Die Geschichte des Radar beschreibt die Entwicklung von Radarsystemen von den ersten Versuchen 1904 über den Forschungswettstreit während des Zweiten Weltkrieges bis hin zu den neuesten Technologien in Raumfahrt und Automobilindustrie.
Entdeckung und erste praktische Radar-Ortungen mini|Patent von Hülsmeyers Telemobiloskop (30. April 1904) Heinrich Hertz stellte 1886 beim experimentellen Nachweis von elektromagnetischen Wellen fest, dass Radiowellen von metallischen Gegenständen reflektiert werden.
Elf Jahre später wiederholte der Inder Jagadish Chandra Bose die Hertzschen Versuche in Kalkutta, diesmal jedoch mit einer kürzeren Wellenlänge als Hertz. Auf der Basis dieser Versuche entwickelte Bose unter anderem den Wellenleiter – eine wichtige Komponente von Radargeräten.
Die ersten praktischen Ortungen und Entfernungsmessungen mittels Radiowellen führte 1904 der deutsche Hochfrequenztechniker Christian Hülsmeyer durch. Er entwickelte und präsentierte das erste funktionierende Radarsystem, das mit 50-cm-Wellen arbeitete und bereits die klassische Senderkonfiguration aus Hornantenne mit Parabolspiegel aufwies. Da es noch keine Röhren gab, lief der Sender mit Funkeninduktor. Der Empfänger war ein Kohärer mit sendesynchron laufender mechanischer Zeitsperre zur Unterdrückung störender Fremdsignale. Das der Marine auf dem Rhein bei Köln-Deutz präsentierte Radargerät nannte er Telemobiloskop und es konnte die Radarechosignale, die von einem Schiff in 3 km Entfernung zurückgeworfen wurden, akustisch melden und größere metallische Objekte so orten.
Das zugrundeliegende Verfahren wurde am 30. April 1904 in Deutschland und England zum Patent angemeldet. Da die Reichweite damals nicht den sichtbaren und hörbaren Bereich überstieg und dieses Gerät nur das Vorhandensein anderer Objekte, nicht aber deren Position melden konnte, interessierten sich weder deutsche Militärs noch die zivile Schifffahrt für das Gerät und die Entwicklung fiel nahezu dem Vergessen anheim.
Der Titel der Patentschrift Nr. 165546 lautete:
Wahrscheinlich unbeeinflusst von Hülsmeyers Patent wurden 1911 in den USA die Grundprinzipien des Radars vom Science-Fiction-Autor und Erfinder Hugo Gernsback in seinem Science-Fiction-Roman Ralph 124C 41+ skizziert. Gernsbacks Buch geht auf einen Fortsetzungsroman zurück, der in der Technikzeitschrift Modern Electrics zwischen April 1911 und März 1912 veröffentlicht wurde.
1916 wandte sich der Ingenieur und Buchautor Hans Dominik mit einem selbst entwickelten Prototypen an das Reichsmarineamt. Das Reichsmarineamt lehnte aber ab, da ein Einsatz für den Ersten Weltkrieg nicht mehr in Frage kam.
Die Suche nach neuen physikalischen Prinzipien zur Lösung des Problems der Erkennung und Standortbestimmung von Luft- und Seezielen führte Mitte der 1930er Jahre in mehreren Ländern nahezu gleichzeitig zur Entwicklung der Radartechnik.
Entwicklung während des Zweiten Weltkrieges Geschichte der Radarentwicklung in Deutschland mini|Radargerät „Würzburg C“ (1942)
Der Durchbruch zur breiten Anwendung kam für die Radartechnik erst im Zweiten Weltkrieg. Rudolf Kühnhold, der wissenschaftliche Direktor der Nachrichten-Versuchsabteilung der Reichsmarine, trieb die Entwicklung entscheidend voran. 1934 wurden im Kieler Hafen die ersten Versuche mit einem von ihm entwickelten Apparat durchgeführt, der zur Tarnung DeTe-Gerät (Dezimeter-Telegraphie) genannt wurde. Bei seinen Versuchen konnte er nicht nur wie geplant Schiffe, sondern auch über dem Hafen fliegende Flugzeuge orten.
Noch war die Entfernung, bis zu der das Radar arbeitete, für eine breite Nutzung ungeeignet, doch bereits im Oktober 1934 gelangen Entfernungsmessungen bis etwa 40 km. Einer der ersten Hersteller von Radargeräten war die Anfang 1934 gegründete GEMA (Gesellschaft für elektroakustische und mechanische Apparate mbH, Berlin). Hans Karl Freiherr von Willisen und Paul-Günther Erbslöh entwickelten und erprobten in Pelzerhaken die Systeme Freya, Mammut (PESA), Wassermann und Seetakt sowie Seeartgerät. Nach Kriegsende wurde die GEMA als Rüstungsbetrieb aufgelöst und die Standorte in den Ausweichquartieren Pelzerhaken und Lensahn demontiert.
