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이전의 실험들

라디오 기술의 초기 단계부터 무선 신호는 무선 방향 탐지(RDF) 기술을 이용해 항법에 사용되어 왔다. RDF는 무선 송신기에 대한 방위를 결정할 수 있으며, 이러한 측정값을 여러 개 결합하여 무선 위치 결정을 생성함으로써 수신기의 위치를 계산할 수 있다. 방송 신호에 몇 가지 기본적인 변화를 주면 수신기가 단일 스테이션만으로 자신의 위치를 파악하는 것도 가능했다. 영국은 오포드니스 비컨(Orfordness Beacon) 형태로 이러한 서비스를 개척했다.

라디오 개발 초기에는 금속과 같은 특정 물질이 무선 신호를 반사한다는 사실이 널리 알려져 있었다. 이는 신호를 방송한 후 반사된 신호의 방위를 측정하여 물체의 위치를 파악할 수 있는 가능성으로 이어졌다. 이러한 시스템으로 독일의 크리스티안 휠스마이어가 1904년에 특허를 받았으며, 그 이후로 기본적인 개념에 대한 광범위한 실험이 수행되었다. 이러한 시스템은 목표물까지의 거리가 아닌 방위만을 나타냈으며, 당시 무선 장비의 낮은 출력 때문에 단거리 탐지에만 유용했다. 이는 안개나 악천후 시 빙산 및 충돌 경고용으로 사용되었으며, 근처 물체의 대략적인 방위만 알면 충분한 상황에서 활용되었다.

항공기를 대상으로 한 무선 탐지 사용은 1930년대 초에 처음 고려되었다. 영국, 미국, 일본, 독일 등의 팀들이 모두 이 개념을 고려하고 개발에 어느 정도 노력을 기울였다. 거리 정보가 부족했기 때문에 이러한 시스템은 실질적인 용도가 제한적이었다. 두 개의 각도 측정값을 사용할 수 있었지만, 기존 RDF 장비로는 이를 완료하는 데 시간이 걸렸고 측정 중 항공기의 빠른 이동으로 인해 조율이 어려웠다.

영국의 무선 연구

1915년부터 로버트 왓슨와트는 슬라우의 디턴 파크에 있는 국립 물리학 연구소(NPL)의 무선 연구 부문(RRS)과 공동 배치된 실험실에서 영국 기상청을 위해 일하고 있었다. 왓슨와트는 뇌우를 추적하기 위한 방법으로 번개에서 방출되는 찰나의 무선 신호를 사용하는 데 관심을 가졌으나, 기존 RDF 기술은 신호가 사라지기 전에 방향을 결정하기에는 너무 느렸다. 1922년, 그는 원래 RRS에서 제작했으나 사용되지 않던 지향성 애드콕 안테나 배열에 음극선관(CRT)을 연결하여 이 문제를 해결했다. 나중에 허프-더프(huff-duff, HF/DF)로 알려진 이 통합 시스템은 신호 방위를 거의 즉각적으로 결정할 수 있게 해주었다. 기상청은 비행사들을 위한 폭풍 경보를 생성하는 데 이를 사용하기 시작했다.

이 기간 동안 케임브리지 대학교 킹스 칼리지의 에드워드 빅터 애플턴은 이후 그에게 노벨 물리학상을 안겨줄 실험을 수행하고 있었다. 1923년 본머스에 설치된 BBC 송신기를 사용하고 옥스퍼드 대학교의 수신기로 그 신호를 들으면서, 그는 파장의 변화를 이용해 당시 전리층으로 알려진 대기의 반사층까지의 거리를 측정할 수 있었다. 옥스퍼드에서의 초기 실험 후, 테딩턴에 있는 NPL 송신기가 소스로 사용되었고 런던 이스트엔드에 있는 킹스 칼리지 외곽 기지에서 애플턴이 이를 수신했다. 왓슨와트는 이러한 실험을 알게 되었고 슬라우에 있는 자기 팀의 수신기를 사용하여 동일한 측정을 수행하기 시작했다. 그 후 두 팀은 정기적으로 교류했으며, 왓슨와트는 그들이 발견한 다중 대기층을 설명하기 위해 '전리층'(ionosphere)이라는 용어를 만들었다.

1927년 기상청과 NPL의 두 무선 연구소는 합쳐져 무선 연구소(RRS)를 형성했으며, NPL이 운영하고 왓슨와트가 소장을 맡았다. 이를 통해 왓슨와트는 연구 커뮤니티뿐만 아니라 영국 육군, 영국 왕립 해군, 영국 왕립 공군의 최고 신호 장교들과 직접 접촉할 수 있었다. 왓슨와트는 무선 기술 분야에서 잘 알려진 전문가가 되었다. 이때부터 왓슨와트는 NPL이 순수 연구 역할에서 벗어나 기술 개발에 더 활발한 역할을 해야 한다고 주장하기 시작했다. 왓슨와트는 특히 무선을 이용한 장거리 항공 항법에 관심이 많았으나, 테딩턴의 NPL 경영진은 수용적이지 않았고 이러한 제안들은 진전되지 못했다.

항공기 탐지

1931년, 아놀드 프레데릭 윌킨스가 슬라우의 왓슨와트 스태프로 합류했다. "신입"이었던 그는 다양한 잡무를 부여받았다. 그중 하나는 전리층 연구를 위한 새로운 단파 수신기를 선정하는 일이었는데, 그는 이 작업을 매우 진지하게 수행했다. 여러 장비에 대한 가용 자료를 모두 읽은 후, 그는 당시로서는 매우 높은 주파수에서 작동하는 중앙우체국(GPO) 모델을 선택했다. 이 시스템 테스트의 일환으로 1932년 6월 GPO는 보고서 제232호 '비행기에 의한 간섭'을 발표했다. 보고서는 수신기 근처를 비행하는 항공기가 신호 강도를 변화시킨다는 GPO 테스트 팀의 관찰 결과를 담고 있었는데, 이는 페이딩으로 알려진 성가신 효과였다.

이제 영국에서 레이더를 개발할 무대가 마련되었다. 단파 신호가 항공기에 반사된다는 윌킨스의 지식, 애플턴의 실험처럼 하늘을 밝힐 BBC 송신기, 그리고 각도를 측정하는 왓슨와트의 RDF 기술을 사용하면 완전한 레이더를 만들 수 있었다. 이러한 시스템은 표적에 대한 각도는 결정할 수 있지만, 거리를 결정하여 공간상 위치를 제공할 수는 없었다. 그렇게 하려면 서로 다른 위치에서 두 번의 측정을 수행해야 했다. 왓슨와트의 허프-더프 기술은 신속한 측정 문제를 해결했지만, 두 기지에서의 측정 조율 문제와 측정 부정확성 또는 기지 간 보정 차이 문제는 여전히 남아 있었다.

레이더를 실용화한 핵심 기술은 신호의 송신과 반사 신호 수신 사이의 시간을 측정하여 거리를 결정하는 펄스 사용이었다. 이를 통해 단일 기지에서 각도와 거리를 동시에 측정할 수 있게 되었다. 1924년 미국의 해군 연구소 소속 두 연구원 머를 투브와 그레고리 브라이트는 파장 변화 대신 시간 측정 펄스 신호를 사용하여 애플턴의 실험을 재현하기로 결정했다. 탐지 시스템에 이 기술을 적용하는 것은 해당 분야 종사자들에게 자명한 일이었고, 1931년 영국 신호 실험국(SEE)의 W. A. S. 부트먼트와 P. E. 폴라드에 의해 이러한 시스템의 시제품이 제작되었다. 하지만 영국 전쟁성은 이 개념에 관심을 보이지 않았고, 개발 사실은 SEE 외부에는 거의 알려지지 않았다.

"폭격기는 언제나 뚫고 지나간다"

동시에 이러한 시스템에 대한 필요성은 점점 더 절실해지고 있었다. 1932년, 윈스턴 처칠과 그의 친구이자 조언자인 프레데릭 린데만은 자동차로 유럽을 여행하며 독일 항공 산업의 급격한 재건을 목격했다. 그해 11월, 스탠리 볼드윈은 "폭격기는 언제나 뚫고 지나간다"는 유명한 연설을 했다.

1934년 초여름, RAF는 최대 350대의 항공기를 동원해 대규모 연습을 실시했다. 부대는 런던을 공격하려는 폭격기 부대와 영국 방공 감시단(Observer Corps)의 안내를 받아 이를 저지하려는 전투기 부대로 나뉘었다. 결과는 참담했다. 대부분의 경우 대다수의 폭격기가 전투기를 한 번도 보지 못한 채 목표에 도달했다. 일방적인 결과를 해결하기 위해 RAF는 방어 측에 점점 더 정확한 정보를 제공했고, 결국 감시단에게 언제 어디서 공격이 일어날지 알려주기까지 했다. 그럼에도 불구하고 폭격기의 70%가 아무런 방해 없이 목표에 도달했다. 수치는 도시의 모든 표적이 파괴될 것임을 시사했다. 비행단장 P. R. 버철은 "무력감과 당혹감, 어쨌든 불안감이 대중을 사로잡았다"고 결과를 요약했다. 11월에 처칠은 "나치 독일의 위협"에 대한 연설에서 영국 왕립 해군이 공중으로 공격해오는 적으로부터 영국을 보호할 수 없다고 지적했다.

1930년대 초반 내내 영국 군부와 정계에서는 전략적 공군력을 두고 논쟁이 벌어졌다. 볼드윈의 유명한 연설은 많은 이들로 하여금 영국 도시의 폭격을 막는 유일한 방법이 볼드윈의 표현대로 "적보다 더 빨리 더 많은 여자와 아이들을 죽일 수 있는" 거대한 전략 폭격기 부대를 만드는 것뿐이라고 믿게 했다. RAF의 최고위층조차 이 정책에 동의하며 "'최선의 방어는 공격이다'라는 말이 진부한 문구일 수 있지만, 공중 침략으로부터 이 나라를 지키는 유일하고 건전한 방법을 보여준다. 중요한 것은 공격이다"라고 공개적으로 밝혔다. 독일이 루프트바페를 급격히 재무장하고 있다는 사실이 분명해지자, RAF가 그러한 보복전에서 승리할 수 없을 것이라는 공포가 커졌고 많은 이들이 대규모 폭격기 건설 사업에 투자할 것을 제안했다.

