieron una mayor precisión en la altura de la ionosfera que la obtenida por Appleton y Barnett. En 1928, Bently de General Electric publicarı́a una patente sobre un sistema de indicación de altitud para los aviones. Esta se medı́a mediante la frecuencia de pulsos entre las ondas directas del transmisor y las reflejadas en la tierra. Con este tipo de radar FM, el piloto podrı́a tener un indicador de altura en su cabina [7]. Después de estos experimentos se empezó a intuir que este tipo de tecnologı́as podrı́an utili- zarse en otras aplicaciones como la medición de distancias entre dos objetos que se encuentran en la Tierra. El mayor problema para esto último era la falta de osciladores de alta potencia. Los osciladores de tubo de vacı́o habı́an tenido un gran desarrollo desde la década de 1910. Ahora bien, el oscilador triodo tenı́a una importante limitación: cuanto mayor es la frecuencia menor es su potencia y menor es el alcance del radar. Este inconveniente se solventó con el descubrimiento de Hull del magnetrón de ánodo dividido en 1920. Esta tecnologı́a necesitaba 7 En 1904 Fleming habı́a inventado el diodo. 8 Löwy, estudiante de Boltzamann y Minkowski, estudió casi de forma exclusiva los fenómenos de reflexión para propósitos geológicos. También tuvieron mucha trascendencia sus estudios en la determinación de las distancias mediante impulsos. En el tercer Reich tuvo que emigrar y no se conoce nada más de sus trabajos. 9 Los primeros radares fueron de onda continua utilizados como detectores de interferencia [1]. 10 Un tubo de vacı́o convencional basado en un triodo ofrecı́a aplicaciones muy limitadas, ya que éste no soporta frecuencias excesivamente altas. 11 El método producı́a pulsos simples separados. 7
  • 8. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa desarrollarse ya que los magnetrones iniciales tenı́an unas potencias minúsculas por lo que el problema persistı́a. Los avances necesarios para un magnetrón de microondas de alta potencia, en frecuencias centimétricas, no aparecerı́an hasta la SGM. Fue ya en 1940 cuando Randall y Boot inventarı́an el magnetrón de cavidad resonante en un laboratorio de la Universidad de Birmingham (Inglaterra) [6]. En los primeros años de la década de 1930, se hicieron los primeros experimentos con radares pulsados. En 1932, Marconi hizo una transmisión con microondas (600MHz) entre el Vaticano y Castel Gandolfo. Posteriormente en 1937, Wolf desarrolló un sistema de radar de 10 cm con un magnetrón de ánodo dividido y 1µs de ancho de pulso [5]. Durante esta década las grandes potencias empezaron a intuir el potencial del radar y comenzaron a concentrar mayores esfuerzos en su investigación. El desarrollo del mismo previo a la guerra no estuvo restringido a laborato- rios gubernamentales, también hubo inventores privados y fabricantes de equipos [6]. A continuación hablaremos de forma más especifica del desarrollo del radar en cada uno de los paı́ses que en aquellos momentos se lanzaron a la carrera en la innovación del mismo y que luego tuvieron un papel de beligerantes en la SGM. Estos paı́ses fueron fundamentalmente tres: Reino Unido, Estados Unidos y Alemania. Los radares previos a 1940, muchos de los cuales ve- remos a continuación, se los puede llamar radares de primera generación. La distancia se obtiene midiendo el tiempo entre que se transmite el pulso y se recibe el eco, y la dirección del blanco de la dirección angular de la antena. Para hacer un seguimiento del blanco, velocidad y dirección, se analizaba la posición en diferentes tiempos. Los tubos de vacı́o eran imprescindibles en estos dispositivos ya que se utilizaban para producir altos picos de potencia en pulsos muy cortos y para mayores frecuencias. La intención era la de incrementar el pico de potencia haciendo el pulso más corto, manteniendo ası́ la potencia media [6]. 2.2.2. Desarrollo del radar en Alemania Alemania emergió de la Primera Guerra Mundial (PGM) con la intención de alterar el status quo internacional. Su polı́tica fue fundamentalmente una gran estrategia ofensiva en la cual los aviones, submarinos y tanques serı́an los elementos claves. Las radiocomunicaciones mejoraron la efectividad de estos sistemas de armas ofreciendo una coordinación en movimientos rápidos y para formaciones a gran distancia. Como el radar era percibido con utilidad defensiva recibió poca atención tecnológica hasta bien entrada la SGM. Los alemanes produjeron la gama más amplia de radares, con la mejor resolución, mejores capacidades, construcción más robusta y mayor versatilidad que nadie antes del estallido de la guerra12. El origen fı́sico del radar se puede encontrar en el principio de reflexión sobre el cual fueron los cientı́ficos alemanes los primeros en hablar. Este principio de reflexión se aplicó por primera vez de forma práctica en Alemania por Hülsmeyer13. A inicios de la década de los 30 en Ale- mania, Telefunken y particularmente W.T.Runge estaban interesados en las ondas decimétricas. En Alemania el potencial del radar se vislumbró a inicios de los años 30 cuando se vio la im- portancia que podrı́a tener en futuros conflictos para proteger las aguas costeras hacia el mar del Norte. 1933 es considerado el año de inicio del desarrollo alemán del radar ya que fue el año que se creó la Estación Experimental para la Comunicación, dirigida por Kühnhold. Pos- teriormente en 1934 tras un malentendido con Telefunken, Kühnhold fundó su propia empresa cuyo propósito era el desarrollo de instrumentos de localización de ondas reflejadas. El nombre 12 El Giant Würzburg usado para la intercepción controlada por tierra (GCI, Ground-controlled interception) fue superior a los radares aliados durante toda la guerra. 13 Desde 1900 hasta inicio de los años 20 se publicaron casi 20 patentes sobre el aprovechamiento de los efectos de reflexión de las ondas electromagnéticas en objetos metálicos. 8
  • 9. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa que recibirı́a esta sociedad serı́a Gesellschaft für elektroakustische und mechanische Apparate14 (GEMA, Sociedad de Aparatos Electroacústicos y Mecánicos). Ese mismo año GEMA identificó sin ningún lugar a dudas ondas generadas que habı́an sido reflejadas en un barco. Por otro lado, Telefunken (con Runge de director) inició su investigación en ondas decimétricas en el año 1934 y en 1935 empezó a colaborar con instituciones militares. A partir de 1935 las compañı́as GE- MA y Telefunken comenzaron experimentos de radar con longitudes de onda de 50 cm. Desde entonces y viendo el potencial del radar, fue cuando la Nachrichtenmittel-Versuchsabteilung der Marine (NVA, Departamento de Inteligencia Naval de la Armada) y otras secciones militares comenzaron a desarrollar de forma intensiva el radar [5], [6]. Figura 3: Primeras series del radar A1 o Freya. Radar de alerta temprana utilizado para vigilancia aérea. Figura tomada de la referencia [7]. GEMA serı́a la encargada de diseñar el primer sistema de radar alemán exitoso. Su nombre era A1, más conocido como Freya15 (Cuadro 1) y fue presentado en 1939. Diseñado para me- didas de dirección y distancia se utilizó por primera vez con fines militares durante la crisis de los Sudetes (octubre de 1938). En el invierno de 1938-1939 comenzó su producción en cadena. Inicialmente se diseñó para localizar barcos pero se probó inadecuado para ello. Finalmente se acabó utilizando como localizador de objetivos voladores. El Freya se convertirı́a en la principal baza alemana para alertas tempranas, produciéndose un total de 2000 durante toda la guerra. Los primeros equipos militares en incorporar este radar fueron los buques de guerra alemanes en noviembre de 1939 [6]. Las caracterı́sticas principales del Freya eran las siguientes: Longitud de onda 2.4 m Potencia salida 8 kW Ancho de pulso 2-3 µs Rango máximo 130 km Precisión rango ±150 m Precisión ángulo ±0.8º Cuadro 1: Especificaciones radar alemán Freya. 14 Organización donde participarı́an empresas como Siemens o Telefunken. 15 Muchos de los sistemas de radar alemanes posteriores derivarı́an de éste. Los italianos copiaron el Freya bajo el nombre de Felino. 9
  • 10. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa La prueba de fuego de este radar en la SGM serı́a en la isla de Wangerooge en diciembre de 1939, cuando la aviación alemana alertó de la presencia de una formación de bombarderos ingleses en misión de instrucción (a 113 Km de distancia y auxiliado por otro radar de la Marina alemana). A lo largo de los años se fueron creando diferentes versiones del Freya. Para conseguir radares con mayor alcance se intentó aumentar la potencia de salida transmitida incrementando el área de la antena [6]. De esta manera lograron desarrollar radares de largo alcance: Wasser- mann (1940) y Mammut (1941-1942): Figura 4: Radar alemán de alerta temprana Wassermann S. Figura tomada de la referencia [6]. Longitud de onda 2.4 m Potencia salida 100 kW y 200 kW Ancho de pulso 2-3 µs Rango maximo 300 km Precisión rango ±1000 m y ±300 m Precisión ángulo ±0.3º y ±0.5º Cuadro 2: Especificaciones radares alemanes Wassermann y Mammut. Paralelamente al desarrollo del Freya se desarrolları́a un instrumento que debı́a ser el ade- cuado para los barcos de guerra de la Marina alemana, el Seetakt16 que utilizaba una longitud de onda de 82 cm. El primer barco de guerra al que se añadió este tipo de radar fue el acorazado de bolsillo Admiral Graf Spee en junio de 1938. 16 Primer radar puesto en servicio en Alemania. 10