Neben der GEMA hatte Telefunken mit dem bodengestützten Feuerleitradar Würzburg und Würzburg-Riese sowie dem ersten in Deutschland verfügbaren Bordradarsystem für Nachtjäger („Lichtenstein-Gerät“) den größten Anteil an der deutschen Radartechnik. Von Siemens & Halske wurden die Jagdschloß- und Flensburg-Geräte entwickelt. Weitere auf dem Gebiet tätige Unternehmen waren die Blaupunkt GmbH (früher Ideal-Radio) und die C. Lorenz AG (beide in Berlin).
Die folgenden Systeme wurden entwickelt: aktive monostatische Radargeräte, die mit Sender und Empfänger an einem Standort arbeiten, genannt Funkmessgerät (FuMG); passiv defensive Radarwarnempfänger, die nur zur Warnung vor feindlichem aktiven Radar von Flugzeugen und Schiffen dienten, genannt Funkmessbeobachtungsgeräte (FuMB), wie zum Beispiel FuMB 1 (Naxos); FuMB 4 (Samos); passiv offensive Radarempfänger zur Annäherung an feindliche Flugzeuge mit eigenem aktivem Radar, wie zum Beispiel Flensburg (Radar); parasitäre bistatische Radargeräte, die zur Zielbeleuchtung ein feindliches Radarsystem (Chain Home) missbrauchten, wie zum Beispiel Klein Heidelberg;
Im Zweiten Weltkrieg erlangte die Radartechnik in der Seekriegs-, vor allem aber auch in der Luftkriegsführung große Bedeutung und wurde dort in Verbindung mit Flakstellungen und zur Führung von Jagdflugzeugen eingesetzt. Der erste erfolgreiche radargeleitete Abfangeinsatz der Geschichte war am 18. Dezember 1939, als 24 britische Bomber einen Angriff auf Wilhelmshaven flogen. Nach deren Radarortung wurden durch Jäger zehn Bomber abgeschossen und drei schwer beschädigt.Vickers Wellington. In: uboat.net. Die über 1000 km lange Kammhuber-Linie von Dänemark bis Nordfrankreich war ein Abwehrsystem gegen nächtliche Bombergeschwader auf das Deutsche Reich. Es bestand unter anderem aus Radargeräten der Typen Würzburg Riese und Freya.
Noch bis in die 1950er Jahre wurde im deutschsprachigen Raum der Begriff „Funkmeß“ und seltener „Funktastsinn“ für das Radarverfahren verwendetsiehe dazu diese Häufigkeitsanalyse. In: Google Books NGRAM viewer.
Geschichte der Radarentwicklung in England Während sich die Radarentwicklung in Deutschland am Anfang mit dem Erkennen von Schiffszielen beschäftigte, war in England die Erkennung von Flugzeugen der Ausgangspunkt der Entwicklung.
Bereits in der Ionosphären-Forschung hatte man Funkimpulse verwendet und aus der Laufzeit bis zum Eintreffen des reflektierten Signals die Höhe der Ionosphäre bestimmt. Diese Methode wurde nun für die Funkortung weiterentwickelt. Der Leiter der Radioversuchsstation in Slough, Robert Watson-Watt, und sein Mitarbeiter, der Physiker Arnold Wilkins, legten am 12. Februar 1935 ihren Bericht zum Thema Erkennung und Ortung von Flugzeugen durch Funk vor (Titel Detection and location of aircraft by radio methods (PDF) In: bawdseyradar.org.uk.), in dem sie bereits alle wesentlichen Grundzüge des Radars beschrieben.
Am 26. Februar 1935 wurde der erste Feldversuch durchgeführt. Der BBC-Sender in Daventry sendete ein Signal mit 49 m Wellenlänge. Dies war auf die Flügelspannweite üblicher Bomber-Flugzeuge abgestimmt, die bei ungefähr der Hälfte dieser Länge lagen und somit Halbwellendipole darstellten. Hiervon wurden gute Reflexionseigenschaften erwartet. Eine mobile Empfangsstation, ausgerüstet mit einem für damalige Zeit sehr modernen Kathodenstrahl-Oszilloskop, befand sich in ca. 10 km Entfernung. Das über diesem Gebiet fliegende Testflugzeug, ein Handley Page Heyford, erzeugte tatsächlich durch die an seinem Rumpf reflektierten Funkwellen einen zusätzlichen Leuchtpunkt auf dem Schirm des Oszilloskops. Das Flugzeug konnte bereits bei diesem ersten Test bis zu einer Entfernung von 13 km verfolgt werden.