다른 이들은 전투기의 발전이 폭격기를 점점 더 취약하게 만들고 있다고 느꼈고 적어도 방어적인 접근 방식을 탐구할 것을 제안했다. 후자 그룹 중에는 테스트 파일럿이자 과학자인 린데만이 있었는데, 그는 1934년 8월 타임스지에 "과학과 발명의 모든 자원이 소진되었다는 것이 확실히 입증될 때까지 그러한 위협 앞에서 패배주의적인 태도를 취하는 것은 용납될 수 없다"고 기고했다.

파괴적인 "광선" 이야기

1923~24년 발명가 해리 그린델 매튜스는 장거리에 에너지를 투사하는 장치를 만들었다고 거듭 주장하며 전쟁성에 판매하려 했으나, 사기로 판명되었다. 그의 시도는 다른 많은 발명가들이 전설적인 전기 또는 무선 "살인광선"을 완성했다는 주장과 함께 영국 군부에 연락하게 하는 계기가 되었다. 일부는 사기로 밝혀졌고 실현 가능한 것은 하나도 없었다.

비슷한 시기에 독일에서 또 다른 무선 무기가 개발되고 있다는 이야기들이 돌았다. 공통적인 이야기는 살인광선이었고, 다른 하나는 신호를 이용해 엔진의 점화 계통을 간섭하여 엔진을 멈추게 한다는 것이었다. 흔히 반복되는 이야기 중 하나는 휴가 중 슈바르츠발트에서 운전하던 영국인 부부의 차가 시골에서 고장 난 사건이었다. 그들은 군인들이 다가와 테스트를 수행하는 동안 기다리라고 말했고, 테스트가 끝나자 아무 문제 없이 시동을 걸 수 있었다고 주장했다. 직후 독일 신문에는 같은 지역의 펠트베르크에 설치된 거대한 무선 안테나 사진과 함께 관련 기사가 실렸다.

엔진 정지 광선이나 살인광선 주장에 대해 매우 회의적이었음에도 불구하고, 항공성은 그것들이 이론적으로 가능했기 때문에 무시할 수 없었다. 만약 그러한 시스템이 만들어질 수 있다면 폭격기를 무용지물로 만들 수 있었다. 만약 이런 일이 발생하면 야간 폭격기 억제력은 하룻밤 사이에 증발하여 영국은 독일의 점점 커지는 공군 부대의 공격에 무방비로 노출될 것이었다. 반대로 영국이 그런 장치를 가진다면 국민을 보호할 수 있었다.

1934년, 이러한 새로운 유형의 무기를 조사하기 위한 과학 위원회를 설립하려는 움직임과 함께, RAF는 100야드 거리에서 양을 죽일 수 있는 살인광선의 작동 모델을 시연하는 사람에게 1,000파운드의 상금을 걸었으나, 상금을 타간 사람은 없었다.

티저드 위원회

더 나은 형태의 방공망 연구 필요성에 따라 해리 윔퍼리스는 새로운 개념을 고려하기 위한 연구 그룹의 구성을 촉구했다. 당시 항공성 장관이었던 런던데리 후작은 1934년 11월 공중 방어 과학 조사 위원회의 구성을 승인하고, 헨리 티저드에게 의장을 맡겼으며, 이 위원회는 역사적으로 티저드 위원회로 더 잘 알려지게 되었다.

윔퍼리스가 살인광선 개념을 판단하는 데 도움을 줄 무선 전문가를 찾았을 때, 그는 자연스럽게 왓슨와트에게 안내되었다. 그는 왓슨와트에게 "구어체로 '살인광선'이라 불리는 유형의 제안들의 실행 가능성"에 대해 편지를 썼다. 두 사람은 1935년 1월 18일에 만났고, 왓슨와트는 그 문제를 조사하겠다고 약속했다. 왓슨와트는 윌킨스에게 도움을 청했지만 근본적인 질문은 비밀로 하고 싶어 했다. 그는 윌킨스에게 5 킬로미터 (3.1 mi) 거리에서 8 영국 파인트 (4.5 L)의 물 온도를 98 to 105 °F (37 to 41 °C)로 올리는 데 어떤 종류의 무선 에너지가 필요한지 계산해 달라고 요청했다. 왓슨와트가 당황스럽게도, 윌킨스는 즉시 이것이 살인광선에 관한 질문임을 알아차렸다. 그는 몇 가지 어림셈을 수행했고 당시의 전자 기술 수준으로는 필요한 에너지 양이 불가능함을 입증했다.

레지널드 빅터 존스(R. V. 존스)에 따르면, 윌킨스가 부정적인 결과를 보고했을 때 왓슨와트는 "그렇다면 살인광선이 불가능하다면 우리가 어떻게 그들을 도울 수 있겠는가?"라고 물었다. 윌킨스는 이전 GPO 보고서를 떠올렸고, 현대 폭격기의 25 m (82 ft) 정도 되는 날개 길이가 50m 파장(약 6MHz) 신호에 대해 반파장 다이폴 안테나를 형성하기에 딱 맞을 것이라고 언급했다. 이론적으로 이것은 신호를 효율적으로 반사할 것이며, 수신기로 포착하여 접근하는 항공기의 조기 징후를 제공할 수 있었다.

"덜 가망 없는"

왓슨와트는 위원회에 살인광선은 매우 희박하다고 답장을 보내면서 다음과 같이 덧붙였다.

여전히 어렵지만 덜 가망 없는 무선 탐지 문제로 관심을 돌리고 있으며, 반사된 무선 파에 의한 탐지 방법에 관한 수치적 고려 사항을 필요시 제출하겠다.

이 서신은 1935년 1월 28일 티저드 위원회의 첫 공식 회의에서 논의되었다. 개념의 유용성은 참석자 모두에게 분명했지만, 실제로 가능한지가 문제였다. 앨버트 로우(물리학자)와 윔퍼리스가 계산을 확인했고 정확해 보였다. 그들은 즉시 더 자세한 검토를 요청하는 답장을 보냈다. 왓슨와트와 윌킨스는 2월 14일 '무선 수단에 의한 항공기 탐지 및 위치 측정'이라는 제목의 비밀 메모로 화답했다. 새 메모에서 그들은 먼저 항공기의 자연적인 방출물(빛, 열, 엔진 점화 계통의 무선 파)을 고려했으나, 이것들은 적이 합리적인 거리에서 감지할 수 없는 수준으로 가리기 너무 쉽다는 것을 증명했다. 그들은 자신들의 송신기에서 나오는 무선 파가 필요할 것이라고 결론지었다.

윌킨스는 항공기의 예상 반사율에 대한 구체적인 계산을 제시했다. 수신된 신호는 송신된 신호보다 10⁻¹⁹배에 불과하지만, 그러한 감도는 당시 기술 수준 내에 있는 것으로 간주되었다. 이 목표에 도달하기 위해 수신기 감도가 2배 더 향상된다고 가정했다. 그들의 전리층 시스템은 약 1kW를 방송했지만, 15암페어 송신기(약 10kW)를 갖춘 상업용 단파 시스템을 사용하면 약 10 마일 (16 km)에서 신호를 탐지할 수 있을 것으로 계산되었다. 그들은 시스템이 연속적이 아닌 펄스로 작동한다면 출력 전력을 10배나 높일 수 있으며, 오실로스코프에서 송신과 수신 사이의 시간 지연을 측정하여 표적까지의 거리를 결정할 수 있는 장점이 있다고 제안했다. 나머지 필요한 성능은 안테나를 매우 높게 만들어 신호를 수직으로 집중시켜 안테나의 이득을 높임으로써 보충될 것이었다. 메모는 이러한 기술을 사용한 완전한 기지의 개요로 끝났다. 이 설계는 실제 서비스에 투입된 CH 기지와 거의 동일했다.

대븐트리 실험

위원회는 이 서신에 고무되어 개발을 시작하기 위해 즉시 4,000파운드를 집행했다. 그들은 휴 다우딩 항공 보급 연구 담당관에게 재무부에 추가로 10,000파운드를 요청해달라고 청원했다. 다우딩은 이 개념에 매우 깊은 인상을 받았으나 추가 자금이 집행되기 전에 실제 시연을 요구했다.

윌킨스는 노샘프턴셔주 대븐트리에 있는 새로운 10kW, 49.8m BBC 단파 기지를 임시 송신기로 사용할 것을 제안했다. 수신기와 오실로스코프는 RRS가 시골 주변의 무선 수신 상태를 측정하는 데 사용하던 배달용 밴에 실렸다. 1935년 2월 26일, 그들은 어퍼 스토우 근처의 들판에 밴을 주차하고 들판을 가로질러 나무 기둥 위에 쳐진 와이어 안테나에 연결했다. 핸들리 페이지 헤이퍼드 폭격기가 해당 지역을 네 번 통과했으며, 그중 세 번의 통과에서 CRT 디스플레이에 분명한 효과가 나타났다. 테스트 현장에는 이를 기념하는 비석이 세워졌다.

테스트를 참관한 사람은 왓슨와트, 윌킨스, 그리고 다른 RRS 팀원들과 티저드 위원회를 대표하는 로우였다. 왓슨와트는 매우 감격하여 나중에 "영국은 다시 섬이 되었다!"라고 외쳤다고 주장했다.

