El AR-3D era un control de tráfico aéreo militar y un radar de alerta temprana desarrollado por Plessey y producido por primera vez en 1975. Utilizaba un haz de lápiz y un sistema de escaneo de frecuencia simple conocido como " escaneo de estrabismo " para producir un sistema de radar 3D de bajo costo que era también relativamente móvil. Se produjeron alrededor de 23 en total y se vendieron en todo el mundo a principios de la década de 1980.
El sistema de escaneo de frecuencia tenía la desventaja de que un avión objetivo siempre estaría "pintado" por la misma señal de frecuencia, lo que simplificaba la tarea de bloquear el radar. Esto limitó sus perspectivas de ventas a los usuarios militares, y poco después de entregar el AR-3D, la compañía inició negociaciones con la empresa estadounidense ITT-Gillifan para incorporar su escaneo multifrecuencia con los receptores y sistemas de visualización del AR-3D para producir el Plessey AR- 320 .
Durante la instalación de los primeros radares de frecuencia de microondas de alta potencia que utilizan antenas de ranura , los operadores del AMES Tipo 14 notaron que el ángulo aparente de los "señales" en la pantalla del radar no siempre coincidía con el ángulo físico de la antena. Esto se atribuyó a un efecto en las guías de ondas , que tenían características de transmisión ligeramente diferentes según la frecuencia. Cuando el magnetrón de la cavidad se calentó y enfrió durante el uso, su frecuencia cambió ligeramente y se introdujo un retraso en la guía de ondas. Esto hizo que la señal ya no coincidiera exactamente con la posición de los radiadores en la antena y provocó que el haz se desplazara. Este efecto se conoció como " entrecerrar los ojos"." y generalmente se consideraba molesto, especialmente en el AMES Tipo 80 , donde el mantenimiento del magnetrón requería un largo proceso de recalibración para volver a alinear el haz con la antena. [1]
A lo largo de la década de 1960, se hizo un esfuerzo significativo para desarrollar "alimentaciones sin estrabismo" que evitaron este problema, pero el problema también presentó una oportunidad. El estrabismo es causado por el sistema de guía de ondas que ralentiza la señal en diferentes cantidades dependiendo de la frecuencia. Si la señal sale a través de una antena de guía de ondas ranurada , este ligero cambio en el tiempo produce un cambio de fase de la salida. Este cambio hará que el frente de onda resultante cambie de dirección. Esta es la base del radar de matriz en fase , que normalmente logra esto utilizando la electrónica de retardo de señal. Como el estrabismo provoca un retraso similar, también se puede utilizar para dirigir el haz. Esto lleva a la posibilidad de un radar que pueda escanear su haz en una dirección elegida, típicamente verticalmente, sin partes móviles.[2]
Otra técnica que se exploró ampliamente a fines de la década de 1950 y principios de la de 1960 fue la técnica de compresión de pulsos . La compresión de pulsos aumenta considerablemente la resolución de rango de un radar, que antes se definía casi por completo por el ancho de pulso. Para obtener la resolución requerida en diseños más antiguos, los pulsos eran muy cortos, generalmente de unos pocos microsegundos, lo que requería una salida de potencia masiva para producir una señal reflejada detectable. Usando la compresión de pulsos, los pulsos podrían ser mucho más largos, al menos diez veces, lo que significa que se produciría la misma señal de retorno con 1 ⁄ 10 de la salida máxima. [3]
La compresión de pulsos funciona cambiando la frecuencia de la señal durante el tiempo del pulso y luego retrasando la señal devuelta en función de su frecuencia. Esto comprime el retorno en un pulso corto que luego se puede usar para un rango preciso. Esto presentaba un problema potencial en un radar que utilizaba el escaneo entrecerrado, que presumiblemente enviaría las señales en diferentes direcciones si se utilizara la compresión de pulso. Parecía que mientras la dirección del haz estuviera a la velocidad correcta sería posible hacer ambas cosas; un objetivo dado solo vería un pequeño cambio en la frecuencia a medida que el rayo lo escaneaba, pero la señal permanecería en cualquier objetivo el tiempo suficiente para que hubiera un cambio de frecuencia notable durante la reflexión resultante que podría usarse para la compresión de pulso. [3]