  • 11. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa Longitud de onda 82 cm (después, de 91 cm y 70 cm también) Potencia salida De 1 a 8 kW Rango máximo De 15 a 20 km Precisión rango ±70 m Precisión ángulo ±5º Cuadro 3: Especificaciones radar alemán Seetakt. Figura 5: Radar alemán Seetakt instalado en el acorazado Admiral Graf Spee. Figura tomada de la referencia [6]. En 1938, Stepp de la empresa Telefunken desarrolló un instrumento con un espejo cóncavo de 3 m de diámetro con una única antena para transmisión y recepción. La antena estaba formado por un dipolo que rotaba alrededor del foco del espejo. El modelo se llamó Darmstadt, nombre de la ciudad natal de Stepp17. Este aparato fue el precursor del Würzburg18. El radar Würzburg A fue desarrollado por Telefunken en 1940. Ese mismo año se introducirı́an los primeros en los diferentes equipos militares. Su diseño se fue mejorando hasta llegar al Würzburg C que se convertirı́a en el estándar de la artillerı́a antiaérea (AAA, Anti-Aircraft Artillery) durante toda la guerra. Desde inicios de 1942 la eficacia del Würzburg fue disminuyendo [6]. Longitud de onda 53 cm Potencia salida 8 kW Ancho de pulso 2 µs Rango máximo 25 km Precisión rango ±50 m hasta ±100 m Precisión ángulo ±0.5º Cuadro 4: Especificaciones radar alemán Würzburg C. 17 Sin saberlo fundó una tradición: los aparatos de radar alemanes recibirı́an a partir de entonces nombres de ciudades y lugares alemanes. 18 La versión italiana de este aparato se llamarı́a Volpe y la japonesa Tachi-24. 11
  • 12. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa Figura 6: Würzburg en las costas de Normandia. Figura tomada de la referencia [6]. Otro de los radares utilizados por los alemanes en la SGM fue el Lichtenstein. Empleado por primera vez en combate a finales de 1942, era utilizado por los cazas alemanes en los combates nocturnos. Debido a las longitudes de onda en las que trabajaba, habı́a ciertos problemas de interferencia. Por ello se hicieron diferentes versiones de este aparato. Las caracterı́sticas del modelo Lichtenstein C son: Longitud de onda 61 cm (490MHz) Potencia salida 1.5 kW Rango máximo 4-5 km Precisión rango ±100 m Precisión ángulo ±2º Cuadro 5: Especificaciones radar alemán Lichtenstein C. Figura 7: Antena de un radar Lichtenstein SN-2 en un Me-110. Fotografı́a tomada en el Museo de la Real Fuerza Aérea Británica de Londres. A comienzos de Julio de 1943, los británicos incrementaron la interferencia del radar con el uso de contramedidas. Los alemanes se vieron obligados a desarrollar nuevos modelos de radares 12
  • 13. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa aerotransportados con la habilidad de cambiar las longitudes de onda de trabajo, haciendo que éstas fueran mucho mayores. Ası́ el Lichtenstein SN2, operaba con longitudes de onda entre 3.7-4.1 m. En 1939, en un ambiente prebélico, Alemania comenzó a producir en serie todos sus dispositivos radar. En las tablas de las especificaciones podemos observar como todos los radares alemanes ope- raban con longitudes de onda de más de 50 cm. Los británicos, en cambio, con la invención del magnetrón de cavidad resonante eran capaces de producir varias decenas de KW de potencia de pulso con una longitud de onda de 10 cm (mejorarı́a a cientos de KW con longitudes de onda de 3 cm). Alemania fue perdiendo la guerra electrónica conforme pasaba el tiempo. Muestra de ello es cuando en 1943 los alemanes examinaron un avión británico caı́do que contenı́a un aparato con una longitud de onda de 9 cm, llamado Rotterdam. La pieza básica de este aparato era el magnetrón de cavidad resonante a la que los alemanes llamarı́an Hohlraunmmagnetron. Los alemanes la copiaron y la fueron utilizando cada vez más en sus aparatos [6]. Durante todo este tiempo Alemania cometió varios errores que la llevaron a descuidar el campo de investigación del radar que podrı́a haberle dado grandes ventajas en la guerra. Los más destacados fueron los siguientes [5]-[7]: ◦ La Abwehr19 desconocerı́a la existencia de los sistemas de radar que poseı́an los británicos durante mucho tiempo. Por ello, creyendo que tenı́an ventaja en este campo no vieron la necesidad de centrar sus esfuerzos en un desarrollo e investigación intensivos. De alguna manera los alemanes también fueron vı́ctimas de su propio éxito inicial y positivismo20 re- forzado con: la superioridad de las estaciones Freya en los primeros bombardeos británicos y la inferioridad del sistema de radar británico (λ = 4 m) capturado en la evacuación de Dunkerque21 en mayo de 1940. Se creı́an en la vanguardia tecnológica pero despertaron de ese sueño cuando en 1943 capturaron un radar británico H2S centimétrico. ◦ Razones polı́ticas y militares. La estrategia alemana estaba basada en el ataque (el radar se presentaba como un elemento defensivo). Por otro lado, la cúpula del Tercer Reich (excepto Speer) nunca fue capaz de valorar la importancia de esta nueva tecnologı́a22. ◦ La persecución polı́tica y racial de la Alemania de Hitler hizo que se perdieran muchos cientı́ficos, sobre todo en el campo de la Fı́sica: Bethe, Einstein, Von Neumann, Pauli o Schrödinger, entre otros. Esto supondrı́a una gran deficiencia en la investigación alemana. ◦ Los alemanes produjeron un grupo de agencias competidoras y programas de investigación que no estaban intercomunicadas. Además, el éxito de los triodos metal-cerámica en rango de decı́metros, y el fallo para darse cuenta de las ventajas de las ondas en rango de centı́metros retrasó la investigación y el desarrollo de los magnetrones en Alemania. Todo esto dio como resultado que en Alemania nunca hubiera nada que se asemejara a la Comisión Tizard británica que luego veremos. Desde el punto de vista militar, el punto crucial fue el fracaso de los alemanes en utilizar el avance técnico para estimular la innovación y la difusión operacionales e instituir los cambios consecuentes en la doctrina, base del progreso en las sociedades modernas. Un dato curioso de la indiferencia a la tecnologı́a desde el gobierno puede ser el del número de estudiantes matriculados en carreras tecnológicas, el cual cayó en 19 La organización de inteligencia alemana. 20 Errores que se repiten una y otra vez a lo largo de la historia. 21 Conocida también como Operación Dinamo, supuso la evacuación de 300.000 soldados aliados del continente europeo [8]. 22 Hitler nunca estuvo interesado en las ciencias naturales, su horizonte tecnológico acababa en la PGM. Lo mismo se puede decir de Göering. 13
  • 14. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa picado durante el gobierno de Hitler. Cuando Hitler llegó al poder (enero de 1933) habı́a matri- culados más de 20.000 estudiantes, en 1937 habı́a menos de 10.000. Esta actitud de Alemania contrasta con la de Reino Unido donde se impulsarı́a esta nueva tecnologı́a23. Finalmente, se fue produciendo un cambio paulatino de mentalidad en Alemania cuando tuvo que disputar una guerra cada vez más defensiva en la que sufrı́a cada vez más ataques aliados. Entonces se fueron percatando de la importancia de desarrollar más el radar. 2.2.3. Desarrollo del radar en los Estados Unidos Tras la PGM donde finalmente los estadounidenses acabaron tomando parte, la opinión ma- yoritaria de la sociedad estadounidense era contraria a participar en otra guerra que no estuviera directamente relacionada con los intereses de la nación. Estados Unidos (EEUU) fomentó una estrategia aislacionista y su gran polı́tica fue la indiferencia y mantener el status quo mun- dial. Carente de la determinación ofensiva de los alemanes y sin las urgencias defensivas de los británicos, los americanos estaban por detrás de ambos tanto técnica como operacionalmente. Hecho curioso teniendo en cuenta que gozaban de una gran industria y de la altı́sima calidad de sus investigadores. En 1940-1941 cuando Alemania empezó a alterar la configuración de fuerzas internacional, los americanos empezaron a definir más su estrategia y comenzaron a acelerar las innovaciones tecnológicas. Pese a que su presidente Roosvelt era partidario de la entrada en la SGM en el bando aliado, no fue hasta el ataque directo a Pearl Harbor (diciembre 1941) cuando la opinión pública dio un giro para apoyar la entrada en el conflicto. Tras el ataque EEUU comenzarı́a su gran estrategia ofensiva repercutiendo en un mayor desarrollo de todo la tecnologı́a, incluyendo el radar [8], [9]. En cuanto a la investigación del radar se refiere, en la década de los 20 el Massachusetts Institute of Technology (MIT) tomó la decisión de extender su programa de investigación a las radiocomunicaciones. La responsabilidad de esta nueva tarea recaerı́a sobre uno de sus antiguos graduados, E.L.Bowles. A partir de la década de los 30 comenzarı́a el gran desarrollo del radar como ocurrirı́a en la mayor parte de las potencias mundiales. En esta etapa, General Electric y sus filiales en Europa comenzarı́an a aumentar el número de patentes solicitadas. En junio de 1930, Leo Young y Lawrence Pat Hyland estaban comprobando las transmisiones de un baliza de tierra de 32.8 MHz cuando observaron unas perturbaciones en las lecturas causadas por los avio- nes que las sobrevolaban. Informaron del fenómeno tras lo cual la Armada comenzó su programa de radar. El desarrollo del radar estadounidense tuvo lugar en dos laboratorios: Naval Researh Laboratory (NRL) a partir de 1934 y Signal Corps Laboratory (SCL) a partir de 1936. En 1937, los hermanos Russel y Sigurd Varian, investigadores en la Universidad de Stanford inventaban el klistrón. Éste era una válvula de vacı́o capaz de producir señales de mayor frecuencia. Aunque se estudiarı́a mucho el klistrón en los EEUU, los primeros en incorporarlo dentro de un sistema de radar efectivo fueron los británicos. Su tamaño hacia factible su inclusión en sistemas aerotrans- portados, el tamaño del magnetrón no. Debido a esto el klistrón se utilizó como transmisor en sistemas de radar aerotransportados, y como un oscilador que alimenta magnetrones en sistemas de tierra [6]. EEUU durante los años de preguerra y guerra desarrolló diferentes radares. Mostraremos algunos de los más importantes junto con sus caracterı́sticas y principal uso militar que se les dio. El primero de ellos es el SCR-27024 (y su versión mejorada SCR-271). Utilizado como radar de alerta temprana fue el principal radar de detección de larga distancia del Ejército. 23 El propio Churchill, quien fuera primer ministro de Reino Unido durante la mayor parte de la SGM, estaba muy interesado por la ciencias naturales y la tecnologı́a 24 Signal Corps Radio model 270, también conocido como radar Pearl Harbor, ya que era el encargado de defender el puerto de Pearl Harbor. 14