로우와 다우딩도 똑같이 깊은 인상을 받았다. 이때 왓슨와트의 이전 개발 주장이 중요해졌다. NPL 경영진은 이 개념의 실용적인 개발에는 여전히 관심이 없었고, 항공성이 팀을 인수하도록 기꺼이 허용했다. 며칠 후 재무부는 추가 개발을 위해 12,300파운드를 승인했고, 비밀을 엄수하기로 서약한 소수의 RRS 연구팀이 개념 개발을 시작했다. RRS 기지에서 시스템을 구축한 다음 수중 테스트를 위해 오포드니스로 이동하기로 했다. 윌킨스는 GPO 장치를 기반으로 수신기와 적절한 안테나 시스템을 개발할 것이었다. 이는 적절한 펄스 송신기를 개발하는 문제를 남겼다. 이러한 개념에 익숙한 엔지니어가 필요했다.

실험 시스템

에드워드 조지 보언은 무선 전문가를 찾는 신문 광고에 응답하여 팀에 합류했다. 보언은 이전에 애플턴 밑에서 전리층 연구를 수행했었으며 기본 개념을 잘 알고 있었다. 그는 또한 애플턴의 요청으로 RRS의 RDF 시스템을 사용한 적이 있어 RRS 직원들에게도 알려져 있었다. 짧은 인터뷰 후 왓슨와트와 조크 허드는 그가 웨일스의 국가를 부를 수 있다면 채용하겠다고 말했다. 그는 수락했지만, 그 대가로 그들이 스코틀랜드의 국가를 불러야 한다는 조건을 걸었다. 그들은 거절했고 그에게 일자리를 주었다.

보언은 BBC 송신기 전자 장치에서 시작하여 해군의 새로운 송신기 밸브를 사용하여 6MHz(50m 파장)에서 25kW 신호를 전송하고 25μs 길이의 펄스를 초당 25번 보내는 시스템을 제작했다. 한편 윌킨스와 L.H. 베인브리지 벨은 페란티의 전자 장치와 RRS CRT 중 하나를 사용하여 수신기를 구축했다. 그들은 보안상의 이유로 슬라우의 RRS에서 시스템을 조립하지 않기로 결정했다. 이제 3명의 과학 장교와 6명의 보조원으로 구성된 팀은 1935년 13월에 장비를 오포드니스로 옮기기 시작했다. 수신기와 송신기는 제1차 세계 대전 포병 실험 후 남겨진 낡은 오두막에 설치되었고, 송신기 안테나는 75 foot (23 m) 기둥 두 개 사이에 수평으로 쳐진 단일 다이폴이었으며 수신기도 두 개의 교차된 와이어로 된 유사한 배치였다.

시스템은 항공기에 대해서는 거의 성공을 거두지 못했지만, 1,000마일이나 떨어진 전리층에서의 메아리는 감지되었다. 그룹은 이러한 효과에 대해 몇 가지 보고서를 발표하여 자신들의 전리층 연구가 슬라우의 다른 실험을 방해하고 있었으며, 항공성이 오포드니스의 유휴 토지를 사용할 수 있게 해준 것에 감사한다는 역정보를 흘렸다. 보언은 송신기의 전압을 계속 높여 해군이 제안한 최대 5,000볼트에서 시작하여 몇 달 동안 단계적으로 12,000V까지 높였고, 이는 200kW의 펄스를 생성했다. 밸브 사이의 아크 발생 때문에 송신기를 밸브 사이 간격을 넓혀 재제작해야 했고, 안테나의 아크 발생은 코로나 방전을 줄이기 위해 다이폴에 구리 구를 매달아 해결했다.

6월쯤 시스템은 잘 작동하고 있었으나, 베인브리지 벨이 성공에 대해 너무 회의적이라 왓슨와트는 결국 그를 RRS로 돌려보내고 닉 카터로 교체했다. 티저드 위원회는 6월 15일 현장을 방문하여 팀의 진척 상황을 점검했다. 왓슨와트는 비밀리에 근처에 비커스 발렌티아가 비행하도록 준비했고, 몇 년 후 디스플레이에서 메아리를 보았다고 주장했지만 다른 누구도 그것을 본 기억이 없다.

왓슨와트는 티저드 그룹의 나머지 인원과 함께 RRS로 돌아가지 않고 하루 더 팀과 함께 머물기로 했다. 장비에 아무런 변경도 가하지 않은 채 6월 17일에 시스템을 켰고 즉시 17 mi (27 km) 거리의 물체로부터 반사파가 돌아왔다. 한참 동안 그것을 추적한 후, 그들은 목표물이 남쪽으로 날아가 사라지는 것을 지켜보았다. 왓슨와트는 근처 펠릭스토에 있는 수상기 실험국에 전화를 걸었고 소장은 슈퍼마린 스카파 비행정이 막 착륙했다고 말했다. 왓슨와트는 그 비행기가 다시 돌아와서 더 통과해줄 것을 요청했다. 이 날은 영국의 레이더 공식 탄생일로 간주된다.

RAF 마틀샴 히스의 항공기들이 시스템의 표적 역할을 맡았고, 탐지 범위는 계속 확장되었다. 7월 24일 테스트에서 수신기는 40 mi (64 km) 거리의 표적을 탐지했으며 신호가 충분히 강해서 표적이 실제로는 밀집 대형으로 비행하는 세 대의 항공기임을 구별해낼 수 있었다. 9월에는 범위가 지속적으로 40마일이 되었고, 연말까지 80 마일 (130 km)로 증가했으며, 보언이 송신기에 가한 전력 개선으로 1936년 초에는 100 mi (160 km)를 넘어서게 되었다.

체인 계획

1935년 8월, 티저드 위원회의 비서인 앨버트 퍼시벌 로우는 이미 널리 사용되던 용어인 "Radio Direction Finding"(무선 방향 탐지)과 혼동될 수 있도록 의도적으로 "Radio Direction and Finding"(RDF)이라는 용어를 만들었다.

1935년 9월 9일 메모에서 왓슨와트는 그때까지의 진척 상황을 개략적으로 설명했다. 당시 범위는 약 40 mi (64 km)였으므로, 왓슨와트는 동부 해안 전체를 따라 20 mi (32 km) 간격으로 완전한 기지망을 구축할 것을 제안했다. 송신기와 수신기가 분리되어 있었기 때문에 개발 비용을 절감하기 위해 매 두 번째 기지마다 송신기를 배치하자고 제안했다. 송신기 신호는 해당 사이트의 수신기뿐만 아니라 양옆의 수신기에서도 사용될 수 있었다. 이는 범위가 급격히 증가함에 따라 곧 무의미해졌다. 위원회가 10월에 다시 방문했을 때 범위는 80 mi (130 km)에 달했고, 윌킨스는 다중 안테나를 이용한 고도 측정 방법을 연구하고 있었다.

임시변통적이고 6개월 미만의 짧은 개발 기간에도 불구하고, 오포드니스 시스템은 이미 유용하고 실용적인 시스템이 되어 있었다. 대조적으로 10년 동안 개발 중이던 음향 거울 시스템은 대부분의 조건에서 범위가 5 mi (8.0 km)에 불과했고 실제로 사용하기 매우 어려웠다. 거울 시스템에 대한 작업은 중단되었고, 1935년 12월 19일 남동부 해안을 따라 5개의 RDF 기지를 건설하기 위한 60,000파운드 규모의 계약이 체결되어 1936년 8월까지 가동하기로 했다.

RDF의 유용성을 확신하지 못한 유일한 사람은 린데만이었다. 그는 친구인 처칠의 고집으로 위원회에 합류했지만 팀의 작업에 감명받지 못했다. 그는 현장을 방문했을 때 조잡한 환경과 특히 자신이 먹어야 했던 박스 런칭에 화가 났던 모양이다. 린데만은 탐지 및 추적을 위해 적외선 시스템을 사용할 것을 강력히 주장했고, 수많은 관찰자들은 린데만이 레이더를 지속적으로 방해했음을 지적했다. 보언은 이렇게 표현했다.

그가 위원회에 합류한 지 몇 달 만에 혁신적이고 앞을 내다보던 그룹은 갈등으로 찢어졌다. 엄격하게 린데만 대 나머지 사람들이었고, 그는 레이더에 대한 적대감과 기구에서 늘어뜨린 와이어나 당시로서는 장거리에서 항공기를 탐지할 감도가 전혀 없었던 적외선을 이용해 적기를 요격한다는 완전히 비실용적인 아이디어를 고집했다.

처칠의 지지 덕분에 그의 행동에 대한 다른 위원들의 불만은 무시되었다. 이 문제는 결국 새로운 항공성 장관인 스윈턴 경에게 회부되었다. 스윈턴은 원래 위원회를 해체하고 린데만 대신 애플턴을 포함시켜 위원회를 개편함으로써 문제를 해결했다.

개발 노력이 커지자 왓슨와트는 "상당한 수의 마스트와 안테나 시스템을 위한 지상 공간을 갖춘 대규모" 중앙 연구소 설립을 요청했다. 팀원 몇 명이 왓슨와트와 함께 오포드니스 북쪽을 정찰했지만 적당한 곳을 찾지 못했다. 그러다 윌킨스가 이전에 일요일 드라이브를 하던 중 오포드니스에서 남쪽으로 약 10 mi (16 km) 떨어진 흥미로운 장소를 본 기억을 떠올렸다. 그곳은 해발 70–80 ft (21–24 m) 정도였는데 그 지역에서는 드문 지형이었다. 부지의 커다란 매너하우스에는 실험실과 사무실을 위한 충분한 공간이 있을 것이었다. 1936년 2월과 3월에 팀은 바드시 매너로 이동하여 항공성 실험국(AMES)을 세웠다. 1939년 과학 팀이 떠났을 때 이곳은 실전 CH 기지인 RAF 바드시가 되었다.

"오포드니스 팀"이 바드시로 이동하는 동안에도 오포드니스 사이트는 계속 사용되었다. 이는 바드시에서 새로 완성된 시스템이 실패했을 때 한 시연에서 유용하게 쓰였다. 다음 날 로버트 핸버리 브라운과 신입 제럴드 터치가 오포드니스 시스템을 가동하여 그곳에서 시연을 진행할 수 있었다. 오포드니스 사이트는 1937년까지 폐쇄되지 않았다.

