美國國家電子博物館

第一台數字雷達, F-15, 休斯飛機. X波段脈衝多普勒雷達, 可探測和跟蹤飛機和小型高速目標.





WX-200概念雷達, 西屋自費預開發, 未投產但據此得到合同為通用動力F-16供應雷達.





F-16雷達測試樣機, 勝出. 1978投產, 至1987量產過2,000台, 12國使用.







F-16多模, 中程, 脈衝多普勒火控雷達, 1984年首交付. F-16是緊湊型, 高機動性, 多用途戰鬥機. 世界最多產的戰鬥機, 2, 000多服役於24國.









巴爾的摩華盛頓機場
捕食者無人機
速度100節


戰術續航合成孔徑雷達圖像-格魯門
華盛頓特區
8條-490 合成孔徑圖像
斜距15公里
海拔12,500英尺
俯角15度
解析度1米向下取樣5:1



處理器樣機


戰術續航合成孔徑雷達天線


發送/接收器樣機

波馬克導彈
1953, 西屋設計針對地面雜波背景下低空飛行目標脈衝多普勒雷達, 贏得合同為波音導彈配套. 關鍵結構: 非常穩定的振蕩器-可耐受特殊飛行振動, 脈衝重複頻率(每秒傳輸脈衝數), 消除雜散信號.
http://skillmansofamerica.com/IMS2011.pdf      西屋工程院士心得
http://www.boeing.com/history/pr ... bomarc-missile.page   波馬克導彈-波音
超音速波馬克導彈(IM-99A和IM-99B)是世界第一個遠程防空導彈和波音大規模生產的第一個導彈. 波音公司還設計和建造發射設施, 這個雄心勃勃的計劃使波音公司成為大型系統集成的領導者. 1949年, 由於蘇聯的核武器計劃, 其遠程轟炸機可以達到美國, 空軍授權著手研究一款新的超音速防空導彈. 密歇根航空研究中心(MARC)加入到研究項目-標有"波馬克"BMARC.
翼展18英尺2英寸
直徑35英寸
長度45英尺
起飛重量約16,000磅
最高速度超過2.5馬赫
射程超過400英里(IM-99B)
高度超過80,000英尺
50,000磅推力固體燃料火箭(起飛); 兩部12,000磅推力衝壓式噴氣發動機(巡航)
裝備核彈頭
http://www.radartutorial.eu/01.b ... ncy%20(PRF).en.html   脈衝重複頻率-雷達入門



電氣電子工程師學會獎



第一部機載脈衝多普勒雷達







高壓電源
發射脈衝放大器
電源控制過濾器
參量放大器電源
照明電源
鼓風機總成
射頻振蕩器
接收波導組件
發射波導組件
繼電器總成

電源控制過濾器-
https://big5.backchina.com/forum. ... p;extra=#pid5900505   
瞬時有功和無功電流ID-iq法有源電力濾波器控制電路-IEEE
本文提出一種基於瞬時有功和無功電流ID-iq方法的並聯型有源電力濾波器控制電路. 與幾個電源電壓條件和不同的諧波注入高通濾波器的瞬時有功功率和無功功率pq方法相比. 作為一個優秀的諧波補償性能, 並提出與頻率無關的優點. 直流電壓調節系統分析和合成. 大量模擬結果用來顯示電壓調節系統穩定性, 基於補償器建立ID-iq法的卓越性能.
-很多精密儀器和特殊光源均須一個小時預熱才能平穩運行, 有些專利文件中寫得很細. 昨天買了一個廉價美國剃鬚刀, 仿菲利普中國加工但改進了電源, 16小時充電可用30分鐘(低脈衝).



1968年部署, 成為海軍主導裝備, 不斷完善.

http://publications.lib.chalmers ... t/183940/183940.pdf
前邊那篇IAEE論文找不到了, 這篇瑞典的"雷達主動直流電源濾波器"也不錯. 嚴控電壓/電流和啟動瞬時電流.




F-4J是越戰時期海軍/陸戰隊戰鬥機, 西屋定向設計俯視多模脈衝多普勒雷達, 數字處理數據和全面內置系統測試.