  • 15. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa Longitud de onda ∼3 m (104-112 MHz) Potencia salida 100 kW Rango máximo 32 km (aeronave a 300 m de altura) 80 km (aeronave a 1500 m de altura) 160 km (aeronave a 6100 m de altura) Precisión ángulo ±1º Cuadro 6: Especificaciones radar estadounidense SCR-270. Operaba desde camiones en los que iba montado. Para su transporte se requerı́an un total de seis vehı́culos y eran necesarias seis horas de montaje para ponerlo en funcionamiento. Figura 8: Antena de un radar SCR-270. Figura tomada de la referencia [6]. El SCR-268 fue el primer sistema de radar desarrollado para la armada norteamericana di- señado por la SCL. Fue un radar de búsqueda aérea semimóvil que se utilizó como dispositivo de direccionamiento de tiro. Sus prestaciones eran las siguientes: Longitud de onda 1.5 m (205 MHz) Potencia 75 kW Rango máximo 45 km Rango mı́nimo 3 km Precisión rango ±180 m Precisión ángulo ±0.6º Cuadro 7: Especificaciones radar estadounidense SCR-268. La instalación de este radar requerı́a el trabajo de un equipo de una docena de personas. Los primeros datos aproximados se podı́an obtener a las dos horas de iniciar la instalación. Aunque para conseguir datos precisos eran necesarias cuatro horas más de orientación y alineación del radar. Era necesaria la comprobación diaria de la orientación y de la alineación. Además, se recomendaba colocarlo en un terreno elevado para lograr los mejores resultados. 15
  • 16. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa Figura 9: Especificaciones radar estadounidense SCR-268. Figura tomada de la referencia [5]. El sistema de radar CXAM fue el primer sistema de radar de producción desplegado en buques de la Armada de los EEUU. Utilizado para detectar aeronaves y buques de guerra. Frecuencia 200 MHz Potencia máxima 5 kW Rango máximo 80 km Precisión rango ±180 m Precisión ángulo ±3º Cuadro 8: Especificaciones radar estadounidense CXAM. Figura 10: Antena de un radar CXAM instalada en el USS Ranger. Figura tomada de U.S. Navy Naval History and Heritage Command. Para finalizar con los radares americanos tenemos el radar SCR-584. El más exitoso radar móvil de dirección de tiro para cañones antiaéreos con una longitud de onda de 10 cm. Utilizando un equipo de una decena de personas especializadas se podı́a configurar para su utilización en treinta minutos. Se transportaba en un semirremolque (Figura 11) remolcado por un tractor de 16
  • 17. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa cuatro toneladas. Frecuencia 2700 MHz Potencia máxima 250 kW Rango máximo 45 km Rango mı́nimo 0.5 km Ancho de pulso 0.8 µs Precisión rango ±23 m Precisión ángulo ±0.1º Cuadro 9: Especificaciones radar estadounidense SCR-584. Figura 11: Antena de un radar SCR-584. En definitiva, debido al trabajo de la NRL queda claro que entre 1936-1939 la armada norte- americana percibió la importancia del radar. Al igual que los alemanes, los norteamericanos no tenı́an un programa de interceptación aérea como el Chain Home británico, y aunque estaban interesados, no estaban presionados por la necesidad defensiva de explorar más persistentemente la posibilidad del radar centimétrico. Solo los acontecimientos de 1940 en Europa hicieron que una sensación de urgencia los asaltara. El magnetrón de cavidad resonante apareció tarde para jugar un rol en la batalla de Inglaterra pero si jugó un papel clave en los Estados Unidos para preparar la guerra. La Misión Tizard de septiembre de 1940 y el Laboratorio de Radiación del MIT jugaron un papel importante en las mejoras del radar estadounidense. Mayoritariamente desarrollaron dispositivos y procedimientos que apoyaban la estrategia ofensiva. 2.2.4. Desarrollo del radar en Reino Unido En contraste con los alemanes, los británicos desarrollaron una estrategia defensiva tras la PGM. Después de ella, los británicos hicieron especial énfasis en el campo de la inteligencia ya que podrı́a ser útil para guerras futuras. Tras la llegada de Hitler al poder y conscientes de la vulnerabilidad por aire de Reino Unido se formarı́a la Committe for the Scientific Study of Air Defense en 1934, más conocida como la Comisión Tizard25, recibió este nombre en honor a su 25 Por insistencia de Churchill, Lindemann (posición hostil hacia el radar, su idea favorita era la de las minas aéreas) entra en la Comisión Tizard. 17
  • 18. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa presidente Henry Tizard. Ésta estaba formada por el Ministro del Aire Wimperis y otros tres cientı́ficos, entre estos últimos se encontraba Tizard [10]. Durante el periodo de entreguerras los planificadores militares británicos tuvieron dos temo- res estratégicos entrelazadas que confrontar: la amenaza de los submarinos pasados y la amenaza de los bombardeos futuros. La primera podrı́a provocar un aislamiento mayor de Reino Unido del resto de recursos del mundo por el hecho de ser una isla. La segunda amenazaba con aislar a Reino Unido con una invasión desde el aire, ası́ como una destrucción del poder naval británico en el cual descansaba la defensa contra la amenaza submarina. Ambas se acabaron desvanecien- do con el uso del radar [5]. El radar se convirtió en parte fundamental de las contramedidas para los bombardeos alemanes, batallas navales o para los ataques de las manadas de lobos26. El radar ofrecı́a una forma de inteligencia de gran valor defensivo y que era percibido por los británicos como una respuesta técnica, operacional y tecnológica a las amenazas alemanas. La técnica inicial contra los submarinos fue la lı́nea de desarrollo establecida para la victoria sobre los U-boats alemanes en la PGM, Asdics. Esta técnica en palabras de Churchill trataba de: “tantear submarinos por debajo de la superficie por medio de ondas sonoras a través del agua que se hicieron eco de cualquier estructura de acero que se conociera”. Con el tiempo esto se demostró insuficiente y el radar aerotransportado fue la alternativa que se probó crucial para la guerra antisubmarinos [6]. En cuanto a combatir la amenaza de los bombardeos habı́a quienes creı́an que estos eran inevitables y quienes creı́an que podı́an evitarse. La primera idea era de- fendida por la gran mayorı́a de la Real Fuerza Aérea Británica (RAF, Royal Air Force). Entre los que se oponı́an a ésta y trataban de resistirse al bombardeo se encontraba el Vice-Marshal Dowding. Las personas cercanas a Dowding iniciaron una campaña para que la opinión fuera cambiando hasta aceptar su idea. Como consecuencia se generaron tensiones entre los partida- rios del bombardero y los del caza. Se dejaban entrever las dos visiones: ofensiva y defensiva, respectivamente27 [10]. Finalmente ganó la idea de que los bombardeos podrı́an ser interceptados y que la isla no sufriera tantos daños. La primera idea que se barajó fue la del rayo de la muerte28. Median- te esta técnica se pretendı́a enviar rayos a los aviones enemigos y con ellos conseguir que la temperatura corporal del piloto de combate aumentara drásticamente. Wimperis propuso a los cientı́ficos Watson-Watt y Wilkins que calcularan cuanto podı́a aumentar esta temperatura al concentrar las señales más potentes. Estos cálculos mostraron que el aumento serı́a mı́nimo y que no tendrı́a ningún tipo de repercusión en las capacidades del piloto. Viendo estos resultados Watson-Watt propuso pasar de la radiodestrucción a la radiodetección. La idea era irradiar una señal hacı́a los aviones para que ésta interactuase con ellos reirrandiando la señal de vuelta. En enero de 1935, Watson-Watt envió a Wimperis su memoria anti-death-ray donde mostraba su opinión sobre la inviabilidad del rayo de la muerte. El siguiente paso fue dárselo a conocer a Dowding, jefe de Wimperis y gran defensor de la investigación y desarrollo29. Al final, el sistema elegido para la defensa del Reino Unido serı́a el Chain Home (CH). A principios de 1935, Watson-Watt formuları́a las ideas principales de este sistema. Por otro lado, Wilkins dirigirı́a un pequeño grupo, ingenioso y dedicado que se encargarı́a de la implantación 26 En alemán, Rudeltaktik. Táctica introducida por Karl Dönitz en 1936, consistı́a en un ataque masivo de submarinos contra un convoy de barcos [5]. 27 En Alemania no habı́a dudas, los cazas alemanes estaban diseñados para escoltar a los bombarderos en la ofensiva. 28 Haz de partı́culas teórico que serı́a capaz de ocasionar la muerte a seres vivos. Propuesto en la década de 1920 y 1930 por diferentes cientı́ficos, entre ellos Tesla. 29 Además de su contribución al radar, hizo otra gran contribución: dotar de motor y fuselaje a los Hurricanes y Spitfire [6]. 18