생산 단계

이 시스템은 도입 속도를 높이기 위해 의도적으로 기존의 상업적으로 이용 가능한 기술을 사용하여 개발되었다. 개발팀은 새로운 기술을 개발하고 디버깅할 시간적 여유가 없었다. 실용적인 엔지니어였던 왓슨와트는 "두 번째로 좋은 것"을 제시간에 얻을 수 없고 "최선"은 영원히 얻을 수 없다면 "세 번째로 좋은 것"으로도 충분하다고 믿었다. 이로 인해 50m 파장(약 6MHz)을 사용하게 되었는데, 윌킨스는 이것이 폭격기의 날개에서 공명하여 신호를 개선할 것이라고 제안했다. 안타깝게도 이는 새로운 상업 방송들이 이전에 사용되던 이 단파 대역을 차지하기 시작하면서 시스템이 소음에 점점 더 덮이게 됨을 의미했다. 팀은 명확한 스펙트럼을 확보하기 위해 자신들의 파장을 26m(약 11MHz)로 줄여 대응했다. 모두가 기쁘게도, 그리고 윌킨스의 1935년 계산과는 반대로 파장을 짧게 해도 성능 저하가 없었다. 이는 13m까지의 추가 축소로 이어졌고, 최종적으로는 재밍을 피하기 위한 진동수 민첩성을 제공하기 위해 10m에서 13m(약 30-20MHz) 사이를 튜닝할 수 있게 되었다.

윌킨스의 고도 측정 방법은 1937년에 추가되었다. 그는 원래 RRS에서 근무할 때 대서양 횡단 방송의 수직 각도를 측정하는 방법으로 이 시스템을 개발했었다. 시스템은 수신기 마스트에 수직으로 분리된 여러 개의 평행 다이폴로 구성되었다. 평상시에 RDF 고니오미터는 같은 높이의 두 교차 다이폴에 연결되어 표적 반사파에 대한 방위를 결정하는 데 사용되었다. 고도 측정을 위해 운영자는 대신 서로 다른 높이의 두 안테나를 연결하고 동일한 기본 조작을 수행하여 수직 각도를 결정했다. 송신기 안테나는 이득을 높이기 위해 수직으로 의도적으로 집중되었기 때문에 단일 안테나 쌍은 얇은 수직 각도만 커버할 수 있었다. 이를 해결하기 위해 서로 다른 중심 각도를 가진 일련의 안테나 쌍을 사용하여 수평선 위 2.5도에서 최대 40도까지 연속적인 커버리지를 제공했다. 이 추가로 왓슨와트의 원래 메모의 마지막 남은 조각이 완성되었고 시스템은 생산에 들어갈 준비가 되었다.

1937년 초 산업 파트너들이 모집되었고 많은 회사가 참여하는 생산 네트워크가 조직되었다. 메트로폴리탄-비커스는 송신기의 설계와 생산을 맡았고, AC 코소어는 수신기에 대해 동일한 작업을 수행했다. 라디오 전송 장비 회사는 고니오미터 작업을 했으며 안테나는 AMES-GPO 합동 그룹에 의해 설계되었다. 재무부는 8월에 전면적인 배치를 승인했고 11월에 총 380,000파운드의 비용으로 20개 세트에 대한 첫 생산 계약이 발송되었다. 이 중 15개 세트의 설치가 1937년과 1938년에 수행되었다. 1938년 6월에는 급성장하는 부대를 조직하기 위해 런던 본부가 설립되었다. 이것은 통신 개발국(DCD)이 되었고 왓슨와트가 국장으로 임명되었다. 윌킨스는 그를 따라 DCD로 갔고, A. P. 로우가 바드시의 AMES를 맡게 되었다. 1938년 8월 첫 5개 기지가 가동 선언을 했으며 뮌헨 협정 위기 동안 서비스에 들어갔고 9월부터 풀타임 가동을 시작했다.

배치

1936년 여름 동안 레이더의 존재가 공중전에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위해 RAF 빅긴 힐에서 실험이 수행되었다. RDF가 15분의 경고 시간을 제공한다고 가정하고, 그들은 점점 더 효율적으로 전투기를 폭격기 앞에 배치하는 요격 기술을 개발했다. 그들은 주요 문제가 아군 항공기의 위치를 찾는 것과 전투기가 적절한 고도에 있도록 보장하는 것임을 발견했다.

1937년 바드시의 실전 레이더를 대상으로 한 유사한 테스트 결과는 웃지 못할 수준이었다. 다우딩이 지상 컨트롤러들이 전투기를 유도하기 위해 허둥대는 것을 지켜보는 동안 폭격기가 머리 위를 지나가는 소리가 들렸다. 그는 문제가 기술적인 것이 아니라 보고 체계에 있음을 파악했다. 조종사들에게 너무 많은 보고가 전달되었고 종종 모순적이었다. 이 깨달음은 런던의 중앙 "필터 룸"(filter room)으로 보고되는 광범위한 전화선 네트워크인 다우딩 체계의 개발로 이어졌다. 이곳에서 레이더 기지의 보고들이 수집되고 대조되어 조종사들에게 명확한 형식으로 피드백되었다. 시스템 전체는 엄청난 인력을 필요로 했다.

1939년 9월 전쟁이 발발했을 때 21개의 실전 체인 홈 기지가 있었다. 1940년 프랑스 공방전 이후 서부 해안과 북아일랜드를 커버하기 위해 네트워크가 확장되었다. 체인은 전쟁 내내 계속 확장되어 1940년에는 북쪽의 오크니 제도에서 남쪽의 웨이머스까지 뻗어 있었다. 이는 영국 제도의 유럽과 마주한 전역에 레이더 감시망을 제공했으며 프랑스 상공 깊숙한 곳의 고공 비행 표적을 탐지할 수 있었다. 시스템의 보정은 처음에는 주로 민간인이 조종하는 징발된 오토자이로인 아브로 로타 비행대를 사용하여 알려진 지표물 위를 비행하며 수행되었고, 레이더는 지면에 대한 표적의 위치를 CRT에서 읽을 수 있도록 보정되었다. 로타가 사용된 이유는 지상 위에서 상대적으로 정지된 위치를 유지할 수 있는 능력 때문이었는데, 조종사들은 맞바람에도 불구하고 일정한 지상 위치를 유지하며 작은 원을 그리며 비행하는 법을 배웠다.

CH 네트워크의 급격한 확장은 영국이 제공할 수 있는 것보다 더 많은 기술 및 운영 인력을 필요로 했고, 1940년 오타와 주재 영국 고등판무관은 캐나다 정부에 영국의 방어 복무를 위해 무선 기술에 숙련된 인력을 요청하는 공식적인 호소를 보냈다. 1941년 말까지 1,292명의 훈련된 인원이 입대했으며 대부분은 레이더 정비병으로 복무하기 위해 영국으로 긴급 파견되었다.

영국 본토 항공전

전투 기간 동안 체인 홈 기지들(특히 아일오브와이트주의 벤트너 기지)은 1940년 8월 12일에서 18일 사이에 여러 차례 공격을 받았다. 한 번은 도버 CH를 포함한 켄트주의 레이더 체인 구간이 전력망에 가해진 운 좋은 타격으로 인해 가동이 중단되기도 했다. 레이더 장비를 수용하던 나무 오두막은 손상되었으나 타워는 개방형 철골 구조 덕분에 살아남았다. 타워가 온전하게 남았고 신호가 곧 복구되었기 때문에 루프트바페는 레이더 기지가 폭격으로 파괴하기 너무 어렵다고 결론 내렸고 전쟁의 나머지 기간 동안 그대로 두었다.

업그레이드

체인 홈이 영국의 주력 레이더 시스템이었던 기간은 짧았다. 1942년까지 그 임무의 상당 부분은 훨씬 더 진보된 AMES 7형 지상 통제 요격(GCI) 레이더 시스템에 의해 인계되었다. CH가 약 100도 너비의 영역을 스캔하고 측정을 위해 상당한 노력이 필요했던 반면, 7형은 기지 주변 360도 전 영역을 스캔하고 이를 평면 위치 표시기(PPI)에 표시했다. 이는 본질적으로 기지 주변 공역의 실시간 2차원 지도였다. 전투기와 폭격기가 모두 디스플레이에 나타났으며 피아식별장치(IFF) 신호를 사용하여 구별할 수 있었다. 이 디스플레이의 데이터는 추가 운영자나 통제 센터 없이도 요격 조종사들에게 직접 전달될 수 있었다.

GCI의 배치와 함께 CH는 레이더망의 조기경보 부분이 되었다. 운영을 더욱 단순화하고 인력 요구 사항을 줄이기 위해 표적 플로팅이 반자동화되었다. "프루트 머신"(The Fruit Machine)으로 알려진 상당한 복잡성의 아날로그 컴퓨터에 운영자 콘솔의 정보가 직접 입력되었다. 고니오미터에서 방위 설정을 읽고, 선택된 표적 위에 놓일 때까지 화면을 따라 기계적 포인터를 이동시키는 다이얼 설정에서 거리를 읽었다. 버튼을 누르면 프루트 머신이 입력을 읽고 표적의 X 및 Y 위치를 계산했으며, 운영자 한 명이 이를 지도에 표시하거나 전화로 직접 전달할 수 있었다.

원래의 송신기들은 지속적으로 업그레이드되어 오포드니스 시스템의 100kW에서 배치된 시스템의 350kW로, 그리고 전쟁 중에는 사거리를 크게 늘리기 위해 750kW로 강화되었다. 장거리 탐지를 돕기 위해 초당 12.5펄스의 더 느린 속도가 추가되었다. 4개의 타워로 구성된 송신기는 나중에 3개 타워로 축소되었다.