空空/空地, 首次啟用數字濾波器.
http://www.analog.com/media/en/t ... xedSignal_Sect6.pdf
數字濾波器-高精度, 線性, 無漂移, 靈活...
模擬濾波器-精度較差, 非線性, 漂移...




后倉雷達位置


雷達攔截官座艙








F4D火控系統
X頻段搜索, 跟蹤和火控
搜索範圍24英里
跟蹤範圍14英里
重478磅
http://www.airvectors.net/avskyray.html
1945年5月德國投降后, 兩位道格拉斯公司空氣動力學專家赴巴黎評估繳獲的空氣動力學數據, 包括無尾飛機模型風洞試驗數據. 利佩什博士實際上已經開發出一種無尾戰鬥機, 梅塞施米特Me-163火箭戰鬥機, 並有許多其他想法, 無尾飛機特別是三角翼. 有機會和關押的利佩什談話, 發現無尾三角翼配置非常有趣. 早期噴氣發動機燃油經濟航程有限而三角翼提高空氣動力學效率, 並提供充足容量以適應​​內部油箱. 1946年模型風洞試驗成績優異. 生產420架F4D, 1960年代末徹底淘汰.

1950年6月北韓南進, 7/27/1953停戰. 米格-15后掠翼噴氣式戰鬥機壓倒美英活塞驅動和第一代噴氣式戰鬥機, 1950年末部署F-86配刀式后掠翼噴氣式戰鬥機抗衡-先進瞄準具和火控雷達.



瞄準具解決彈道問題
目鏡或示波器定量線自動尋跡-重力下降, 速度跳躍和計算彈道.



雷達150-3,000碼精確射擊




http://jproc.ca/rrp/rrp3/avenger_apx6.html
敵友識別與自毀裝置




馬克52瞄準器
火控機電系統, 用於3-5寸高炮. 基於軍艦航行, 目標運動/速度/漂移, 初速, 風速變異, 距太陽遠近, 提供即時導程/超高角度.
http://www.navweaps.com/Weapons/WNUS_Main.htm   美國海軍艦艇/火炮指南
最新火炮-150毫米電磁軌道炮, 2014
補償脈衝交流發電機產生巨大加速度, 超音速運行. BAE系統贏得一份合同, 2007年6月交付樣品, 弗吉尼亞海軍水面作戰中心實驗室2008年1月31日試射. 10.64兆焦耳, 7磅, 2520 MPS 每秒米初速度, 新發射裝置正在建設-強力(30MJ), 多彈頭, 2020服役.
http://www.baesystems.com/en/home   BAE系統
全球性國防, 航空航天和保安公司, 雇傭88,200員工. 2014年銷售額166億英磅, 盈利率10.2%.



馬克15火炮瞄準器
導程角-如雙向飛碟射擊, 須設提前量/角以補償飛碟運動
超高(重力)-彈頭曲線軌跡
射程


馬克26雷達-精確測距
馬克13計算機-計算響應範圍差, 引信設定順序和距離變化率. 目標距離加風修正.






1942年開發, 尋跡/導航, 機翼下, 緊急情況可拋棄.

1950年代中期開發, 用於B-52, RB-55, C-130和KC-135. 發射4束8,700GHz脈衝光束, 與慣性基準裝置共同導航.
http://www.google.com/patents/US3651691    慣性基準裝置
非陀螺慣性數據參考裝置使飛機能夠開發俯仰角, 滾動角, 橫向和縱向加速度信息. 提供修正信號, 適當擺位扭矩, 協助維持機身絕對垂直.
RB-55-波音B-50超級堡壘戰略轟炸機, 二戰後B-29改進型, 配備了更強大的普惠R-4360星形發動機, 更強的結構/散熱片等. 波音最後活塞引擎轟炸機, 美國空軍服役近20年.
KC-135-波音第一款噴氣式加油機, 正在逐步退役.
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/a ... sp?arnumber=4201554
獨立多普勒導航系統, 精確測定地面速度和漂移角-發射器和接收器, 頻率跟蹤, 風計算機.
http://www.librascopememories.co ... 0Inc%20-%201963.pdf   
通用精密-公司被併購多次, 現為英國BAE系統電子有限公司.