  • 19. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa del sistema. El programa de investigación para este sistema defensivo se desarrolları́a en dos lugares diferentes: Orfordness (1935) y Bawdsey (1936-1939) [10]. El trabajo allı́ desarrollado se volvió vital para la defensa aérea de la nación. Entre las personas que tuvieron una gran respon- sabilidad en su formación encontramos a un militar como Dowding, pero también se encuentran cientı́ficos como Wimperis, Tizard, Watson-Watt, Bowen, Percival o Rowe. Watson-Watts era un entusiasta y un lı́der que invirtió muchas horas en el desarrollo del radar. Rowe fue la persona clave en las relaciones con el ministerio del Aire y quién puso el orden necesario en Bawdsey. Tizard y Wimperis, fueron fundamentales en los primeros años en el fomento del desarrollo del radar a nivel gubernamental, defendiendo un programa de desarrollo de la defensa aérea fren- te a la oposición de Lindemann. Cientı́fico de mucho renombre30 y que era amigo personal de Churchill. Tizard necesitó pedir el apoyo del gabinete de ministros para poder hacer frente a Lin- demann. Sólo tras el ataque de Churchill y Lindemann a la comisión Tizard y al ministerio del Aire el gobierno de Baldwin y Chamberlain acabarı́a apoyando el programa de defensa aéreo [10]. El mayor peligro para su integridad al que se tuvo que enfrentar Reino Unido en la SGM fue la batalla de Inglaterra. En ella los británicos consiguieron parar hasta el entonces invencible ejército alemán. La principal razón de éxito en esta batalla para los británicos fue el desarrollo de las técnicas de intercepción. Vincularon el radar con otras dos tecnologı́as: la radiotelefonı́a y la detección de dirección, las cuales hacı́an factible una detección aire-aire. El Experimento de Daventry del 15 Febrero de 1935, en el cual se detectó un bombardero Handley Page Heyford por medio de dos antenas, fue una muestra de que un sistema de radar de alerta temprana era realizable. Tras ello Watson-Watt obtuvo la financiación oficial para desarrollar el CH. En septiembre de 1935 se aprobarı́a su construcción31. Este sistema basado en estaciones de radar de alerta temprana, cubrirı́a toda la costa oriental de la isla de Gran Bretaña. Los avances en el desarrollo del radar continuaron hasta que en 1938 el CH pasa definitivamente de ser un expe- rimento sobre ondas de radio a convertirse en un sistema de defensa aéreo en funcionamiento. Serı́a la primera vez que se le daba al radar un uso operacional extensivo. En enero de 1938 para intentar dilucidar la efectividad de este nuevo sistema defensivo, se intentó interceptar a dos aviones comerciales procedentes del continente europeo pero sin mucho éxito [5]. Además de Watson-Watt hay dos personajes trascendentales en la implantación del radar: Dowding y Tizard. Dowding insistió en que el personal militar estuviera al tanto de los avances tecnológicos. Se encargo de que el personal de la RAF entendiera lo que estaba sucediendo y que los ciudadanos estuvieran al tanto de las restricciones y necesidades militares. Asimismo, las tácticas defensivas básicas y requisitos para las intercepciones aéreas nocturnas fueron ideas suyas. No era un pensador ortodoxo y posiblemente entendiera las implicaciones de la radio mejor que cualquier otra persona en la RAF32. En cuanto a la otra gran figura, Tizard, su con- tribución más importante en términos militares fue la realización de unos ejercicios en agosto y septiembre de 1936 en Bawdsey. Los ejercicios estaban destinados a determinar el número de intercepciones que se podı́an esperar por dı́a mediante el uso de la ubicación del radar y lo cerca de un bombardero que era posible dirigir un caza con las instrucciones de tierra. Diseñó la coordinación de la alerta aérea y una red de comunicaciones eficiente para alertar a los comba- tientes y guiarlos hacia sus objetivos. Tan pronto como aparecı́an nuevos dispositivos, Dowding y Tizard aprovechaban las nuevas posibilidades que ofrecı́an. Juntos fueron los innovadores del sistema interconectado de alerta temprana, sala de filtrado y sistema de mando. En 1939 el CH disponı́a de 15 estaciones disponibles a lo largo de la costa. Estos radares trabajaban en frecuencias de 180 a 210 MHz (longitudes de onda de entre 1,6 y 1,4 metros). 30 Asistió a los congresos Solvay. 31 Rowe, sucesor de Watson-Watt en Bawdsey, llamarı́a al dispositivo de detección RDF (Range and Direction Finding). 32 Sus problemas venı́an como oficial al mando, en la gestión que hacia entre los egos de sus subordinados. 19
  • 20. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa Las estaciones de radar del CH se dividı́an en dos zonas. En una de ellas se ubicaban las torres transmisoras, la otra, normalmente a unos cientos de metros de distancia, contenı́a las torres receptoras y el bloque del equipo receptor donde trabajaban los operadores (principalmente WAAF, Women’s Auxiliary Air Force33). Esto quiere decir que el CH era un radar biestático, ya que emisor y receptor estaban separados [10]. La antena transmisora estaba formada por cuatro torres de acero de 110 metros de altura (Figura 12), siguiendo una lı́nea y con una distancia entre ellas de 55 metros. Se colocaba un cable de transmisión de 600Ω, a ambos lados, desde la parte superior de la torre hasta el suelo. Entre estos cables verticales de alimentación se encontraban las antenas propiamente dichas, ocho dipolos de media onda separados por media longitud de onda. Se alimentaron desde lados alternos para que todo el conjunto de cables estuviera en fase, dado su espaciamiento de media longitud de onda. El receptor consistı́a en una matriz de antenas Adcock34 que constaba de cuatro torres de madera de 73 metros de altura dispuestas en las esquinas de un cuadrado. Cada torre tenı́a tres (originalmente dos) antenas receptoras, a 14, 29 y 65 metros del suelo. La altura media del transmisor era de 65 metros, por lo que la antena receptora superior se colocaba a la misma altitud para producir un patrón de recepción que era idéntico a la transmisión. Mediante un interruptor mecánico se seleccionaba que antena receptora estaba activa. La salida de la antena receptora seleccionada en las cuatro torres se enviaba a un solo radiogoniómetro35. Con este sistema era posible medir el rumbo horizontal y el ángulo vertical de los blancos. El transmisor utilizado fue el T.3026. Estos transmisores fabricados por Metropolitan-Vickers utilizaban tubos de vacı́o. Los tubos de vacı́o eran capaces de trabajar en una frecuencia de las cuatro previamente seleccionadas entre 20 y 55 MHz. El cambio de una frecuencia a otra se realizaba en 15 segundos. Figura 12: Instalación del CH en Poling, Sussex, 1945. A la izquierda tres (originalmente cuatro) torres transmisoras de acero de 110 metros. A la derecha cuatro torres receptoras de 73 metros de madera colocadas en formación rombal. Figura tomada de Imperial War Museums. Las estaciones de radar se podı́an dividir en dos tipos dependiendo de su situación geográfica. Las estaciones de la Costa Oeste acabaron reemplazando las torres transmisoras de acero por mástiles más simples. Para la protección de estas estaciones construı́an diferentes edificios de transmisión y recepción dispersados. Las estaciones de la Costa Este tenı́an bloques de trans- misores y receptores protegidos con montı́culos de tierra y muros contra explosión, cerca de su 33 Fuerza Aérea Auxiliar Femenina. 34 Antena que consta de cuatro elementos verticales equidistantes. 35 El radiogoniómetro es un sistema electrónico capaz de determinar la dirección de procedencia de una señal de radio. 20
  • 21. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa posición se encontraban los transmisores y receptores de reserva, separados en pequeños búnke- res. Las estaciones se organizaban de modo que sus patrones de difusión en forma de abanico se superpusieran ligeramente para cubrir las brechas entre las estaciones. Para garantizar que las estaciones no transmitieran al mismo tiempo, la empresa National Grid se encargó de propor- cionar la energı́a para conseguir una señal de 50 Hz sincronizada. Cada estación estaba equipada con un transformador de desplazamiento de fase. La salida del transformador se alimentaba con un oscilador Dippy que producı́a pulsos agudos a 25 Hz, en fase con la salida del transformador. A la hora de detectar los blancos habı́a ciertas diferencias en los patrones de recepción de las estaciones. Dos señales recogidas de dos estaciones diferentes podı́an pertenecer al mismo blanco. Para eliminar este tipo de anomalı́as estaba la Sala de Filtrado, donde se identificaban de una forma más precisa el número de blancos. A partir de ese momento, se le asignaba a cada blanco un número, que se utilizarı́a para futuras comunicaciones. Se les asignaba también un prefijo, inicialmente “X”, posteriormente si se le identificaba como enemigo se le asignaba el prefijo “H” y si era identificado como aliado “F”. Esta información era enviada a través de la red telefónica al cuartel general del grupo y de la división donde situaban a los blancos. También se enviaba a la Royal Navy, a los emplazamientos de cañones antiaéreos del Ejército, a los escuadrones de bombardeos de la RAF y a algunas autoridades civiles en caso de posibilidad de ataque aéreo [10]. En julio de 1939 el sistema defensivo podı́a detectar un avión volando a 150 metros de altura y hasta 40 Km de distancia. Gracias a este sistema defensivo la isla de Gran Bretaña pudo defenderse con mayor efectividad de la Luftwaffe36. Excluyendo las instalaciones del CH, el avance más importante del radar británico de la SGM fue el radar aerotransportado ASV (Air-to-Surface Vessel radar). Se desarrollaron un total de once modelos durante la contienda. En un primer momento, instalar un radar en un aeronave resultó ser muy difı́cil debido al tamaño y peso del equipo y de la antena. Además, el equipo debı́a de ser capaz de funcionar en un ambiente vibrante y frı́o. A partir de inicios de 1937, “Taffy” Bowen y su grupo fueron resolviendo la mayorı́a de los problemas que planteaba su implantación: resolvieron el problema de la fuente de alimentación en los aviones utilizando un alternador impulsado por el motor, y alentaron a la Imperial Chemical Industries (ICI) a producir los primeros cables de radiofrecuencia con aislamiento sólido de polietileno. Los per- feccionamientos continuaron hasta septiembre de 1937, fue entonces cuando Bowen realizó una demostración de la aplicación del radar buscando la flota británica en el mar del Norte con mala visibilidad. Estas fueron las primeras detecciones de buques de guerra hechas desde el aire. En aquella ocasión el radar detectó tres buques. El grupo de Bowen tenı́a dos importantes objetivos que cubrir con este radar: la detección de buques y la interceptación de aeroplanos37 [10]. En 1941, Reino Unido empezó a equipar los convoyes con ASV Mark II para proteger los buques. Se montarı́an en los aviones estadounidenses Catalina por su gran autonomı́a de vuelo. Estos aviones equipados con los ASV no cambiaron el éxito inicial de los ataques de submarinos alemanes. A medida que se fueron mejorando las tácticas defensivas su presencia empezó a evitar ataques de los submarinos. Cuando los aviones detectaban submarinos alemanes alertaban de la presencia de éstos a los buques escoltas del convoy. En mayo de 1941, el ASV Mark II permitió a los aviones Swordfish atacar al acorazado alemán Bismarck despegando de los portaaviones Victorious y Ark Royal [6]. Esta versión del radar entrarı́a en servicio en 1940. Sus versiones posteriores serı́an radares centimétricos gracias a la invención del magnetrón. 36 Fuerza aérea alemana. 37 También experimentaron brevemente con el uso del radar aerotransportado para detectar caracterı́sticas en el suelo, tales como ciudades y costas, ayudando en la navegación. 21