빅 벤 (Big Ben)

영국은 1944년 9월에 시작된 V-2 로켓 폭격에 대응할 방법이 없었다. 미사일은 접근 중에 감지하기에는 너무 높고 빠르게 날아와서 공습 경보를 울릴 시간조차 주지 않았다. 초음속의 속도 때문에 미사일이 접근하는 소리가 표적에 닿기도 전에 경고 없이 폭발이 일어났다. 정부는 처음에는 이를 지하 가스관 폭발로 치부하려 했다. 하지만 그렇지 않음이 분명해졌고 결국 V-2가 마지막으로 급강하하는 모습이 필름에 담겼다.

이에 대응하여 몇몇 CH 기지들이 발사 중인 V-2를 보고하기 위해 "빅 벤"(Big Ben) 시스템으로 재편성되었다. 발사 위치를 찾으려는 시도는 하지 않았는데, 무선 고니오미터가 사용하기에 너무 느렸기 때문이다. 대신 바드시, 그레이트 브롬리, 하이 스트리트, 덩케르크, 스윙게이트(도버) 네트워크의 각 기지는 최대 거리 설정과 고도 측정 모드로 설정된 채 유지되었다. 이 모드에서 레이더는 신호에 민감한 여러 개의 겹쳐진 로브(lobe)를 가졌다. 미사일이 상승함에 따라 이 로브들을 차례로 통과하게 되며 시간 경과에 따라 일련의 반사 신호(blip)가 나타났다 사라졌다를 반복했다. 기지들은 표적이 각 로브를 통과할 때 표적까지의 거리를 측정하려 시도했고 이를 전화로 중앙 플로팅 스테이션에 전달했다.

스테이션에서 이러한 거리 측정값은 차트에 호(arc)로 표시되었으며 이를 '레인지 컷'(range cuts)이라 불렀다. 호들의 교차점은 발사대의 대략적인 위치를 정의했다. 미사일이 상승하면서 표적에 접근했기 때문에 이 교차점들은 각각 표적에 더 가까워졌다. 이것들을 차례로 취하여 미사일의 궤적을 어느 정도의 정확도로 결정할 수 있었고 공습 경보를 예상 지역에 보낼 수 있었다.

이 임무의 성공은 미사일 동체의 형태 덕분에 가능했는데, 이는 12m 대역 HF 레이더에 대해 훌륭한 쿼터파 반사기 역할을 했다. RAF 전투기 사령부도 발사 기지를 공격하기 위해 발사 정보를 통보받았다. 그러나 독일의 발사 수송대는 동력화되어 있고 위장이 잘 되어 있으며 기동성이 매우 뛰어나 찾아내어 공격하기가 매우 어려웠다. 유일하게 알려진 전과는 RAF 제602비행단의 슈퍼마린 스피트파이어 조종사들이 숲이 우거진 지역에서 솟아오르는 V-2를 우연히 발견하여 결과를 알 수 없는 신속한 사격을 가한 사례뿐이다.

ROTOR

영국의 레이더 방어망은 전쟁의 마지막 몇 년 동안 급격히 축소되어 많은 사이트가 폐쇄되거나 "관리 및 보수" 상태로 전환되었다. 그러나 전후 즉각적인 소련과의 긴장은 미봉책으로 일부 전시 레이더를 다시 가동하게 만들었다. 특정 레이더들은 평시의 품질과 신뢰성 표준에 맞춰 재제작되었으며 이는 범위와 정확도의 상당한 향상을 가져왔다. 이러한 재건된 시스템들은 체인 홈의 후속 시스템인 ROTOR의 첫 번째 단계였으며, 1949년부터 1958년까지 세 단계를 거쳐 진행되었다.

요격 임무의 고유한 타이밍 때문에 초기 탐지로부터 단일 요격을 수행하는 데 약 23분이 소요된다는 점이 초기부터 지적되었다. 대상이 고속 제트 폭격기라면 약 240 마일 (390 km)의 초기 탐지 범위가 필요했다. CH는 업그레이드된 형태라 하더라도 최상의 조건에서 겨우 이 정도가 가능했다. GCI 레이더는 이에 근접하지도 못했고 전체 ROTOR 시스템은 늦어도 1957년까지 사용 가능한 새로운 레이더 시스템에 의존하고 있었다. 드문 사례 중 하나로 이 요구 사항은 실제로 조기에 달성되어 1954년에 첫 번째 AMES 80형 시스템이 실전에 투입되었다.

마지막 체인 홈 1형 시스템들은 1955년에 퇴역했으며 대부분의 철골 및 목재 타워들이 대대적으로 철거되었다.

오늘날의 CH

목재 수신기 타워는 모두 철거되었지만 일부 철골 송신기 타워는 남아 있다. 남아 있는 타워들은 다양한 용도로 쓰이고 있으며 일부 사례는 잉글리시 헤이지티지의 명령에 따라 등록문화재로 보호받고 있다. 에식스주 그레이트 배도우에 있는 BAE 시스템스 시설(구 마르코니 연구 센터 부지)에는 360-피트-높이 (110 m)의 송신기 타워가 하나 있다. 원래 에식스주의 RAF 카뉴던에 서 있었으나 1956년에 그레이트 배도우로 옮겨졌다. 이것은 50피트, 200피트, 360피트에 캔틸레버 플랫폼이 있는 수정되지 않은 원래 형태의 유일한 체인 홈 타워이며 2019년에 2급 등록문화재 지위를 부여받았다. 켄트주의 스윙게이트 송신소(원래 AMES 04 도버)에는 원래 타워 두 개(2010년까지 세 개)가 남아 마이크로파 중계용으로 사용되고 있는데 1970년대에 플랫폼을 잃었다. 링컨셔주의 RAF 스테니곳에는 거의 완벽한 타워가 하나 더 있지만 상단 플랫폼이 없으며 안테나 설치 공사 훈련용으로 쓰인다.

군용 레이더 기지로 여전히 사용되는 유일한 원래 체인 홈 사이트는 노스요크셔주의 RRH 스택스턴 월드이지만, 1964년 ROTOR의 후속인 라인즈맨/미디에이터 시스템을 위해 부지를 완전히 정리하고 재설계했기 때문에 1937년 당시 장비의 흔적은 남아 있지 않다.

240피트의 목재 수신기 타워는 영국에서 건설된 가장 높은 나무 구조물 중 일부였다. 1955년까지 헤이스캐슬 크로스에 두 개의 목재 타워가 여전히 서 있었다. 여기에 사진으로 나와 있는 송신기 타워와 달리 헤이스캐슬 크로스의 타워들은 가이 와이어로 고정되어 있었다. 스토크 홀리 크로스의 목재 수신 타워는 1960년에 철거되었다. 1970년대나 80년대 윌트셔주의 RAF 블레이크힐 팜에 서 있던 목재 타워는 체인 홈의 생존물이었을 가능성이 있다.

윌킨스는 나중에 1977년 BBC 텔레비전 시리즈 《비밀 전쟁》(The Secret War)의 "100마일을 보기 위하여" 에피소드를 위해 대븐트리 실험을 재현했다.

기계적 레이아웃

체인 홈 레이더 설치물은 보통 두 구역으로 구성되었다. 한 구역에는 관련 구조물과 함께 송신기 타워가 있었고, 보통 수백 미터 떨어진 거리에 있는 두 번째 구역에는 수신기 마스트와 운영자(주로 WAAF)들이 근무하는 수신기 장비 블록이 있었다. CH 시스템은 현대 용어로 "바이스타틱 레이더"에 해당하지만 현대적인 예시는 보통 송신기와 수신기가 훨씬 더 멀리 떨어져 있다.

송신기 안테나는 360 피트 (110 m) 높이의 강철 타워 4개로 구성되었으며 약 180 피트 (55 m) 간격으로 일렬로 배치되었다. 지상 50, 200, 350피트 높이에 세 개의 큰 플랫폼이 타워에 설치되었다. 600옴 전송 케이블이 상단 플랫폼에서 플랫폼 양쪽 지면으로 매달려 있었다(끝 타워의 안쪽 면에만 해당). 이 수직 피드 케이블 사이에는 실제 안테나인 8개의 반파장 다이폴이 수직 케이블 사이에 쳐져 있었고 1/2 파장 간격으로 배치되었다. 이것들은 교대로 급전되어 1/2 파장 간격에 따라 케이블 어레이 전체가 동위상을 가졌다. 각 다이폴 뒤쪽 0.18 파장 거리에는 수동 반사기 와이어가 위치했다.

결과적으로 생성된 커튼 어레이 안테나는 타워 라인에 수직인 정면 방향으로 강하게 향하는 수평 편광 신호를 생성했다. 이 방향은 '사선'(line of shoot)으로 알려졌으며 일반적으로 바다 쪽을 겨냥했다. 방송 패턴은 대략 부채꼴 모양의 영역에서 약 100도의 영역을 커버했으며 반사기 덕분에 후방에 작은 부엽이 생겼고 측면에는 훨씬 더 작은 것들이 생겼다. 신호가 지면에서 반사될 때 1/2 파장 위상 변화를 겪었으며 이는 직접 신호와 간섭을 일으켰다. 그 결과 지면에서 1도 높이에서 수직 방향까지 약 5도 너비의 수직으로 쌓인 로브들이 생겨났다. 시스템은 나중에 유사한 방식으로 배선된 지면에 더 가까운 4개의 추가 안테나 세트를 추가하여 확장되었다.

수신기는 정사각형 모서리에 배치된 4개의 240 foot (73 m) 높이 목재 타워로 구성된 애드콕 어레이였다. 각 타워에는 지상 45, 95, 215피트 높이에 세 세트(원래는 두 세트)의 수신기 안테나가 있었다. 송신기 스택의 평균 높이는 215피트였는데, 이것이 전송 패턴과 동일한 수신 패턴을 생성하기 위해 최상단 안테나가 같은 고도에 배치된 이유였다. 모터 구동식 기계 스위치 세트를 통해 운영자는 어떤 안테나가 활성화될지 선택할 수 있었다. 4개 타워 각각에서 선택된 안테나의 출력은 단일 고니오미터 시스템으로 전송되었다. 안테나들을 X-Y 쌍으로 연결하여 수평 방위를 측정할 수 있었고, 상단과 하단 안테나를 함께 연결하면 동일한 고니오미터를 사용하여 수직 각도를 측정할 수 있었다.