北極圈冷戰
戰略轟炸機精確導航至關重要, 專項開發雷達, 亦惠及民航遠程飛行.
http://www.ifpa.org/pdf/StrategicDynamicsArcticRegion.pdf    北極地區戰略動態-外交政策分析研究所
近年的分析與評估, 格局和水準與蘭德報告不相上下. 非常漂亮, 估計納稅者得掏幾百萬(一般蘭德報告均可查到委託者和耗資額).

地面速度指示器, 速度控制器, 速度和航向電腦


隨動控制羅盤
https://www.youtube.com/watch?v=XluTOwL90h8  隨動控制羅盤-空軍解密訓練課程


地面尋跡天線

二戰分隔, 1950年北韓南侵, 美國捲入衝突, 俄中援北, 冷戰初現端倪. F3D與米格爭奪制空權, 機載雷達導引夜間轟炸護航影響戰局. 應對高速靈活米格機, APQ-35大顯身手, 偵測/火控, 雷達技術與時俱進. 首款全能機載火控系統-搜索, 跟蹤, 尾警(翼尖30度). 1946開發, 300隻真空管.



機尾彈道計算機



雷達調製器
http://www.radar-sales.com/PDFs/REI%20Modulator%20Technology.pdf   調製技術
雷達關鍵要素, 控制發射脈衝的準確性和一致性.



雷達製圖
波音RB-47E和馬丁RB-57D裝備APQ-56雷達
側視雷達可穿雲破霧, 西屋巴爾的摩1950年代開發. 飛行掃描成像, 當年的秘密裝備.
飛行處理器-相機
雷達裝置控制
導航指針
顯示器
記錄儀攝像頭



側視雷達
掃描-雷達信號轉換器-陰極射線管-鏡頭-膠片重建圖像

IM-99A波馬克導彈目標搜尋雷達
西屋1951-1960開發製造, 1959-1964部署300部. X波段, 10英里, 對抗蘇聯轟炸機. 插入式調製器, 易製造和保養.



天線
筆形波束, 高性能液壓掃描-左右/上下, 發現目標后鎖定.


電路-微型真空管, 無晶體管-核戰爭高輻射.
控制單元-範圍和角跟蹤電路, 導引導彈攔截.







磁調製器和發射/接收機
獨特磁放大器, 非常高的電壓脈衝激發X波段瓦里安磁控管. 串聯電感線圈/飽和鐵氧體磁芯磁放大器產生脈衝, 傳統超外差接收機.
http://www.cpii.com/docs/files/V ... Early%20History.pdf
http://www.cpii.com/history.cfm
Russell and Sigurd Varian 1948以$22,000依託斯坦福大學創建公司, 如今CPI是微波, 射頻, 電源和控制解決方案的關鍵國防, 通訊, 醫療, 科學和其他應用程序的領先供應商. 2014僱用1,800人, 銷售額$4.75億.



波馬克長程地空導彈
99A-液體燃料助推器和脈衝雷達(高空目標), 1959-1964美加部署300套.
99B-固體燃料助推器(快速/安全發射)和脈衝多普勒雷達(高/低空目標-屏除地面雜波). 射程600英里, 1961-1972部署約270套.





半自動地面環境控制系統跟蹤轟炸機, 直到導彈雷達鎖定目標並引導碰撞, 近炸引信引爆.





半球諧振元件  
28厘米環形激光器
環形激光慣性感測器組件
空間慣性基準裝置


環形激光慣性感測器組件
3環形激光陀螺儀連同A-4三聯加速度計, 形成慣性導航系統, 1980年代中-F-15, F-16和F/ A-18.


半球諧振元件



28厘米環形激光器



空間慣性基準裝置

車頂天線捕捉目標, 敵友識別, 90毫米高炮自動瞄準, 近爆引信近敵開花. 二戰中西屋共生產19種雷達系統, 過千台SCR-584及兩種近爆引信






敵友識別
送信號至飛機, 編碼應答提示, 雷達車載.