  • 22. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa Frecuencia 176 MHz Potencia máxima 7 kW Rango máximo 58 km Rango mı́nimo 1.6 km Ancho de pulso 2.5 µs Cuadro 10: Caracterı́sticas radar británico ASV Mark II. Figura 13: Antena transmisora de un ASV Mark II montada en un Bristol Beaufort. Figura tomada de Imperial War Museums. Los británicos tuvieron un fuerte soporte financiero para la investigación del radar desde el comienzo de la década de los años 30: para finales de 1935, 100.000 libras y que para 1939 ya habı́an ascendido a 10 millones de libras. Aunque estas inversiones no hicieron que los británicos estuvieran por encima de los alemanes hasta el año 1939. En este año, Reino Unido inició el camino al descubrimiento de un componente para el radar de microondas: magnetrón de cavidad resonante. El éxito de la tecnologı́a de radar británica vino con el magnetrón de cavidad como un potente oscilador en el rango de centı́metros. Las dos grandes contribuciones británicas a la historia del radar son el ASV y el magnetrón de alta potencia. Sin olvidarnos del uso operacional y táctico que dieron al radar que ninguna otra potencia fue capaz de darle. El ataque sobre Pearl Harbor en 1941 y el ataque a las Filipinas del dı́a siguiente son muestras de ello. Ambos ataques fueron detectados por un radar americano, pero la defensa no serı́a organizada en base a esta información. 2.2.5. Misión Tizard En mayo de 1940 tras su llegada de EEUU a Reino Unido, Hill propondrı́a a la Comisión Tizard que debı́an intercambiar información cientı́fica con EEUU y Canada. Éste tenı́a un gran número de amistades en el cı́rculo cientı́fico británico. Además contaba con el beneplácito de Tizard, que creı́a que en caso de una guerra larga el Reino Unido necesitarı́a la ayuda de EEUU. Inicialmente muchos mandos polı́ticos y militares se opusieron a esta idea38 pero, con el peligro de un ataque de Alemania cada vez más probable, toda oposición se fue viniendo abajo. Final- mente, Churchill aceptarı́a la idea y darı́a manga ancha a la comisión, ya que era necesario el aporte que pudieran dar los norteamericanos en la industria de las ondas de radio. Después de esto, en septiembre, se confeccionarı́a la Misión Tizard. Dirigida por Tizard, esta misión tenı́a 38 Incluso el propio Watson-Watt. 22
  • 23. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa como objetivo intercambiar información cientı́fica con EEUU y Canada. Tizard viajarı́a con su equipo (Bowen y Crockcorft) a EEUU donde mostrarı́an a General Electric su magnetrón y el radar ASV Mark I. Éstos como contraprestación les mostrarı́an uno de sus magnetrones. Los encuentros entre los expertos de estos paı́ses comenzarı́an el 12 de septiembre de 1940 [6]. Los expertos británicos enviados recomendaron a los otros dos gobiernos la formación de una orga- nización para el desarrollo y el descubrimiento de aplicaciones del radar. Los estadounidenses impresionados por el pequeño tamaño y sofisticación del ASV crearon el Laboratorio de Radia- ción en el MIT. Este laboratorio fue asignado como centro donde se concentrarı́a el estudio para el diseño de radares de microondas [10]. El programa fue implantado con éxito en EEUU y Canada. Además, a partir de entonces los tres paı́ses combinarı́an esfuerzos para el desarrollo del radar. Colaboraron en el desarrollo del magnetrón que se convertirı́a en el componente clave para la nueva generación de radares que se emplearı́an a partir de 1942. La evolución del magnetrón junto con la del radar ASV de Bowen fueron las pruebas fehacientes de lo beneficiosa que fue esta cooperación. El 16 de noviembre de 1944 se celebró la Tercera Conferencia sobre Propagación de Ondas donde se percibı́a la estrecha cooperación entre el Grupo de Propagación (Grupo 42) del Laboratorio de Radiación del MIT y el Grupo de Propagación Ultra-Corta británico [6]. 2.2.6. Magnetrón de cavidad resonante Como ya hemos comentado anteriormente el magnetrón de cavidad resonante fue inventado por Randall y Boot en 1940. No inventaron el magnetrón puesto que ya existı́a. Sin embargo, estos dos cientı́ficos hicieron un nuevo aporte, añadirle ocho cavidades resonantes. Este nuevo magnetrón permitió pasar de utilizar radares de ondas decimétricas a usar radares de ondas centimétricas, logrando ası́ frecuencias por encima de los 3 GHz39 (microondas). Los dispositi- vos previos utilizados en los radares no eran capaces de lograr tanta potencia a frecuencias tan elevadas. Por lo que de esta manera se conseguı́a detectar objetos de pequeñas dimensiones a distancias mayores [2]. El funcionamiento de este elemento (Figura 14) diferı́a en el de los tubos en que éste disponı́a de un potente electroimán. El filamento central, que se comporta como cátodo, se calienta y emi- te electrones debido al efecto Edison40. El cátodo se conecta al polo negativo de una fuente de corriente continua y el ánodo se conecta al polo positivo. Éste último atraerá los electrones que libera el cátodo. Entre el cátodo y el ánodo tenemos un espacio vacı́o por donde se desplazaran los electrones. Fuera del tubo de vacı́o se encuentra el electroimán. Por un lado, tenemos que la diferencia de potencial entre ánodo y cátodo genera un campo eléctrico, por el otro, tenemos que el electroimán origina un campo magnético. La presencia de este electroimán provoca que los electrones no viajen en lı́nea recta entre cátodo y ánodo, como ocurrirı́a en su ausencia, sino que describan una trayectoria helicoidal. Estas cargas eléctricas en movimiento crean un campo electromagnético y las ondas electromagnéticas generadas se propa- gan en dirección perpendicular al desplazamiento de los electrones. La frecuencia de estas ondas depende del tamaño de las cavidades. El papel fundamental que desempeñan las cavidades es el de amplificar el campo electromagnético generado por cada electrón, generando de esta manera ondas resonantes. Mediante un cable coaxial, se transmite la energı́a a la antena. Tras ello, la antena irradiara estas ondas [2], [3]. 39 En la primera prueba Randall y Boot consiguieron una frecuencia de 3.2 GHz. 40 Es el movimiento de partı́culas cargadas provenientes de una superficie de metal causado por una energı́a térmica, que provoca una fuerza electrostática que empuja a los electrones. 23
  • 24. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa La idea que introdujeron Randall y Boot de las ocho cavidades fue lo que convirtió al mag- netrón en un elemento fundamental para el desarrollo de los nuevos radares. Se lograban de esta manera señales 100 veces más potentes que las de cualquier otro dispositivo de la época utilizado para el radar. Figura 14: Estructura del magnetrón de cavidad resonante. Figura tomada de Encyclopædia Britannica. 24
  • 25. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa 2.3. El Radar en la Segunda Guerra Mundial Durante la SGM se utilizaron múltiples radares para muy diferentes propósitos. Algunos de ellos serı́an los siguientes: detección precoz, intercepción aérea, control de tierra de intercepción, detección de buques desde el aire, control terrestre de aproximación... Los radares que jugaron un papel más importante en la contienda ya han sido descritos anteriormente. Ahora veremos la importancia que tuvieron en las diferentes batallas de la SGM. Comenzaremos esta sección haciendo una breve introducción histórica. 2.3.1. Contexto histórico previo (1914-1939) En los primeros años de la segunda década del siglo XX, Europa vivı́a unos años convulsos que desencadenarı́an en un conflagración, la PGM (1914-1918). El detonante fue el asesinato en Sarajevo del archiduque Francisco Fernando, heredero al trono autrohúngaro41. El sistema de alianzas entre las diferentes potencias europeas y el colonialismo existente dará lugar a esta guerra que tendrá varios continentes como teatro de operaciones y cuyo epicentro será Europa. Dos grandes bloques se enfrentarı́an en ella [11]: el formado por los imperios alemán, otomano y austrohúngaro, por el otro, el formado por Reino Unido, Francia y Rusia (posteriormente se añadirı́an a ellos Italia y EEUU). Saldrı́an vencedores estos últimos que firmarı́an tratados de paz con las diferentes potencias enemigas. En la humillación percibida por los alemanes con el Trata- do de Versalles (1919) se encuentra la semilla para la futura confrontación que serı́a la SGM. En este ambiente aparecerı́a un hombre desilusionado por la actitud de los dirigentes alemanes al rendirse y con un objetivo claro: vengar a Alemania y lograr alzarla a las mayores cotas posibles. Esta vez, no habrı́a rendición posible. Se librarı́a una batalla hasta las últimas consecuencias [12]. Figura 15: Firma del Tratado de Versalles en el Palacio de Versalles, 28 de junio de 1919. La primera gran contienda trajo consigo una nueva forma de hacer la guerra. La infanterı́a fue perdiendo protagonismo en favor de las nuevas tecnologı́as. Entre ellas el empleo de gases venenosos42(gas mostaza, gas lacrimógeno...), los blindados y la aviación. Estos dos últimos 41 Dotando ası́ de un cariz premonitorio a las palabras pronunciadas por Otto von Bismarck: “Si alguna vez hay otra guerra en Europa, será resultado de alguna maldita estupidez en los Balcanes”. 42 Hitler casi pierde la vista debido al efecto de uno de estos gases [11]. 25