레이아웃 계획은 '동부 해안'형 또는 '서부 해안'형 중 하나가 사용되었다. 서부 해안 사이트는 강철 격자 타워 대신 더 단순한 가이 와이어 지지 마스트로 대체했지만 수신용으로는 동일한 목재 타워를 유지했다. 동부 해안 사이트는 송신 및 수신 블록이 토벽과 방폭벽으로 보호되었으며 별도의 소형 벙커에 120피트 안테나 마스트가 달린 예비 송수신기가 있었다. 이러한 예비 시설들은 종종 인접한 들판 등 각각의 송수신기 사이트 근처에 있었다. 서부 해안 사이트는 보호를 위해 사이트 분산에 의존하여 송수신기 건물 전체를 복제했다.

송신기 세부 사항

작동은 타워 옆의 오두막에서 전송 안테나로 무선 에너지 펄스를 보내는 T.3026형 송신기로 시작되었다. 각 기지에는 활성용과 대기용으로 두 개의 T.3026이 있었다. 신호는 안테나 앞의 공간을 채워 전체 영역에 퍼졌다. 여러 개의 적층된 안테나의 전송 효과 때문에 신호는 사선 방향을 따라 가장 강했고 양쪽으로 갈수록 약해졌다. 사선 양옆으로 약 50도 정도의 영역이 탐지가 가능할 만큼 충분한 에너지로 채워졌다.

T.3026형 송신기는 럭비의 BBC 송신기에 사용된 설계를 기반으로 메트로폴리탄-비커스에서 제공했다. 이 설계의 독특한 특징은 "분해 가능" 밸브였는데 서비스를 위해 열 수 있었으며 사용 중에는 지속적인 대피를 위해 오일 확산 진공 펌프에 연결되어야 했다. 밸브는 20~55MHz 사이의 선택된 4개 주파수 중 하나에서 작동할 수 있었으며 15초 만에 하나에서 다른 하나로 전환되었다. 짧은 신호 펄스를 생성하기 위해 송신기는 한 쌍의 4극 증폭 밸브에 급전하는 하틀리 발진기로 구성되었다. 4극관은 타이밍 회로에 연결된 한 쌍의 수은 증기 사이러트론에 의해 켜고 꺼졌으며 타이밍 회로의 출력은 4극관의 제어 및 스크린 그리드에 양전위 바이어스를 가했고 평상시에는 바이어스 신호가 이를 꺼두었다.

기지들은 서로의 방송 패턴이 약간 겹쳐서 기지 사이의 틈을 메우도록 배치되었다. 그러나 방송을 제어하는 타이머가 표류하여 한 기지의 방송이 다른 기지에서 보이기 시작하는 현상인 "러닝 래빗"(running rabbits)이 발견되었다. 이를 피하기 위해 전국적으로 사용 가능한 편리한 위상 고정 50Hz 신호를 제공하는 내셔널 그리드 전력이 사용되었다. 각 CH 기지에는 전력망 파형의 다른 지점에서 기지를 트리거하는 위상 변이 변압기가 장착되었다. 변압기의 출력은 변압기 출력에 위상이 고정된 25Hz의 날카로운 펄스를 생성하는 디피(Dippy) 발진기에 공급되었다. 이 고정은 "소프트"했으므로 전력망의 위상이나 주파수의 단기적인 변화는 걸러졌다.

강한 전리층 반사가 일어나는 시간대(특히 야간)에는 수신기가 한 번의 반사 후에 지면으로부터의 반사를 볼 가능성이 있었다. 이 문제를 해결하기 위해 시스템에는 나중에 초당 12.5펄스의 두 번째 펄스 반복 주파수가 추가되었는데 이는 다음 수신 기간 동안 반사가 보이기 전에 반사가 6,000 마일 (9,700 km)보다 먼 곳에서 와야 함을 의미했다.

수신기 세부 사항

방송 신호를 트리거하는 것 외에도 송신기 트리거 신호의 출력은 수신기 오두막으로도 전송되었다. 여기서 CRT 디스플레이의 X축 편향판을 구동하는 시기판 발생기(time base generator)에 입력되었다. 이로 인해 튜브의 전자 빔은 송신이 완료되는 순간 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하기 시작했다. 펄스의 느린 감쇄 때문에 송신된 신호의 일부가 디스플레이에 수신되었다. 이 신호는 표적에서 반사된 어떤 신호보다 강력하여 이를 압도했으므로 약 5 마일 (8.0 km)보다 가까운 물체는 디스플레이에서 볼 수 없었다. 이 기간을 줄이기 위해서조차 전원 공급 장치의 디커플링 커패시터와 임피던스를 선택하여 수신기를 수동으로 튜닝해야 했다.

TRE 설계에 따라 AC 코소어에서 제작한 수신기 시스템은 다단계 슈퍼헤테로다인이었다. 수신기 타워의 선택된 안테나에서 온 신호는 무선 고니오미터를 거쳐 3단계 증폭기로 공급되었으며 각 단계는 단계 간 간섭을 피하기 위해 금속 차폐 상자에 수납되었다. 각 단계는 특수 저잡음 "정렬 그리드" 5극관인 EF8의 B급 증폭기 배열을 사용했다. 초기 증폭기의 출력은 중간 주파수 믹서로 전송되었으며 믹서는 콘솔의 스위치로 선택된 500, 200 또는 50kHz 중 하나를 추출했다. 첫 번째 설정은 대부분의 신호를 통과시켰으며 대부분의 상황에서 사용되었다. 다른 설정은 간섭을 차단하기 위해 제공되었지만 신호의 일부도 차단하여 시스템의 전체 감도를 감소시켰다.

믹서의 출력은 특수 설계된 고품질 CRT의 Y축 편향판으로 전송되었다. 문헌에서 잘 설명되지 않은 이유로 이는 신호가 증가함에 따라 빔이 아래로 편향되도록 배열되었다. 시기판 발생기의 X축 신호와 결합될 때 멀리 있는 물체로부터 수신된 에코는 디스플레이를 따라 반사 신호(blip)를 생성했다. 디스플레이 상단의 기계적 눈금에 대해 반사 신호의 중심점을 측정함으로써 표적까지의 거리를 결정할 수 있었다. 이 측정은 나중에 캘리브레이터 유닛이나 스트로브(strobe)의 추가로 보완되었으며 이는 디스플레이를 따라 매 10 마일 (16 km)마다 추가적인 날카로운 반사 신호를 그리게 했다. 마커는 시기판과 동일한 전자 신호로부터 공급되었으므로 항상 제대로 보정되어 있었다.

거리 및 방위 측정

주어진 반사 신호의 공간적 위치를 결정하는 것은 복잡한 다단계 프로세스였다. 먼저 운영자는 모터 스위치를 사용하여 수신기 안테나 세트를 선택하여 수신기 시스템에 신호를 공급했다. 안테나들은 쌍으로 연결되어 각각 주로 X축과 Y축을 따라 민감한 두 개의 지향성 안테나를 형성했으며 Y축은 사선이었다. 운영자는 선택된 반사 신호가 이 디스플레이에서 최소 편향(또는 90도 벗어난 최대 편향)에 도달할 때까지 고니오를 앞뒤로 휘두르거나 "헌팅"했다. 운영자는 눈금에 따라 거리를 측정하고 플로터에게 선택된 표적의 거리와 방위를 알려주었다. 그런 다음 운영자는 디스플레이에서 다른 반사 신호를 선택하고 프로세스를 반복했다. 고도가 다른 표적의 경우 운영자는 신호를 극대화하기 위해 다른 안테나를 시도해야 할 수도 있었다.

레이더 운영자로부터 일련의 극좌표계를 받으면 플로터의 과제는 이를 지도의 X 및 Y 위치로 변환하는 것이었다. 그들은 나중에 참조할 수 있도록 보관할 수 있는 가벼운 종이에 인쇄된 작전 지역의 대형 지도를 제공받았다. 지도상의 레이더 위치에 중심점을 둔 회전하는 직선자가 위에 고정되어 있어 운영자가 각도를 부르면 플로터는 직선자를 해당 각도로 회전시키고 이를 따라 거리를 선택하여 점을 찍었다. 운영자가 부른 거리는 표적의 실제 지상 거리가 아니라 시선 거리 또는 시선 거리(slant range)였다. 지상 위의 실제 위치를 계산하려면 고도도 측정해야 했으며(아래 참조) 간단한 삼각법을 사용하여 계산해야 했다. 이 계산 단계에서 도움을 주기 위해 다양한 계산기와 보조 도구가 사용되었다.

플로터가 작업함에 따라 표적은 시간이 지남에 따라 업데이트되어 표적의 운동 방향이나 항적을 나타내는 일련의 표시 또는 플롯이 나타났다. 지도 주변에 서 있는 트랙 텔러(track-teller)들은 이 정보를 전화를 통해 런던 RAF 벤트리 프라이어리에 있는 필터 룸으로 전달했고 그곳의 전담 전화 교환원이 훨씬 더 큰 지도의 플로터들에게 정보를 전달했다. 이런 방식으로 여러 기지의 보고서들이 하나의 전체적인 뷰로 재구성되었다.

기지 간의 수신 패턴 차이와 단일 기지에서도 방향에 따른 수신 신호 차이 때문에 보고된 위치는 표적의 실제 위치와 일정량 차이가 났다. 두 개의 다른 기지에서 보고된 동일한 표적이 필터 룸의 플롯에서 매우 다른 위치에 나타날 수 있었다. 이러한 것들이 실제로 동일한 플롯임을 인식하고 이를 단일 항적으로 다시 결합하는 것이 필터 룸의 임무였다. 그때부터 각 항적은 번호로 식별되었으며 모든 향후 통신에 사용되었다. 처음 보고될 때 항적에는 "X" 접두사가 붙었고 식별되면 적군인 경우 "H"(Hostile), 아군인 경우 "F"(Friendly)가 붙었다. 이 데이터는 전화망을 통해 비행단(Group) 및 섹션 본부로 전달되어 그곳에서 전투기에 대한 로컬 통제를 위해 다시 플롯이 작성되었다.