近爆引信-約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室開發
V-1嗡嗡彈-噴氣推進彈射器發射飛行炸彈, 1噸彈頭, 預設引爆, 陀螺儀控制, 射程超過300英里/小時. 1944年6月13日首先對倫敦開火, 后對安特衛普, 90％被這裡顯示的武器系統擊落.
90毫米高炮
SCR-584雷達-MIT開發, 西屋和GE製造, 改進英國腔磁控管. 跟蹤精度10碼, 斜距和方位角/仰角0.06度, 目標發送到M-9火炮瞄準器.
http://www.computerhistory.org/r ... computing/6/124/519
http://www.ieeecss.org/CSM/libra ... llLabsnAutoCtrl.pdf    M-9火炮瞄準器-貝爾實驗室/IEEE
這兩個網站有意思, 把歷史和專業段子揉到一起-娛樂休息, 混飯添磚.


M2光學跟蹤器和計算機, 機電系統.







近爆引信
引信發出無線電波, 比較目標反射信號, 利用多普勒效應確定距離. 源於1940卡內基研究所地磁系研究, 1942搬到馬理蘭並最終成為約翰霍普金斯大學應用物理實驗室.

珍珠港雷達故事
北方137邁返射強烈, 懷疑雷達出故障但通知飛機警報中心. 中心7點結束訓練, 值星中尉誤認為B-17, 雷達兵繼續監視至距離22邁返射消失於群山.
8點在基地獲悉日軍偷襲-雷達首次使用, 前景無限, 美國參戰.





1941年12月7日早晨7:02, 夏威夷瓦胡島Opana雷達站發現日本飛機航跡.


克米特·泰勒中尉
http://www.nytimes.com/2010/02/26/us/26tyler.html?_r=0
上任一天, 對雷達一無所知.「Don』t worry about it.」, 載入史冊. 泰勒中尉未受處分並繼續在太平洋地區服務, 立功授獎, 以中校軍銜退役, 享年96.


日軍第一攻擊波
43架戰鬥機
51架俯衝轟炸機
49架高空轟炸機
40架魚雷轟炸機


SCR-270安裝於新幾內亞莫羅貝
1943年












SCR-270-信號兵與西屋聯合開發
早晨7點, 列兵喬治和喬當值, 回基地進餐通勤車未抵, 為訓練沒關機.
列兵喬治·艾略特, 喬·洛卡德

SCR-720是盟軍二戰主要夜戰雷達, 首次具備反制手段, 定位和抗干擾.









射頻單元


高壓整流電路


同步器

1920西屋以無線電接收機起家, 大選信息家喻戶曉. 自1938, 電子系統根植巴爾的摩.


放大檢測/選台收音機







電報是即時長距離通信的最早形式. 使用摩斯代碼, 每個字母都有點線組成的特殊序列.









摩斯電碼學習電報
不同電報鍵









1843年3月3日
國會撥款3萬予塞繆爾·摩斯, 阿爾弗萊德·維爾, 埃茲拉·康乃爾興建華盛頓-巴爾的摩電報線. 首先鐵路沿線掘壕, 未果, 1844埋電線桿.
1844 5月1日-22邁接通, 輝格黨總統提名新聞比火車早到1小時.
         5月23日-接通巴爾的摩
1845-摩斯/維爾開發第一套標準摩斯代碼







1840阿爾弗萊德·維爾開發電鍵

海軍語音輸入設備-配套電子系統





西聯電報





海軍艦艇無線電發射機
西屋



2隻真空管是發射五極管, 平行工作.
五極管又名三柵放大器, 穩定和防止寄生振蕩, 廣泛應用於工業和消費類電子設備, 直到1960年代. 現主要用於高功率放大.
伯納德·特勒根(1900-1990), 荷蘭電氣工程師, 五極管和迴轉器的發明者並創建特勒根電路定理.

業餘無線電: 災難志願應急通信服務
國土安全部聯邦緊急事務管理署, 美國紅十字會, 救世軍, 警局等地方機構均有聯繫.