  • 26. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa tendrı́an un papel fundamental en las guerras venideras. Algunos generales, conscientes de las posibilidades que ofrecı́an, desarrolları́an nuevas técnicas de combate que serı́an vitales para la próxima gran guerra. Este es el caso del general alemán Heinz Guderian43, el mariscal de la Unión Soviética Tujachevski44 o el célebre general y futuro presidente de la República francesa Charles de Gaulle. Si bien es cierto que la mayorı́a de los oficiales siguieron anclados en técnicas de combate anacrónicas y, por ende, también los ejércitos. La excepción serı́a el ejército alemán, que pese a las restricciones del Tratado de Versalles45, logró formar un cuerpo de oficiales de excelentes capacidades y cualidades para la futura guerra [8]. Su máxima expresión serı́a la táctica militar Blitzkrieg o guerra relámpago. Su primer gran testigo y perjudicado serı́a Francia en mayo de 1940. En palabras del Mariscal de Campo Erwin Rommel [14], [15]: “La Blitzkrieg es el arte de concentrar su potencial en un punto, forzando la ruptura, penetrando por ella y asegurando los flancos para proseguir el avance a velocidad vertiginosa hasta la retaguardia del enemigo, antes de que éste hubiera tenido tiempo para reaccionar.” Después de la PGM, en el perı́odo de entreguerras, emergerı́a la figura de Adolf Hitler. Éste, que habı́a sido detenido tras su intento de golpe de estado (Putsch de Múnich) de 1923, serı́a nombrado canciller por Hindenburg el 30 de enero de 1933 [16]. Con un ideario bien definido ya en aquel entonces y que no variarı́a prácticamente hasta su muerte se lanzarı́a hacı́a la conquista de Europa46. El primer gran desafı́o de Hitler a las potencias aliadas serı́a la Crisis de Renania, provocada por la remilitarización de esta zona alemana y que el Tratado de Versalles prohibı́a. El ejército alemán, que en caso de resistencia por parte de los franceses tenı́a orden de retirarse, obtuvo una victoria que acrecentó la confianza en Hitler. Los franceses, que no recibieron el apoyo británico instalado en la polı́tica de apaciguamiento, no mostraron la suficiente decisión para enfrentar a los alemanes. Tras este primer golpe de efecto, Hitler continuó con su escala de confrontación anexionando Austria (Anschluss) a Alemania en marzo de 1938. Los alemanes entraron en Austria sin ningún tipo de oposición [8]. El último paso dado por Alemania antes del inicio de la SGM serı́a la anexión de Checoslo- vaquia. Tras los acuerdos de Münich de septiembre de 1938, que no hacı́an más que reafirmar las polı́ticas apaciguadoras de los aliados, Alemania se anexionaba la zona de los Sudetes tras un ple- biscito acordado con estos. En marzo del año siguiente se anexionarı́a el resto de Checoslovaquia. El 23 de agosto de 1939, Alemania y la Unión Soviética firmaban el Pacto Ribbentrop-Molotov. Un pacto de no agresión donde también acordaron el reparto de los territorios que se anexio- narı́an en los próximos años. Según este acuerdo a Alemania le correspondı́a la parte occidental de Polonia y a la Unión Soviética la parte oriental. Conforme a lo acordado, el 1 de septiembre Alemania comenzaba la invasión de Polonia 47. Reino Unido, que habı́a firmado el 25 de agosto un pacto de ayuda mutua con Polonia, se vio obligado a intervenir arrastrando con ella a Francia. De esta manera comenzaba la SGM [8]. 43 En su libro Achtung-Panzer analiza el papel desempeñado por los tanques en la PGM y su futuro uso en la guerra [13]. 44 Victima de las purgas de Stalin por sus ideas innovadoras y al que ajusticiaron por mantener una reunión con Guderian [17]. 45 El tratado de Versalles, entre otras cosas, prohibı́a a la República de Alemania tener armas aéreas y antiaéreas. Aunque estás se desarrollaron clandestinamente en Rusia (armas aéreas) y Suecia (armas antiaéreas). Una de estas armas serı́a el famoso Flak 88, diseñado por la empresa Krupp. 46 Todo su pensamiento polı́tico e ideológico aparece en su libro autobiográfico Mi lucha [18]. 47 La invasión serı́a todo un éxito, toda la parte occidental de Polonia quedarı́a bajo dominio alemán un mes después. 26
  • 27. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa 2.3.2. Batalla de Inglaterra y Chain Home (julio-octubre 1940) Antes de que se iniciara la SGM, en agosto de 1939, Alemania programó una misión de espionaje electrónico contra Reino Unido. Se envió un dirigible LZ-130 con la misión de observar posibles emisiones de radares británicos. El LZ-130 no percibió ninguna señal del CH, posible- mente buscaron señales similares a las del Freya. En cambio, el CH si que detectó la presencia del dirigible. No serı́a hasta la evacuación de Dunkerque (finales de mayo 1940) cuando los alemanes encontraron los primeros indicios de la existencia del radar británico. Poco después percibirı́an también la radiación proveniente del CH. El descubrimiento del CH fue una sorpresa para los alemanes, que no creı́an que los británicos estuviesen tan adelantados en el desarrollo del radar. De todas formas, no se alteraron los planes de atacar a Reino Unido [6]. Cronológicamente la primera batalla en la que el radar tuvo un papel importante fue la batalla de Inglaterra. Su primer contacto con el combate fue el 18 de diciembre de 1939, en Wilhelmshaven. Aquel dı́a, veintidós bombarderos británicos Wellington planeaban bombardear los barcos germanos estacionados en el puerto marı́timo. Una unidad de Freya en la isla de Wan- gerooge, a cargo del teniente Diehl, observó el acercamiento y llamó a una unidad cercana de la Luftwaffe. Debido a este aviso, los alemanes pudieron actuar con premura y doce bombarderos fueron derribados. Tras el gran éxito inicial de Wilhelmshaven, la Luftwaffe sólo vio el radar como un arma defensiva, no ofensiva como harı́a la RAF. La batalla de Inglaterra serı́a el primer contratiempo de Hitler en sus planes de expansionis- mo. Fue una batalla muy pequeña en cuanto al número absoluto de muertos pero muy sangrienta en términos relativos. La fracción de combatientes que sobrevivió respecto a la que participó fue muy pequeña comparada con otras batallas. Se desarrolları́a entre julio y octubre de 1940 tras el avance imparable de la Blitzkrieg por Polonia (septiembre de 1939), Dinamarca (abril de 1940), Noruega (junio de 1940) y Bélgica, Holanda y Francia (Mayo de 1940). Tras estos éxitos Hitler fijó su atención en su gran pretensión, los estados del este, lo que el llamaba el espacio vital alemán (Lebensraum) [18]. Antes de proseguir hacı́a el este le convenı́a acabar con los ingleses para destinar todos los recursos disponibles al frente oriental. Reino Unido, que habı́a perdido la cuarta parte de su fuerza aérea en Francia, no se rendirı́a diplomáticamente. Con esta postura de los británicos, Alemania tenı́a dos opciones: la invasión de Reino Unido o su estrangulación. Dado el potencial marı́timo de los británicos, era necesario que primero la Luftwaffe derrotara a la RAF para después contrarrestar a la armada británica (Royal Navy). Göering, en uno de sus alardes48, aseguró a Hitler que esto era factible. Para realizar un ataque anfibio era indis- pensable tener una gran superioridad aérea y un gran apoyo de artillerı́a que barriera la defensa del litoral49. De todas formas parece inviable un ataque de esas dimensiones en aquella época (1940), como parece corroborar la invasión aliada de Sicilia50 en julio de 1943 donde hubo casos abundantes de fuego amigo [8]. Si a esto se le suma la superioridad de la Royal Navy respecto a la armada alemana (Kriegsmarine) parece bastante difı́cil que hubiera tenido éxito un ataque anfibio alemán. La batalla de Inglaterra serı́a un duelo entre aeronaves donde se enfrentarı́an la RAF y la Luftwaffe. Saldrı́a vencedora de la contienda la primera de ellas, lo que mucha gente pasa por alto es que fue debido al desarrollo del radar, en el que se basaba el sistema aéreo defensivo británico. El CH daba información precisa sobre la posición horizontal y la velocidad de los bombarderos 48 También asegurarı́a que serı́a capaz de pertrechar por aire al 6º Ejército de Paulus una vez cercado en Stalingrado. 49 Los tanques y los soldados (con equipo de hasta 50 Kg en el desembarco de Normandı́a) debı́an desembarcar a muy poca profundidad para no hundirse. 50 No fue hasta el Dia D cuando se llevó con éxito un desembarco de estas dimensiones. Aun teniendo gran superioridad aérea y de artillerı́a los aliados estuvieron apunto de suspenderla por el estado de la mar. 27