Nach diesen erfolgreichen Testergebnissen wurde die englische Radarentwicklung mit hohem Aufwand begonnen. Bereits im Januar 1936 waren für alle Aspekte der Radarortung (Entfernung, Höhenwinkel und Ortungsrichtung) Lösungen gefunden worden. Sogar das Prinzip eines Zielfolgeradars konnte am 20. Juni 1939 vor Winston Churchill praktisch demonstriert werden.
mini|Reichweite des Chain Home-Systems Im Jahre 1937 begann man, an der Ostküste der britischen Insel eine Kette von 20 Küsten-Radar-Stellungen, die sogenannte Chain Home, zu installieren. Sie arbeitete bei 10 bis 13,5 m Wellenlänge (22 bis 30 MHz), sendete 25 Pulse pro Sekunde mit 200 kW Leistung und hatte eine Reichweite von 200 km. Ab Karfreitag 1939 (7. April) war die Chain Home im 24-Stunden-Dauerbetrieb.
Die Deutschen entdeckten die hierzu installierten hohen Masten und unternahmen mit dem Luftschiff LZ 130 Graf Zeppelin II im Mai und August 1939 zwei Aufklärungsflüge entlang der britischen Ostküste bis zu den Shetlandinseln, um den Stand der englischen Radartechnik zu erkunden. Sie fanden jedoch keine Radarsignale, da sie Signale im Bereich von 1,5 bis 0,5 m Wellenlänge erwarteten, die Chain Home aber mit einer viel größeren Wellenlänge arbeitete, was deutschen Ingenieuren völlig abwegig erschien.
Chain Home hatte zwar eine hohe Reichweite, konnte aber keine Tiefflieger entdecken. Deshalb wurde zusätzlich Chain Home Low installiert, eine Tiefflug-Radarkette mit 80 km Reichweite bei 1,5 m Wellenlänge (200 MHz).
Die Radarkette erwies sich als wichtiger Vorteil in der Luftschlacht um England, da die deutschen Angriffe rechtzeitig erkannt werden konnten. Hätten Wissenschaftler wie Robert Watson-Watt „nicht lange vor dem Kriegsausbruch an der Erfindung des ‚Radar‘ gearbeitet“, so enthüllte im Sommer 1945 Handelsminister Richard Stafford Cripps, „dann wäre es mehr als zweifelhaft gewesen, ob Großbritannien in den kritischen Jahren hätte aushalten können‚ als Deutschland das ganze Gewicht seiner Luftwaffe gegen England warf und mit beträchtlichem Erfolg durch seine U-Boote versuchte, die britischen Seeverbindungen abzuschneiden“. Luftmarschall Arthur Tedder äußerte im gleichen Jahr: „Wenn Radar in der ‚Schlacht um England‘ die Deutschen nicht des Vorteiles der Überraschung beraubt hätte, so wüßte ich nicht, wo wir heute stehen würden.“
mini|Anodenblock des Mehrkammer-Magnetrons mit sechs Resonanzkammern von Randall und Boot, 1940. Bald wurden auch Radargeräte für den Einsatz in Flugzeugen entwickelt. Erste Geräte waren aufgrund ihrer Wellenlänge von minimal 50 cm nur mäßig brauchbar. Den britischen Forschern John Turton Randall und Harry Boot gelang am 21. Februar 1940 der Aufbau des ersten Laborgerätes eines Magnetrons zur Erzeugung von 10-cm-Wellen. Hieraus wurde das H2S-Gerät entwickelt, ein Bordradar für Flugzeuge, mit dem die Konturen der Landschaft wie auf einer Karte dargestellt wurden. Der erstmalige Einsatz erfolgte am 30. und 31. Januar 1943 bei einem Bombenangriff auf Hamburg.
Gegen Radar wurden sogenannte Düppel entwickelt – ein einfaches Mittel, um Radar zu stören. Deutschland und England hatten dieses Mittel unabhängig voneinander entwickelt und es geheim gehalten, um nicht zu verraten, wie das eigene Radar gestört werden könnte. Welche Bedeutung die Briten dem deutschen Radar zumaßen, zeigt die Operation Biting: in einem Kommandounternehmen mit Fallschirmjägern im Februar 1942 eroberten sie Teile des deutschen Würzburg-Radars. Sie fanden so dessen Wellenlänge (53 cm) heraus und entdeckten, dass diese nicht variiert werden konnte. Diese Erkenntnis nutzten sie erstmals im Juli 1943: vorausfliegende Aufklärungsflugzeuge der RAF warfen bei der Operation Gomorrha, dem Großangriff auf Hamburg im Juli 1943 (er verursachte den ersten Feuersturm in einer deutschen Großstadt), Düppel zur Störung der deutschen Radarstationen mit der genauen Länge 26,5 cm ab.