颶風卡特里娜-4/23-25/ 2005
大災中業餘愛好者被要求提供庇護所中疏散人員和家庭的通信聯絡


著名業餘無線電愛好者
電荷耦合器件(charge-coupled device CCD)
喬治·埃爾伍德·史密斯
2009年諾貝爾物理獎"成像半導體電路-CCD感測器發明"-貝爾實驗室
八項諾獎, 2,000多項美國專利, 惠及家家戶戶.
http://www.nobelprize.org/mediaplayer/index.php?id=1206   諾貝爾演講-貝爾實驗室文化與CCD發明http://www.mssl.ucl.ac.uk/www_de ... y/ccdoperation.html

歷史與成就
始於1895, 義大利古列爾莫·馬可尼在父親鄉村莊園成功地用觸發發送器發送無線信號超過1.5英里. 至1909, 新英格蘭活躍著51部發射機. 政府開始管制波譜, 一戰前頒發執照6,000份. 當時主要在100-300英里連絡, 亦可接力式覆蓋全國.
馬可尼閣樓實驗室
觸發發送器
http://www.nobelprize.org/nobel_ ... 09/marconi-bio.html   馬可尼

真空管和更高頻率-1919-1949
至1920年代, 愛好者過萬, 真空管和檢波器促進無線電話普及. 1930年代技術/頻率更上一層樓, 2戰前業餘高頻設備戰時量產, 好手從軍駕輕就熟.

遍地開花/爐火純青-1945-1960
剩餘軍用物資培植票友, 1947無線電發燒友達93, 000. 頻譜有限促進開發, 雕蟲小技登堂入室成為戰略空軍標準裝備(單邊帶).
https://www.youtube.com/watch?v=qxybtt0eyWo   單邊帶/single sideband







業餘電台K3NEM
通話內容: 與其他票友私人交流, 信號質量, 設備, 天氣, 家庭與公共服務.
活躍電台, 使用電話, 莫爾斯電碼電報, 電傳, 電視和數字無線模式, 國家電子博物館俱樂部成員操作, 每年5,000無線接觸, 包括200座外國電台.
商用電視/廣播使用大塊頻譜, 業餘者用小長條覆蓋高於1.5兆赫-理想實驗
政府授權, 沒有經濟利益, 通過無線電理論考試.

重現1917業餘無線電台, 當時流行. 1920年代真空管後來居上, 火花間隙發射機/礦石收音機退出.
-火花間隙發射機產生相當寬的頻帶信號, 克服頻帶擁擠和干擾惡化, 連續波更有效.
http://www.arrl.org/files/file/H ... /Kennedy%20N4GG.pdf   火花發射機如何工作
現代汽車使用1900火花發射器確切組件: 電池, 感應線圈升高電壓(點火線圈), 火花間隙(火花塞/高電阻電路)和天線(點火導線), 唯一缺少電鍵.



線路板礦石收音機


松耦合礦石機


高壓火花線圈-冷凝器-轉動線圈


美國初級無線電執照


美國中級無線電執照

新幾內亞1944年
試圖奪取日本機場, 叢林地形鋪線艱難, 第99信號營用SCR-399迅即與500英裡外六軍總部聯絡.

SCR-399通信所
原民用設備. 可以安裝在2.5噸卡車, 調幅或莫爾斯電碼無線電報.

BC-610發射和接收機設備
改進商業/業餘設備, 生產數千套.









M-138帶密碼
美軍2戰中使用
http://chris-intel-corner./2012/10/us-military-strip-ciphers.html      密碼論壇(大概要用網址從新找)
生產17, 000台, 加密原理是採用字母紙條-條裝置. 鋁框內置25-30紙條, 均帶隨機字母. 每天指定插入條帶和順序, 明文垂直寫在第一列通過重新排列的條, 另一列則提供密文.
https://books.google.com/books?i ... 0cipher&f=false   解密-密碼學方法與格言: F.L. 鮑爾-慕尼黑技術學院
密碼學: 知識, 學習-拉丁, 古典文學與數學, 傳統社團密語/行話jargon(討飯者, 流浪漢...).

