Twee Freya radarstations Würzburg en Freya Freya Radar Op de achtergrond een Wurzburg radar Mammut radar op een L485 bunker

Aan het begin van de oorlog waren de duitsers veel verder geavanceerd ten opzichte van de engelsen wat de radar befreft. De Freya radar werkte op een frekwentie van 250MHz (golflengte van 1.2 meter), terwijl het engelse systeem Cain Home op een frekwentie van 30MHz werkte. Voor de oorlog werd er reeds in Duitsland geëxperimenteerd met frekwenties van 120 à 130MHz.

Door de hogere frekwentie kon de antennes kleiner gemaakt worden. Ze werden draaiend opgesteld op vertikale masten en een bekwame operator heelde een azimuthnauwkeurigheid van 0.1°. Het bereik van de radar was 120 tot 160km naargelang de omstandigheden. Men kon overschakelen van een breed detectieveld (om vliegtuigen te detecteren) naar een smallere zone (om de positie te schatten). De nauwkeurigheid en bereik werden beter en beter met de opneevolgende versies.

Vanwege de relatief lage frekwentie was het niet mogelijk een paraboolantenne te gebruiken (een paraboolantenne moet een diameter hebben die veel groter is dan de golflengte). Men was verplicht een array van dipoolantennes te gebruiken. Een dergelijk array is wel richtingsgevoelig, maar enkel een paraboolantenne heeft een openingshoek die voldoende klein is om praktisch gebruikt te worden om vliegtuigen te volgen en het luchtafweer te sturen.

Eenzelfde antenne werd voor het zenden en het ontvangen gebruikt, dankzij de T/R switch (transmit/receive). Het signaal werd in een smalle bundel uitgestraald, waardoor de radar minder vermogen nodig had voor een bepaald bereik. Het was echter niet mogelijk om de hoogte (elevatie) van het doelwit te bepalen: de radar kon enkel de azimuth (richting) en range (afstand) aangeven.

De radar was storingsgevoelig: door metalen strips vanaf de vliegtuigen te lanceren kon men de radar verblinden. Een oplossing werd snel gevonden door van het doppler effekt gebruikte maken: de snelle vliegtuigen veranderen de frekwentie terwijl de strips langzaam naar beneden vallen en geen frekwentieverschuiving veroorzaken. Dankzij de modulaire bouw van de duitse radar kon deze verbetering snel toegevoegd worden.

Een andere manier om de radar in de war te sturen was het gebruik van een paar kleine vliegtuigen die verschillende echo's terugstuurden. Met een paar kleine vliegtuigen was het dus mogelijk de vijand te doen geloven dat er een armada van een hondertal grote vliegtuigen op komst was. De aanvallende bommenwerpers gingen dan de lucht in als de jagers naar de basis moesten terugkeren omdat ze geen brandstof meer hadden. Naar het einde van de oorlog kon de Freya radar enkel nog gebruikt worden om de aanwezigheid van vliegtuigen te detecteren, maar een andere type radar was nodig om de positie te bepalen.

De Freya was de basisradar, maar dezelfde electronika werd in grotere radars gebruikt. Deze radars hadden een groter bereik en waren nauwkeuriger. In tegenstelling met de volgradars uitgerust met een parabool was de hoogte-indicatie onbetrouwbaar. Radartypes op basis van de Freya electronika:

Seetakt

Een marineversie van de Freya, later aangepast om met hogere frekwenties te werken, waardoor met een hogere nauwkeurigheid kon halen met een kleine re antenne.

Jagdschloss

Radar met uitgestrekt bereik, eerste radar die de PPI gebruikte (Plan Position Indicator). De radar bestond uit elementen die naast elkaar op een frame gemonteerd werden. Door de grotere antenne kon het bereik uitgebreid worden tot 300km. De azimuth nauwkeurigheid werd ook beter.

Mammut

adar met een uitgestrekt bereik, vast opgesteld maar het scannen gebeurde volledig electronisch met een fase array (ook een wereldpremière).

Wasserman

lange afstandsradar speciaal gebouwd voor nauwkeurige hoogte-metingen. De radar bestond uit meerdere Freya antennes die boven elkaar geplaatst werden op een lange mast (tot 60 meter hoog). De radar werd langs de kust opgesteld om het opstijgen van engelse vliegtuigen te detecteren.

Radars aan boord van vliegtuigen
Wat betreft de radars aan boord van vliegtuigen, is één eigenschap belangrijk, namelijk de schakeltijd tussen zenden en ontvangen. Nadat de radar een puls uitgezonden heeft is die gedurende een zeer korte tijd blind. De duitse radar aan boord van vliegtuigen kon geen vijandige vliegtuigen meer zien als die minder dan 500m verwijderd waren. De duitsers hadden ook het nadeel niet over de magnetron te beschikken. De zendfrekwentie was daardoor beperkt en men moest grote antennes gebruiken, waardoor de vliegtuigen lomper werden.

Op het einde van de oorlog konden de duitsers beslag leggen op een engelse magnetron ("Rotterdam Gerät"), maar toen was de oorlog an bijna voorbij en de magnetron werd niet effektief gebruikt in duitse vliegtuigen.

Kammhuber lijn
De duitse radarinstallaties bestonden uit cellen die een lijn vormden. Iedere cel had een grootte van ongeveer 30km. Een vliegtuig moest dus noodzakelijkerwijze over zo'n cel passeren. In iedere cel zat er een Freya radar (zoekradar) en twee Wurzburgs (volgradars).

In het begin werkte dit systeem goed, daarbij geholpen door de engelse taktiek die erin bestond de vliegtuigen over een breed gebied te laten vliegen om zo het volledig systeem in de war te sturen. Dit werkte echter averrechts want iedere cel kon zo een vliegtuig volgen en neerschieten. Het is pas later dat de engelsen bewust werden van het feit dat een cel slechts één vliegtuig kon volgen. Als alle vliegtuigen in een relatief dichte zwerm vliegen, dan zijn de verliezen veel lager.

Fase-gestuurde radar
Om meerdere vliegtuigen terzelfdetijd te kunnen volgen moet men met een electronisch gestuurde straal werken. Zo'n speciale radar werd ook voor het eerst door de duitsers effektief gebruikt. De bedoeling was hier niet het volgen van meerdere vliegtuigen, maar om het bereik te vergroten. En om het bereik te vergroten moet men grotere antennes gebruiken, die een meer geconcentreerde bundel uitstralen. De antennes worden uiteindelijk zo groot, dat ze niet meer gedraaid konden worden.

De fase-gestuurde radar gebruikt een vlakke antenne die uit een groot aantal stralers bestaat. Men "richt" de radar door de fase tussen de verschillende stralers te veranderen, zodat er een schuine golffront ontstaat.

De Mammut radar was volledig vast opgesteld en de straal kon 100° horizontaal afgebogen worden. Er was dus links en rechts een blinde vlek, die opgevangen werd door een tweede radar te gebruiken, die haaks opgesteld stond ten opzichte van de eerste. Het bereik was 300km.

Deze radars werden hoofdzakelijk in het binnenland gebruikt om een overzicht te hebben van de vliegtuigen in de lucht.