데이터는 또한 영국 왕립 해군, 육군 대공포 부지, RAF 조색기구 작전 부대와 같은 다른 방어 부대로도 전달되었다. 또한 주로 공습 예방과 같은 민간 당국과도 포괄적인 연락이 이루어졌다.

고도 측정

수신기 안테나의 배치 덕분에 민감한 영역에는 여러 개의 부엽이 있어 여러 수직 각도에서 수신이 가능했다. 일반적으로 운영자는 지평선을 가장 명확하게 볼 수 있는 215 ft (66 m) 높이의 상단 안테나 세트를 사용했다. 지면에서의 반파장 간섭 때문에 이 안테나의 메인 로브는 수평 위 약 2.5도를 향했으며 민감한 영역은 약 1도에서 3도까지 뻗어 있었다. 지면에서는 이득이 0이었으므로 항공기가 저고도로 비행하여 탐지를 피할 수 있었다. 두 번째 로브는 약 6도에서 12도까지 뻗어 있는 식이었다. 이는 약 5.2도를 중심으로 수신 패턴에 뚜렷한 틈을 남겼다.

이 수신 패턴은 CH에 표적의 고도를 추정하는 비교적 정확한 방법을 제공했다. 이를 위해 수신기 오두막의 모터 스위치를 사용하여 4개의 수신기 마스트 연결을 끊고 대신 한 마스트에 있는 수직으로 떨어진 두 안테나를 선택했다. 무선 고니오미터에 연결되었을 때 디스플레이의 출력은 이제 수평면에서의 X 및 Y 상대 강도가 아니라 두 로브의 상대적 신호 강도에 의해 영향을 받았다. 운영자는 이전처럼 피크나 최소 수신을 찾으며 무선 고니오미터를 휘둘렀고 각도를 기록했다.

운영자가 보고한 수치는 표적까지의 시선 거리인 시선 거리였으며 여기에는 수평 거리와 고도 구성 요소가 모두 포함되어 있었다. 이를 지상의 실제 거리로 변환하기 위해 플로터는 직각삼각형에서 기초적인 삼각법을 사용했다. 시선 거리는 빗변이었고 벌어진 각도는 무선 고니오미터로부터의 측정값이다. 그러면 밑변과 높이를 계산할 수 있어 거리와 고도를 알 수 있었다. 중요한 수정 사항은 지구의 곡률이었는데 이는 CH가 작동하는 범위에서 중요해졌다. 일단 계산되면 거리를 제대로 플로팅할 수 있었고 표적의 그리드 칸을 드러냈으며 이는 체인을 따라 보고되었다.

표적이 장거리에서 처음 탐지되었을 때 신호는 일반적으로 고도 측정을 수행할 만큼 두 번째 로브에서 충분한 반사파를 갖지 못했다. 이는 항공기가 기지에 접근할 때만 가능해졌다. 결국 표적이 두 번째 로브의 중앙에 위치하면서 이 문제가 재발하는 식이었다. 또한 첫 번째와 두 번째 로브 사이 또는 두 번째와 세 번째 로브 사이에서 비교되는 신호의 차이를 결정할 수 없었기 때문에 단거리에서 약간의 모호성이 발생했다. 그러나 고도는 이보다 훨씬 전에 결정되었을 가능성이 높으므로 실제로는 문제가 되지 않는 경향이 있었다.

이 패턴은 두 로브에서의 수신이 매우 낮은 뚜렷한 각도 세트를 남겼다. 이를 해결하기 위해 45 피트 (14 m) 높이에 두 번째 수신기 안테나 세트가 설치되었다. 하단 안테나를 사용하면 패턴이 위쪽으로 이동하여 더 높은 각도에서 수신이 감소하는 대가로 "틈"에서의 강력한 수신을 제공했다.

공습 평가

CH 운영자의 또 다른 중요한 기능은 공습 중인 항공기의 수와 유형을 추정하는 것이었다. 전체적인 규모의 대략적인 수준은 반사파의 강도로 결정할 수 있었다. 그러나 복합 에코의 "비트"(beat) 속도, 즉 항공기가 안테나 수신 패턴의 다른 섹션으로 진입함에 따라 에코가 커지고 작아지는 방식을 관찰함으로써 훨씬 더 정확한 판단을 내릴 수 있었다. 이를 돕기 위해 운영자는 버튼을 눌러 펄스 길이를 (20에서) 6마이크로초로 줄일 수 있었다. 이는 거리 해상도를 개선하여 반사된 에너지가 낮아지는 대가로 디스플레이에 반사 신호를 퍼뜨렸다.

공습 평가는 주로 습득된 기술이었으며 운영자의 경험에 따라 계속 개선되었다. 측정 테스트에서 실험자들은 습득된 기술이 매우 커서 숙련된 운영자가 종종 현재의 신호 대 잡음비보다 낮은 반사파로 표적을 골라낼 수 있음을 발견했다. 이것이 어떻게 달성되었는지는 당시에는 큰 미스터리였다. 운영자들은 신호보다 큰 정전기 속에서 반사 신호를 찾아내고 있었다. 현재 이것은 확률적 공명의 일종으로 여겨진다.

프루트 머신 (Fruit machine)

CH 기지를 운영하는 것은 송신기 오두막의 운영자, 수신기 오두막의 운영자와 보조원, 그리고 플로터, 계산기 및 전화 시스템을 조작하는 수신기 오두막의 최대 6명의 보조원이 필요한 인력 집약적인 상황이었다. 24시간 서비스를 제공하기 위해 여러 교대조가 필요했으며 다수의 서비스 및 지원 인력도 필요했다. 이는 다우딩 체계 계층 구조의 각 레벨에서 유사한 수의 WAAF를 필요로 하는 보고 체계에 의해 배가되었다.

표적의 각도를 플로팅하는 것은 고니오 판독값을 가져와 회전하는 직선자를 해당 값으로 설정하는 간단한 프로세스였다. 문제는 그 직선자를 따라 표적이 어디에 있는지 결정하는 것이었다. 레이더는 표적까지의 직선 거리인 시선 거리를 측정했지 지상 거리를 측정한 것이 아니었다. 그 거리는 표적의 고도에 의해 영향을 받았으며 이는 다소 시간이 걸리는 고도 측정을 수행하여 결정해야 했다. 또한 그 고도는 지구의 곡률과 로브가 표적 각도에 따라 다른 측정값을 갖게 만드는 로컬 환경의 불완전성 때문에 거리에 의해서도 영향을 받았다.

필요한 인력의 적지 않은 부분이 계산과 플로팅에 전념했으므로 가능한 한 자동화를 많이 사용함으로써 큰 절감을 이룰 수 있었다. 이는 다양한 기계적 보조 도구를 사용하는 것으로 시작되었다. 이것들은 결국 상당한 복잡성의 전기 기계식 아날로그 컴퓨터인 프루트 머신으로 대체되었다. 그것은 전기적 형태로 이러한 모든 장치와 표를 복제했다. 전기 반복기 또는 싱크로가 고니오 다이얼에 추가되었다. 거리를 측정하기 위해 디스플레이의 선택된 반사 신호로 기계적 마커를 이동시키는 새로운 다이얼이 추가되었다. 특정 표적이 제대로 선택되면 운영자는 버튼을 눌러 프루트 머신을 활성화했으며 머신은 이러한 입력을 읽었다. 입력 외에도 프루트 머신은 보정 비행으로 측정되어 머신의 전화 스테핑 스위치에 저장된 각도와 고도에 대한 일련의 로컬 수정 사항도 가졌다. 이러한 수정 사항은 계산에 자동으로 추가되어 표에서 이러한 수치를 찾아보는 시간 소모적인 과정을 제거했다. 출력은 고도였으며 이는 플로터가 표적까지의 적절한 지상 거리를 결정할 수 있게 해주었다.

프루트 머신의 후기 버전은 수동 조작 없이 항공기의 위치를 직접 출력하도록 업그레이드되었다. 머신에 설정을 보내기 위해 동일한 버튼을 사용하여 운영자는 단순히 시스템을 트리거했고 출력은 차트의 T자와 같은 지시기를 구동하는 데 사용되어 운영자가 계산된 위치를 직접 읽을 수 있게 했다. 이는 기지에 필요한 인원수를 줄였고 기지가 훨씬 더 콤팩트한 형태로 재구성될 수 있게 했다. 더 이상 운영자가 플로터들에게 수치를 부르지 않았다. 이제 그들은 플로팅 테이블 바로 옆에 앉아 결과가 맞는지 확인할 수 있었고 텔러들은 플롯을 보고 구역 플로팅 룸으로 전화를 걸 수 있었다. 추가 업그레이드를 통해 전화선을 통해 자동으로 로컬 플로팅 룸으로 데이터를 보낼 수 있게 되어 필요한 인력을 더욱 줄였다.

조기 탐지

1939년 5월부터 8월까지 LZ 130 그라프 체펠린 II는 포츠머스에서 스캐퍼플로까지 세워지고 있던 100미터 높이의 무선 타워를 조사하기 위해 영국의 북해 해안을 따라 비행했다. LZ 130은 일련의 복사 측정 테스트를 수행하고 사진을 찍었다. 독일 소식통은 12m 체인 홈 신호가 탐지되었고 레이더로 의심되었다고 보고한다. 그러나 수석 조사관은 자신의 의심을 증명할 수 없었다. 다른 소식통들은 다른 결과를 보고한다고 한다.