  • 28. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa pero no sobre la altura y su número. Para los observadores lo difı́cil era distinguir a los aviones aliados de los enemigos. Pero gracias a él y debido al desarrollo del radar llevado a cabo en Biggin Hill, el Mando de Caza (Fighter Command) de la RAF fue capaz de enviar cazas a in- terceptar los bombarderos enemigos, manteniendo de esta manera a la Luftwaffe en la bahı́a [10]. Los Me-110 y los Stuka alemanes que habı́an sembrado el terror previamente en el conti- nente no podı́an competir contra los Spitfires y Hurricanes británicos. Los ataques alemanes se centraron en las defensas aéreas en el sur de Inglaterra donde fueron atacadas algunas estacio- nes del CH [10]. La fuerza aérea alemana intentó destruir el CH con bombardeos pero no tuvo éxito. Pese a que en julio de 1940 los británicos ya habı́an descifrado la maquina Enigma51, la información que de ella se obtenı́a era insuficiente, ya que no se transmitı́a información sobre la posición exacta de los aviones. Aunque hubo momentos donde la RAF y los ciudadanos ingleses sufrieron grandes pérdidas, como el 15 de septiembre cuando hubo un gran ataque sobre Lon- dres, la RAF nunca fue derrotada y la invasión alemana se pospondrı́a indefinidamente. Tras el éxito de los bombardeos del 15 de septiembre los alemanes pronto pasarı́an a las incursiones aéreas nocturnas (Blitz), ya que resultaban más difı́ciles de defender que los bombardeos diurnos. Tras Mayo de 1941, los británicos incorporaron el radar aerotransportado AI Mark IV, que tenı́a un indicador de posición52, gracias a él 102 bombarderos alemanes fueron derribados y el Blitz prácticamente desapareció. Fue importante también la introducción del sistema IFF (iden- tification friend or foe), era una circuito instalado en aviones amigos para que reirradiara una señal con un amplitud variable de forma reconocible. En la batalla de Inglaterra se utilizarı́a el IFF mark I que sólo responderı́a al CH, en una banda de 10-15 m (pero no a las longitudes de onda de la marina u otros dispositivos)53. Con el fin del Blitz en primavera de 1941, el asalto de la Luftwaffe sobre Reino Unido llegó a su fin, debido al aumento de la defensa tanto nocturna como diurna. Aunque trágicos para las vı́ctimas, estos bombardeos no fueron un factor decisivo [10]. Tras la batalla de Inglaterra, el radar se aplicó en todos los aspectos de la guerra. La Royal Navy montaba sus propios conjuntos en los buques de guerra y los aviones de patrulla marı́tima buscaban los submarinos alemanes usando el ASV. Después la RAF pasarı́a de la defensiva a la ofensiva, gran parte de ella orientada a contrarrestar las defensas electrónicas alemanas, quienes ahora eran los que tenı́an que defender sus hogares. Al finalizar la batalla de Inglaterra, ésta no fue vista como una victoria por parte de los británicos. No fue hasta tiempo después cuando se empezó a percibir de tal manera. Y su gran paladı́n, Dowding, no recibirı́a los honores hasta pasado cierto tiempo. Ningún cientı́fico británi- co implicado en el desarrollo del radar fue invitado a participar en el desfile de la victoria en Londres el 8 de junio de 1946. En 1950 tras varias peticiones, diez de los solicitantes recibı́an una cuantı́a económica por la importancia de sus descubrimientos. Hasta entonces el gobierno habı́a mantenido que esos descubrimientos se habı́an dado dentro del desarrollo lógico de la ciencia y que no era necesario premiarlos. La ausencia de reconocimiento a los protagonistas del radar tiene como base la falta de reconocimiento de las actividades que tuvieron lugar en Orfordness y Bawdsey. Al finalizar la guerra, el peso de la ciencia en las cuestiones de la nación fue reconocida e institucionalizada [10]. 51 Máquina alemana de cifrado y descifrado de mensajes. 52 En inglés plan position indicator(PPI), es el tipo de salida de pantalla de radar más común. 53 Consistı́a en un receptor aerotransportado el cual barrı́a todo ese rango de espectro mecánicamente en pocos segundos. 28
  • 29. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa 2.3.3. El Atlántico (1939-1945) En esta batalla se enfrentaron principalmente dos paı́ses: Reino Unido y Alemania. Al ini- cio, los alemanes, con su jefe de la armada a la cabeza, Karl Donitz54, trazaron una estrategia ofensiva con dos lı́neas diferentes de acción: ataques de grupos de U-boats, las conocidas ma- nadas de lobos, dirigidas por radio desde el cuartel general, y por otro lado, ataques nocturnos con buques a los enemigos en la superficie del mar. Pero el dominio de los U-boats fue tal, que Churchill la llamarı́a la lucha entre los aliados contra los U-boats. Estos submarinos empezaron a operar desde las costas de Noruega y Francia (territorios previamente invadidos) en 1940. Su objetivo fueron los barcos de mercancı́as. En esta batalla el radar tuvo una aparición temprana en escena pero inicialmente tuvo muy poca trascendencia. Los convoys aliados llevaban sensores electromagnéticos, acústicos u ópticos (ASV Mark II, banda VHF de 200 MHz). Sin embargo, debido a la ineficacia de éstos no fueron destruidos muchos U-boat en 1940-1941 [19]. En 1941 aparecerı́a en escena una innovación que irı́a cambiando el rumbo de la batalla. Ésta fue poner en operación el primer magnetrón como radar para la detección en el mar. A partir de entonces, la relación de pérdidas fue cambiando hasta que en 1943 la batalla estaba totalmente decidida [7]. Los radares centimétricos provocaron un cambio de ruta en la batalla del Atlántico. Este año es el de la derrota final de los U-boats y el sistema de manada de lobos. En el bando alemán los barcos de guerra eran de dos tipos: barcos mercantes armados (sin radar) o buques de guerra (con radar). Entre estos últimos se encontraban el Admiral Graf Spee55 y el Admiral Hipper que poseı́an un radar Seetakt con 22 Km de alcance máximo. Uno de los episodios más curiosos de esta batalla que implica al radar fue el del acorazado Bismarck. El 19 de mayo de 1941 salió de Gotenhafen junto al Prinz Eugen. En aquellos dı́as serı́a la primera vez que se usaba un radar aerotransportado en una guerra naval. Esta combinación entre radar y aviación fue la que destruirı́a el Bismarck. La caza del Bismarck se puede resumir en dos etapas: la localización del Bismarck y el ataque sobre él con biplanos Swordfish procedentes del portaa- viones Ark Royal. El papel del radar ASV es mencionado en todas las informaciones como de gran importancia. En condiciones de buena visibilidad no habrı́a sido necesaria la utilización de este radar. Pero se daba la circunstancia de que en aquellos dı́as habı́a unas condiciones climáti- cas adversas con una gran concentración de nubes a escasa altura del nivel del mar (150-180 m). Todo empezó el 26 de mayo cuando a las 10:30 un Catalina visualizó el Bismarck. Este avión estaba formando una punta de flecha con otro Catalina. El punto más estrecho de la punta era de 24 millas, distancia de seguridad para evitar colisiones. Ambos aeroplanos hacı́an un reco- rrido de ida y vuelta de unas 160 millas. Visualmente no se podı́a percibir un barco a más de media milla, por lo que la patrulla solo podrı́a cubrir un ancho de una milla. Gracias al radar aerotransportado ASV esta distancia aumentaba hasta las 50 millas, distancia que el Bismarck tardarı́a dos horas en recorrer. De esta forma, la parte estrecha de la punta de la flecha estaba totalmente cubierta. Tras dar el aviso de la localización, unos biplanos Swordfish torpedearon el buque. La detección fue posible gracias al ASV aunque en los periódicos de las época se dijese que fue observado visualmente por un Catalina. Todo era debido a que en aquella época esta tecnologı́a puntera era secreto de estado. Este hecho fue una de las grandes muestras de la utilidad del radar aerotransportado en la guerra naval. Tras ello los alemanes abandonaron la idea de aventurarse en el Atlántico con buques de superficie, limitándose a los ataques con submarinos. Esta estrategia con submarinos funcionó hasta la aparición de la tecnologı́a centimétrica, la cual era muy efectiva contra los submarinos. La ventaja que ofrecı́a la tecnologı́a centimétrica contra los submarinos era el gran reflejo de las ondas que se obtenı́an de las pequeñas partes de la estructura del submarino. Los 54 Hitler lo nombrarı́a su sucesor antes de suicidarse, aunque sin otorgarle todos los cargos que él poseı́a. 55 El Admiral Graf Spee fue el primer barco de guerra con un conjunto de radar al cual se le instaló un Seetakt en Enero de 1938 [6]. 29
  • 30. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa alemanes tenı́an el problema de que sus receptores de alertas de radares no percibı́an radiación centimétrica por lo que siempre tenı́an que combatir con el elemento sorpresa. 2.3.4. El Mediterráneo (1940-1945) En junio de 1940, viendo el éxito de Hitler, Mussolini se lanzarı́a a la conquista de su propio imperio. Ni Alemania ni Reino Unido estaban interesados en que se desatara una guerra en el Mediterráneo, ya que se les abrirı́a un segundo frente a ambas. Alemania aconsejó a Italia no agredir a Reino Unido por la imposibilidad que podrı́an tener estos en vencerla, pero Italia salien- do victoriosa conseguirı́a una situación estratégica muy favorable [6]. La principal importancia estratégica del Mediterráneo descansaba en Malta y algunos puertos del Norte de África. Tras los primeros compases de la guerra en el Norte de África, los italianos empezaron a retroceder y Hitler se vio obligado a acudir en ayuda de sus aliados italianos. De esta manera se formó un contingente germano-italiano, el Afrika Korps liderado por Erwin Rommel56, quién empezarı́a a forjar su leyenda desde su llegada57 [14]. La batalla serı́a tanto terrestre como marı́tima. Los británicos en marzo de 1939 habı́an instalado una estación de radar (Mobile Radio Unit, MRU) en Malta para defenderse de los posibles ataques por parte de las fuerzas del Eje. Cuando a Kesselring (jefe de las fuerzas aéreas del Mediterráneo) se le asignó la misión de la recuperación de Malta, por alguna extraña razón decidió no bombardear la estación de radar de la isla58. Tras el avance sobre Tobruk, Alemania se olvidó de la invasión de Malta. En julio de 1941 el primer avión aliado en el mediterráneo era equipado con un radar ASV [5]. La Royal Navy envió el primer mes de enfrentamientos cuatro cruceros: Valiant, Ajas y Illus- trious (equipados con radares Type 279, capaz de detectar aviones a 3 Km de altura y a una distancia de 80 Km) y Orion (equipado con un radar Type 286). El Illustrious serı́a el primer buque de la armada británica en llevar un equipo de radar, serı́a en abril de 1940. La batalla marı́tima del Mediterráneo donde el radar tuvo una mayor trascendencia fue posiblemente la de Matapán. En ella los radares británicos detectaron a la flota italiana. Desde este momento, los italianos empezaron a sospechar que Reino Unido poseı́a algún tipo de radar y reiniciaron su programa de investigación del radar. El gran problema para la armada italiana (Regia Marina) fue la falta de apoyo aéreo de la Regia Aeronautica y de la Luftwaffe [5], [19]. En cuanto a las batallas terrestres, el Ultra59 británico tuvo un gran papel para parar el avance de las tropas del Afrika Korps en la batalla de El Alamein. A partir de entonces se empezarı́a a utilizar en los diferentes ejércitos. Por otra lado, en las batallas de Grecia y Creta los radares británicos desplegados tuvieron muy poco efecto. El uso más efectivo del radar en la campaña del desierto fue el dado por los australianos en la larga defensa de Tobruk. Conforme fue pasando la guerra la superioridad aérea aliada provocó que se interceptasen cada vez un mayor número de envı́os alemanes al norte de África. Batiéndose en retirada, el Afrika Korps desde la Segunda Batalla de El Alamein (noviembre de 1942) y con escasez de suministros las tropas del Eje se vieron abocadas a la derrota [5], [6]. En definitiva, podemos decir que la superioridad del radar británico aseguró la victoria en la batalla de Matapán en marzo de 1941 (gran parte de la batalla transcurrirı́a de noche). A 56 Hitler habı́a leı́do el libro de Rommel, Infantry Attacks [20], lo conocı́a personalmente y le gustaba su perso- nalidad tan alejada de los oficiales prusianos. 