Radar - Con mắt thần thời hiện đại

Radar là thiết bị không thể thiếu trong việc kiểm soát không lưu hiện nay, đã được nhà khoa học người Scotland - Robert Watson Watt phát minh cách đây gần 100 năm. Ngày 26/2/1935, phát minh này của ông đã được cấp bằng sáng chế.

Radar thuộc loại phương tiện quan trắc, định vị dựa trên hiện tượng phản xạ của sóng điện từ khi gặp vật cản trên đường truyền lan. Thuật ngữ Radar nguyên là chữ viết tắt của cụm từ Radio Ditection and Ranging, nghĩa là phát hiện và đo khoảng cách bằng sóng vô tuyến điện.


Với sự xuất hiện của Radar, lần đầu tiên con người đã có khả năng quan sát xa hơn tầm nhìn thẳng của mắt người, kể cả tầm quan trắc đã được tăng cường đáng kể nhờ khí tài quang học. Không những thế, Radar còn cho phép nhìn xuyên qua các vật cản như khói, bụi, mây, mưa, tán lá và nhất là tạo khả năng quan trắc trong mọi thời tiết, suốt ngày đêm.

Sự ra đời của Radar

Những thử nghiệm phát hiện vật thể với sóng radio đầu tiên được thực hiện vào năm 1904 bởi nhà phát minh người Đức Christian Hülsmeyer. Ông đã chứng minh khả năng phát hiện một con tàu trong điều kiện sương mù dày đặc nhưng không thể xác định khoảng cách so với máy phát.

Ông được cấp bằng sáng chế cho phát minh này vào tháng 4/1904 và sáng chế sau đó đã được Hülsmeyer cải tiến với khả năng ước lượng khoảng cách đến con tàu. Năm 1917, nhà phát minh Nikola Tesla đã đưa ra ý tưởng về những thiết bị giống radar.

Theo đó: "bằng việc sử dụng sóng điện từ, có thể tạo ra một hiệu ứng điện trong mọi khu vực riêng biệt trên địa cầu và có thể xác định vị trí lân cận hoặc hướng chuyển động, tốc độ chuyển động của vật thể chẳng hạn như tàu thuyền ngoài biển…".

Trong suốt những năm 1920 đến 1930, Mỹ, Đức, Pháp, Liên Xô và đặc biệt là Anh đã tập trung nghiên cứu về radar và công nghệ này được xem là một bí mật quân sự. Tuy nhiên, mặc dù đã bỏ ra rất nhiều thời gian nghiên cứu nhưng những hệ thống radar tốt nhất lúc bấy giờ chỉ có thể cung cấp thông tin về phương hướng của những vật thể lớn xuất hiện trong một khoảng cách gần. Những thông số về khoảng cách và độ cao so với mặt biển vẫn chưa thể tính toán được.

Robert Watson Watt - một nhà cố vấn khoa học trong lĩnh vực truyền thông đã được mời đến Ban chiến tranh của Anh (BWC) để đánh giá về một chùm tia chết (death ray - trên lý thuyết là một chùm hạt hay một loại vũ khí điện từ). Tại đây ông đã phát minh ra một thiết bị radar hoàn chỉnh, sử dụng trong quân sự và ngày 26/2/1935, phát minh này của ông được cấp bằng sáng chế.

Ngay sau khi ra đời, radar đã phát huy tác dụng chiến lược của nó trong trận không chiến tại Anh diễn ra năm 1940. Mặc dù chỉ có cự ly hoạt động trong 10 dặm (16 km) nhưng hệ thống đã có độ phân giải đủ lớn để có thể phát hiện một máy bay ném bom hay tiêm kích đang đến gần.

Quan trọng hơn, hệ thống đã được sử dụng để chỉ dẫn cho các máy bay tiêm kích của Anh chống lại không quân Đức ngay từ mặt đất trong khi máy bay Đức phải "đi săn" mục tiêu trên không.

Bước đột phá thật sự chỉ xuất hiện khi một hệ thống radar nhận dạng hiện đại được tạo ra nhờ phát minh của sóng cực ngắn (vi ba) sử dụng trong nhà hay chính xác là từ thiết bị tạo ra sóng vi ba - magnetron. Magnetron được phát minh bởi John Randall và Harry Boot vào năm 1940 tại đại học Birmingham, tuy vậy, cự ly của radar vẫn chưa lớn, chỉ hơn 80 km.

Radar - con mắt thần thời hiện đại

Radar thời nay giống như một “con mắt thần” bằng máy vậy. Đó là các radar ngoài đường chân trời, radar không “nhìn thẳng” của Nga mà cự ly phát hiện trên biển có thể đạt tới hàng nghìn km.

Radar ngày nay đã phát triển đa dạng ở nhiều dải sóng khác nhau như sóng âm, sóng vô tuyến điện, quang học và laze.
Bên cạnh loại radar đặt trên vệ tinh, còn có loại đặt trên khí cầu, hãng Augus của Nga đã chế tạo khí cầu có thể tích 470 mét khối, có trang bị radar quan sát mặt đất.

Hải quân Mỹ cũng có một dự án xây dựng radar khí cầu trị giá hàng tỷ đô la để giám sát trên không và mặt biển. Đồng thời không quân Mỹ còn chi 34,2 triệu USD để sản xuất an ten mới cho radar của máy bay B-2 nhằm hiện đại hoá “con mắt thần” trên trời.

Hoặc như radar “mắt soi” của Trung Quốc: ngoài màn hình còn có một ống chất dẻo do thám, đầu phía trước của ống có thể điều khiển được nhờ kỹ thuật viễn thám.

Bên cạnh các siêu radar khổng lồ, các radar siêu mini cũng được chế tạo trước hết dùng cho các vật bay do thám siêu nhỏ.
Một câu hỏi được đặt ra là loại radar nào mạnh mẽ nhất? Đây là câu hỏi rất khó trả lời bởi nó phụ thuộc vào mục đích sử dụng của một hệ thống radar.

Một khẩu súng radar của cảnh sát giúp tóm gọn những tay lái quá tốc độ lại rất khác biệt so với một hệ thống radar theo dõi trong không gian sâu. Mỗi hệ thống được thiết kế riêng cho từng nhiệm vụ khác nhau. Thêm vào đó, những cải tiến về công nghệ có thể thay đổi cách thức hoạt động của một hệ thống radar.

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành cơ-điện tử, vật liệu mới, tự động hóa, công nghệ nano… radar ngày nay cũng đã được đổi mới và phát triển đa dạng với nhiều dải sóng khác nhau. Radar cũng được thiết kế và triển khai cả ở trong các ứng dụng dân dụng.


Thông tin tư liệu-TTXVN