프랑스 공방전 동안 독일군은 그 기원과 목적을 인식하지 못한 채 서부 전선에서 12m 펄스 신호를 관찰했다. 1940년 6월 중순, 독일 항공 연구소(DVL)는 폰 헨델 교수의 지도하에 특별 그룹을 구성했고 신호가 영불 해협 해안의 시설에서 발생한다는 것을 알아냈다.

그들의 의심은 결국 됭케르크 전투의 여파로 영국군이 노르망디에서 이동식 포술 레이더(GL 1형) 기지를 포기할 수밖에 없었을 때 증명되었다. 볼프강 마르티니의 전문가 팀은 시스템의 작동을 알아낼 수 있었다. GL은 성능이 제한적인 다소 조잡한 시스템이었고 이는 독일군이 영국 레이더 시스템을 낮게 평가하게 만들었다. 그러나 효과적인 시스템은 레이더 그 이상의 것을 필요로 한다. 플로팅과 보고도 똑같이 중요하며 시스템의 이 부분은 체인 홈에서 완전히 개발되어 있었다. 시스템 전체의 가치를 깨닫지 못한 독일군의 실패는 전쟁 중 그들의 큰 실수 중 하나로 지적되어 왔다.

대응 재밍 기술

영국군은 독일군이 시스템의 목적을 알아내고 방해하려 할 것임을 알고 있었으며 첫 번째 기지가 건설될 때부터 이러한 문제 중 일부를 해결하기 위해 다양한 기능과 방법을 설계했다. 그중 가장 명백한 것은 CH가 다른 주파수에서 작동할 수 있는 능력이었는데 이는 기지가 작동 주파수에 대한 어떤 종류의 연속 방송 간섭도 피할 수 있도록 추가되었다. 또한 간섭 거부 장치(IFRU)는 증폭기의 중간 단계 출력을 클리핑하여 기지 고유의 신호에 수신기를 미세하게 조정하고 광대역 신호를 거부하는 데 도움을 주었다.

더 복잡한 것은 동기화되지 않은 재밍 펄스로부터 스퓨리어스 신호를 제거하기 위해 CH 디스플레이에 내장된 시스템이었다. 그것은 CRT 화면의 두 층의 형광체로 구성되었는데 아래에는 빠르게 반응하는 황화아연 층이 있고 위에는 느린 "애프터글로우" 층인 황화아연카드뮴이 있었다. 정상 작동 중에는 황화아연에서 나오는 밝은 파란색 신호가 보였으며 그 신호는 황화아연카드뮴 층을 활성화하여 노란색으로 "평균화된" 신호를 표시하게 했다. 재밍 펄스를 걸러내기 위해 디스플레이 앞에 노란색 플라스틱 시트를 배치하여 파란색 디스플레이를 보이지 않게 하고 희미한 노란색 평균 신호를 드러냈다. 이것이 전쟁부터 1960년대까지 많은 레이더가 노란색 디스플레이를 가진 이유이다.

또 다른 방법은 개별 표적에 대한 수정을 생성하기 위해 여러 CH 기지로부터 거리 전용 측정값을 사용하는 "채프먼 방식"(Chapman method)이었다. 이 작업을 돕기 위해 전화선을 통해 먼 CH 기지의 Y축 신호를 공급받는 두 번째 디스플레이가 설치되었다. 이렇게 하면 운영자가 두 신호를 직접 비교할 수 있어 이 정보가 음성으로 전달될 경우의 지연을 제거할 수 있었다. 이 시스템은 요구된 적이 없었다.

첫 시도와 주춤한 후속 조치

독일군이 재밍을 처음 시도했을 때 예상보다 훨씬 영리한 방식이었다. 상호 간섭을 피하기 위해 개별 기지의 송신이 시간에 따라 분산되어 있다는 관찰 결과가 이용되었다. 선택된 CH 기지의 타임 슬롯에 스퓨리어스 광대역 펄스를 다시 보내는 시스템이 설계되었다. CH 운영자는 단순히 타임 슬롯을 약간 이동함으로써 이 신호를 피할 수 있었으므로 재밍이 수신되지 않았다. 이로 인해 기지의 신호가 다른 기지의 타임 슬롯과 겹치기 시작하여 해당 기지도 동일한 치료법을 시도하여 네트워크의 다른 기지에 영향을 주는 식이었다.

1940년 7월부터 프랑스에 이러한 일련의 재머들이 설치되었고 곧 칼레의 단일 기지로 집중되어 한동안 CH에 영향을 미쳤다. 그러나 이러한 시도들의 타이밍은 극도로 사려 깊지 못했다. 영국군은 이 재밍에 대처하기 위한 작전 방법을 신속하게 개발했으며 7월 10일 영국 본토 항공전이 시작될 때까지 이러한 재밍의 효과를 사실상 제거했다. 독일군은 더 정교한 재밍 시스템을 개발하는 중이었지만 9월까지 작전 준비가 되지 않았다. 이는 CH 시스템이 전투 내내 방해받지 않고 작동할 수 있음을 의미했으며 잘 알려진 성공으로 이어졌다.

7월 전투가 시작될 무렵 독일 루프트바페 작전 부대들은 CH를 잘 알고 있었으며 구름 속에서도 탐지를 피할 수 없을 것이라는 DVL의 통보를 받았다. 이러한 경고에도 불구하고 루프트바페는 이를 해결하기 위해 거의 노력하지 않았으며 주제 전체를 다소 경멸적으로 다루었다. 그들 자신의 레이더는 여러 면에서 CH보다 우수했지만 실제로는 미미한 유용성만 입증했을 뿐이다. 1939년 헬리골란트 바이트 항공전 동안 독일 프라이야 레이더는 공습을 목표물에서 한 시간 거리일 때 탐지했지만 이를 요격할 수 있는 전투기 부대에 보고할 방법이 없었다. 레이더에서 조종사에게 유용한 형태로 정보를 전달하는 것은 어려운 문제인 것으로 보였으며 독일군은 영국군도 같은 어려움을 겪을 것이므로 레이더가 실질적인 효과가 거의 없을 것이라고 믿었다.

특히 전투 초기 단계에서 CH 기지를 공격하기 위해 약간의 노력이 투입되었다. 영국 엔지니어들은 이러한 유닛들을 신속하게 서비스로 복귀시키거나 어떤 경우에는 독일군이 공격이 실패했다고 생각하게 속이기 위해 단순히 복귀시킨 척했다. 이러한 공격의 패턴이 명확해짐에 따라 RAF는 점점 더 효과적으로 대응하기 시작했다. 융커스 Ju 87 급강하폭격기들은 파멸적인 손실을 입었고 전투에서 철수해야 했다. 독일군은 합리적인 규모로 CH를 직접 공격하는 것을 포기했다.

따라서 CH는 전투 내내 크게 방해받지 않고 작동할 수 있었다. 통신이 실제로 심각한 문제였지만 다우딩 체계가 막대한 비용을 들여 해결하려고 한 것이 바로 이 문제였다. 그 결과 모든 영국 전투기는 독일 전투기보다 약 두 배 또는 그 이상 효율적이었다. 일부 공습은 파견된 전투기의 100%가 표적과 성공적으로 교전하는 결과를 낳았고 독일 항공기는 적을 한 번도 보지 못한 채 절반 이상의 시간 동안 집으로 돌아갔다. 처칠이 체인 홈이 전투에서 승리한 공로를 인정한 것은 바로 이 때문이다.

스푸핑 재머, 지터

1941년 9월, CH 기지로부터의 펄스 수신에 반응하여 신호를 트리거하는 시스템을 사용하여 그리 네 곶에서 두 번째 재밍 시스템이 마침내 가동되었다. 이는 기지가 타임 슬롯을 옮기더라도 시스템이 CH 기지에 반응했음을 의미했다. 가르미슈-파르텐키르헨으로 알려진 이러한 시스템은 1941년 도너카일 작전 동안 사용되었다. 기본 개념에 대한 추가 개선을 통해 여러 개의 반사파를 생성하여 CH 디스플레이에 여러 대의 항공기처럼 나타나게 할 수 있었다.

이러한 새로운 재머들은 상대적으로 정교했지만 CH 운영자들은 기지 송신기의 펄스 반복 주파수(PRF)를 주기적으로 변경하여 신속하게 적응했다. 이로 인해 동기화된 재밍 신호가 기지와 일시적으로 동기화가 맞지 않게 되었고 재머로부터의 반사 신호는 화면에서 "지터"(jitter)를 일으켜 시각적으로 구별할 수 있게 되었다. "의도적 지터 대응 재밍 유닛"(IJAJ)은 이를 자동적이고 무작위로 수행하여 독일 재머들이 변화를 맞추는 것을 불가능하게 만들었다.

또 다른 업그레이드는 두 층의 디스플레이를 대체하여 동기화되지 않은 펄스를 거부하는 데 도움이 되었다. "대응 재밍 블랙아웃" 유닛(AJBO)으로 불리는 이 장치는 Y축 신호를 지연시킨 다음 CRT의 밝기 제어 장치에 공급했다. 나타났다가 사라지는 짧은 펄스들은 소거되어 디스플레이에서 사라졌다. 재밍 감소와 노이즈 필터링을 위한 음향 지연선을 사용하는 유사한 기술은 전쟁 중 많은 레이더 유닛에서 일반화되었다.

클라인 하이델베르크 (Klein Heidelberg)

 이 부분의 본문은 클라인 하이델베르크입니다.

독일군은 또한 클라인 하이델베르크로 알려진 자신들의 수동 레이더 시스템을 위해 CH의 전송을 소스로 사용했다. 이는 CH의 전송을 소스로 사용하고 채널 해안을 따라 배치된 일련의 안테나를 수신기로 사용했다. 선택된 항공기로부터 신호가 도착하는 시간을 비교함으로써 그 범위와 방향을 상당한 정확도로 결정할 수 있었다. 시스템은 자체적으로 신호를 보내지 않았기 때문에 연합군은 1944년에 기지를 점령할 때까지 이를 알지 못했다. 대부분의 기지는 점령되었을 때 막 건설된 상태였다.

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