57 Destinado a mantener una posición defensiva (esta batalla era un compromiso para Hitler, no era un objetivo prioritario), la ambición de Rommel hizo que fuera mucho más allá. 58 Rommel creı́a que era fundamental controlar Malta e insistió en realizar una invasión aerotransportada que levanto poco entusiasmo en Berlı́n después de la experiencia de Creta. 59 Máquina capaz de descifrar el código de Enigma. 30
  • 31. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa veces también la batalla de Tarento se toma como una victoria en la que el radar tuvo la mayor contribución. También hubo otras batallas en el Mediterráneo como Creta y Grecia donde el radar no tuvo repercusión. Una derrota de Reino Unido en el Norte de África60 podrı́a haber ocasionado, con casi total seguridad, la pérdida del petróleo de Iraq e Irán, que hubiera caı́do en manos alemanas. 2.3.5. Frente Este (1941-1945) La operación alemana para la invasión de la Unión Soviética comenzó el 22 de Junio de 1941 (Operación Barbarroja). El conflicto se inició con la destrucción por parte de la Luftwaffe de gran parte de la fuerza aérea rusa. En aquellos instantes iniciales de la invasión, sólo un tipo de radar soviético se encontraba operativo, el RUS-2. Operaba con una longitud de onda de λ =4m y era un sistema de alerta aérea de pulsos. La nueva versión del radar, el RUS-2S, no estaba listo todavı́a y para finales de 1942 habı́a solo 53 de estos aparatos operativos. Además, los rusos únicamente poseı́an un total de seis estaciones de radar distribuidas a lo largo de su territorio [6]. Se puede decir que en el Frente del Este el radar fue muy poco utilizado. Debido al control aéreo alemán, éstos sólo necesitaron utilizar unos pocos Freya al inicio de la contienda. Con- forme fue avanzando la guerra, debido a la perdida de superioridad aérea, los alemanes fueron haciendo bombardeos nocturnos, aumentando de esta manera el uso del Freya. Por el otro la- do, los rusos en un inicio utilizaron el radar casi exclusivamente para defender sus dos grandes ciudades: Moscú y Leningrado. Su desarrollo del radar fue muy escaso durante toda la guerra y sus diseños no se podı́an comparar con los de Alemania, EEUU o Reino Unido. Al comienzo, empezaron utilizando sus propios radares para, al final, acabar importando los radares de los paı́ses aliados. Primero usarı́an los GL Mark II británicos, conocidos generalmente como SON-2. Después adquirirı́an GL Mark III, y los americanos enviarı́an SCR-268, SCR-584 y SCR-545. Uno de los hechos más destacados del radar en este frente, fue cuando se concentraron rada- res Freya y Würzburg en unión con la artillerı́a antiaérea en los depósitos de petróleo de Ploesti, Rumanı́a. Con esta combinación defensiva los alemanes consiguieron derribar un gran número de bombarderos [6]. 2.3.6. Guerra en el Pacı́fico (1941-1945) La Guerra del Pacı́fico se inició con el ataque japonés sobre Pearl Harbor (Hawai) el 7 de diciembre de 1941, al mando del ataque estuvo el comandante japonés Nagumo. En ella se en- frentarı́an los EEUU y Japón. Al igual que el ataque en Europa a través de las Ardenas diseñado por Manstein, el cual no habı́a sido previsto por los aliados ya que se creı́a imposible que una fuerza armada pudiera pasar a través de esa zona boscosa, el ataque sobre Hawai también sor- prendió a los estadounidenses por que no creı́an que los portaaviones pudieran operar tan lejos de su base [5]. Los estadounidenses disponı́an de un radar defendiendo la zona, un SCR-270. A pesar de disponer de este sistema y de que funcionara perfectamente, el ataque fue totalmente imprevisto. La mañana del 7 de diciembre se registró una señal de un objetivo hostil en el radar. Pero desde la estación de radar sólo se hicieron unas cuantas llamadas a algunas oficinas de comandantes. El radar se acababa de instalar y no habı́a lı́neas tácticas de actuación. No habı́a lı́neas para comunicar las incursiones enemigas a unidades de cazas, ni tampoco pilotos disponibles encar- 60 No muy utópica si Hitler hubiera cedido al envió de divisiones exigido por Rommel. 31
  • 32. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa gados para estas tareas61 [5]. Figura 16: Hundimiento de buques estadounidenses en el ataque japonés sobre Pearl Harbor, 7 de diciem- bre de 1941. Al inicio, Japón tuvo ventaja en número, estaban mejor equipados y mejor entrenados. Los japoneses inicialmente no tuvieron ningún radar operativo. En cambio, los EEUU ya poseı́an barcos equipados con radares CXAM de alerta temprana, sus portaaviones contaban con este tipo de radar desde 1939. El primer uso militar del radar en esta guerra se realizarı́a en el ataque a las islas Marshall por parte del bando estadounidense. Este ataque se llevarı́a a cabo como respuesta a la humillación sufrida en Pearl Harbor. En el ataque se utilizó el radar para controlar los portaaviones y para observar al enemigo. Los portaaviones también jugaron un papel fundamental en la contienda. El primer enfren- tamiento entre ellos serı́a entre el dı́a 6 y el dı́a 8 de mayo de 1942, en el mar Coral. Un mes después comenzarı́a la batalla que cambiarı́a el transcurso de la guerra en el Pacı́fico, la batalla de Midway. En este combate los bombarderos estadounidenses atacaron de forma sorpresiva a la armada japonesa destrozando sus cuatro portaaviones. La carencia de tecnologı́a en el lado japonés y su falta de respuesta para contraatacar no ayudaron a que el varapalo sufrido fuera menor. En cuanto a la marina mercante, en el año 1945 los americanos ya habı́an destruido todos los barcos japoneses. Ya en 1943 la armada americana estaba equipada con gran variedad de ra- dares. De esta manera, la defensa de un buque de guerra contra un ataque aéreo era muy fuerte. Además, tenı́an una gran capacidad para detectar barcos enemigos. Debido a todo esto, los cazas empezaron a no ser considerados fundamentales para la defensa de los buques. Cabe destacar que aunque EEUU no hubiera poseı́do estas nuevas armas, la armada japonesa era incapaz de hacer frente al poderı́o industrial americano, por lo que su pretensión estaba abocada a finalizar en desastre62. Al principio de la guerra los aviadores japoneses eran simplemente los mejores 61 Otra teorı́a poco verosı́mil es que estas señales del radar fueron ignoradas por F.D.Roosvelt para que EEUU entrara en la guerra. Los estadounidenses habrı́an respaldado la entrada con el simple intento de ataque [5]. 62 Como ya auguró el comandante en jefe de la Flota Combinada japonesa que habı́a vivido en los EEUU, I.Yamamoto, Japón no podrı́a hacerles frente en una larga guerra. 32
  • 33. Aspectos históricos y técnicos del RADAR Igor Garcı́a Atutxa debido a su intenso entrenamiento. Pero tras morir estos pilotos no hubo un plan de reemplazo adecuado. Por otro lado, las ciudades niponas fueron sistemáticamente destruidas desde el aire, a diferencia de las de Europa, ya que el sistema defensivo aéreo era enormemente defectuoso [6]. La Guerra en el Pacı́fico es recordada por sus grandes batallas entre flotas de superficie. En el océano Pacı́fico el radar no fue un elemento fundamental ya que la localización de objetivos no era un problema primordial y el radar, aunque disponible en ambos bandos, no desempeñó un papel crucial. Los desarrollos de los radares navales americanos, británicos y germanos eran simi- lares. Sin embargo, los japoneses se basaban en la utilización de magnetrones de baja potencia. Esta combinación de baja potencia y longitudes de ondas centimétricas se mostró inapropiada para los radares navales de superficie [19]. El elemento clave en la Guerra del Pacı́fico fueron los submarinos. Los submarinos ameri- canos atacaron tanto a la marina mercante japonesa como a la de guerra. Sobre ellos recayó también la responsabilidad de vencer a Japón, dejando aislada la isla durante largo tiempo in- cluso después de la guerra. Si bien es cierto que estos ataques de manadas de lobos de submarinos estadounidenses nunca llegaron a la escala de los que se dieron en el Atlántico a cargo de los submarinos alemanes [5]. En los submarinos americanos, el radar desempeñó una labor de vigi- lancia. Se empleaba para avisar de los ataques aéreos. En cuanto a la vigilancia contra barcos de superficie, el radar nunca suplantó al sonar. Los alemanes también acabaron introduciendo el radar en sus submarinos en las etapas finales de la guerra para alertar de los ataques aéreos pero en estas instancias ya no tuvieron trascendencia alguna en la guerra. Podrı́a decirse que el uso dado al radar por los submarinos americanos en la Guerra del Pacı́fico merece el mismo reconocimiento que el radar ASV en la Batalla del Atlántico [6]. 33