M-138 1944被德國破解, 美國迅即改型補救.

兩個版本都不錯, 發燒友引經據典, 環環入扣. 行家專精洞察, 畫龍點睛. 就象今年的生理學與醫學諾獎, 專業探討, 各類段子滾滾而來. 化學, 流行病學, 耐藥性/應對與預防, 到位談何容易.





M-209
機械密碼機







謎-德國





第一個商業電台
賓夕法尼亞匹茲堡
1920

食品中的水分吸收微波/電介質加熱, 攪動水分子偶極扭曲和旋轉以配合交變電磁場正負兩端, 摩擦生熱. 1933年芝加哥世界博覽會上西屋展示短波發射機幾分鐘煮熟牛排和土豆, 1937年貝爾實驗室申請美國專利, 日本微波爐後來居上.
http://www.emu.dk/sites/default/ ... _microwave_oven.pdf   微波爐原理-邁克爾·福爾默(海德堡大學物理博士)
微波是一種電磁波, 頻率(波長)300MHz-300GHz. 大多數微波爐使用磁控管, 發明於1921年. 連續或脈衝微波, 功率1-40GH, 效率約80%, 使用壽命5,000小時. 根據國際公約, 家用/餐館微波爐限定工作頻率約2.45GHz(24.5億赫茲), 波長12.23厘米-穿透深度在2-4厘米範圍, 高含水食品均勻加熱/攝氏60-100度高效, 頻率過高熱源表面聚集.
根據這位的理論模式, 儘管設計安全係數不低, 但各位熱飯時應盡量躲開(偏遠), 且避免即時開門.
在瑞士用過微波/紅外爐-麵包/肉排快速外焦里嫩, 逐步禁用反式脂肪后, 食品業亦以遠紅外應對, 保持穌脆口感和貨架時限.
http://www.fda.gov/downloads/For ... dates/UCM451467.pdf    人造反式脂肪-FDA文件簡化版(2015)



微波能量分佈不一致, 引起烘箱場強變化或冷熱運動. 食物吸收微波能量, 轉盤旋轉通過高/低磁場強度, 徹底煮熟.




腔磁控管
左, 現代日本多腔磁控管
右, 二戰時代多腔磁控管







塔彭, 雷神和西屋聯合出品
1956年比利時世界博覽會示範樣板





磁控管散熱風扇
波導
磁控探頭
磁控管
庫珀網封
變壓器



偏振使微波爐門的網狀屏幕阻檔危險的能量逃逸



矢量箭頭顯示電場和磁場的方向/幅度.


可旋轉金屬絲網


二戰軍事技術為現代微波爐奠定基礎
https://www.ll.mit.edu/about/History/RadLab.html   麻省理工學院輻射實驗室
因為倫敦轟炸, 英國人微波技術發展遠遠超過美國. 1940年9月, 亨利·蒂澤德爵士赴美, 帶來了一個最珍貴的技術秘密-10厘米腔磁控管, MIT依此開發雷達技術.

http://www.airforce-technology.com/projects/jstars/
聯合監視與目標攻擊雷達系統(JSTARS)是美國空軍/陸軍一種機載, 對峙範圍, 監視和目標獲取雷達和指揮控制中心聯合開發項目. 冷戰產物, 至2005交付17架. 第116空中控制聯隊操作JSTARS飛機-喬治亞羅賓斯空軍基地, 空軍/空軍國民警衛隊. 通過空軍指揮所通訊, 部隊移動地面站, 遠離衝突點軍事分析中心的安全的數據鏈路提供地面狀況信息. 確定地面車輛和直升機的軍事活動模式, 方向, 速度. 1991首次部署在沙漠風暴行動, 發展並一直部署-波斯尼亞和科索沃危機期間. 3名機組人員, 19名系統操作員, 長航時乘船員34.
https://www.youtube.com/watch?v=dQIO7-n_Bug    E-8A/E聯合監視目標攻擊雷達系統-沙漠風暴



靜電






2戰電子戰協會

















多謝諸位同樂