Les systèmes de brouillage sont apparus rapidement: le larguage de lamelles d'aluminium à partir des avions pour brouiller l'image sur l'écran de radar et les systèmes pour dérouter les radars de poursuite en envoyant des faux échos.

Au début on utilisait une grande antenne (du genre des antennes de radio d'un émetteur de radio) et l'émetteur travaillait en continu. On détectait la présence d'un avion par l'interférence qu'il produisait, ce qui n'était pas une méthode très efficace.

On s'est rapidement rendu compte qu'on pouvait augmenter la sensibilité du système en envoyant un signal pulsé très court et en mesurant le signal en retour. Comme l'impulsion était très courte, l'émetteur pouvait travailler à une puissance énorme, sans risquer de griller les tubes.

Système anglais "Chain Home"
Le système Chain Home qui est un radar très primitif est décrit sur une page séparée.

Radar bistatique
Le radar anglais Chain Home envoyait un rayon très large (angle d'environ 100°) et comme il y avait de nombreux radars établis sur toute la longueur de la cote, il était impossible pour un avion de passer le barrage radar sans être vu (sauf s'il volait à ras de l'eau, mais cà c'est une autre histoire).

Mais les allemands se sont rendus compte qu'ils pouvaient utiliser le radar anglais pour pour détecter subrepticement les avions alliés. En, effet, ces avions produisaient également un écho, qui pouvait être capté par les stations d'écoute situées le long de la cote (il y avait des stations d'écoute en France, en Belgique et aux Pays Bas). La station aux Pays Bas a été utilisée jusqu'à la fin de la seconde guerre mondiale et permettait de détecter les avions alliés en utilisant le radar anglais. Les allemands appellaient ce radar Klein Heidelberg.

Le radar avait une portée de 400 à 450km (donc mieux que les radars allemnds et alliés classiques) et la mesure de la distance était précise à quelques km près. L'azimuth n'était pas très précis (à cause de la basse fréquence utilisée par le radar), mais les allemands avaient des moyens indirects pour augmenter la précision.

Ce type de radar qui utilise un émetteur séparé du récepteur est dit bistatique.

L'angle d'ouverture était plus étroit, ce qui fait que le radar pouvait être moins puissant pour une portée donnée (120 à 160km selon la version). Une même antenne servait à l'émission et à la réception, grace à l'utilisation de duplexeurs. La plupart de ces radars ne pouvaient pas fournir d'indication d'élevation.

Il est possible de passer d'un champ de détection relativement large (pour détecter les avions ennemis) à un champ étroit pour les localiser. Les allemands ont également construits des radars plus grands (mais toujours avec l'émetteur-récepteur de base): Mammut, Wasserman, Jagdschloss, voyez plus bas.

Pour ce type de rédar de détection, c'est surtout la portée qui est importante: une portée de 150km environ est vraiment limite quand il faut faire décoller une escadrille d'avions intercepteurs. De plus les avions allemands sont en position de faiblesse, car ils n'ont pas encore pu prendre de la hauteur.

A cause de la grande longueur d'onde, il n'était pas possible d'utiliser une parabole (celle-ci devant avoir un diamètre bien supérieur à la longueur d'onde pour avoir une précision suffisante), on utilisait donc plusieurs dipôles.

Ce type de radar est fortement sensible aux mesures anti-radar (lancement de paillettes métalliques par les avions). Un système pour contrer le brouillage a été trouvé rapidement: un petit circuit supplémentaire qui élimine le brouillage par l'utilisation de l'effet Doppler: les avions qui se déplacent rapidement modifient la fréquence du signal en retour, ce qui n'est pas le cas avec les paillettes.

Une autre forme de brouillage était effectué par quelques petits avions rémettant le signal en retour et provoquant des échos multiples. Il est ainsi possible de faire croire à l'ennemi qu'une formation d'une centaine de gros avions est en route vers l'Allemagne, alors qu'il ne s'agit que de 8 petits avions. Vers la fin de la guerre, ce type de radar ne pouvait donc plus servir que pour la détection d'avions, leur localisation précise était effectuée par un second type de radar.

Le radar Freya a servi de base à une série de radars basés sur la même technique (émetteurs/recepteurs), mais ayant des caractéristiques spécifiques:

• Seetakt: version marine du Freya, adapté pour travailler à une fréquence plus élevée.

• Jagdschloss: radar à très longue portée avec une antenne très large
  Ce type de radar est le premier qui a utilisé une indication de type PPI (Plan Position Indicator), que les allemands appelaient "Panorama". Ce type d'antenne était utilisé à l'interieur des terres pour détecter les escadrilles d'avions au dessus du pays. Le signal sur l'écran spécifique pouvaot être envoyé à distance, également une première. L'antenne large ne permet pas de déterminer l'élévation.

• Mammut: très grand radar fixe à longue portée, utilisant une antenne à commande de phase pour balayer électroniquement l'horizon (également une première)

• Wasserman: radar à longue portée permettant de mesurer l'élévation.
  Pour augmenter la précision et la portée, il était possible de monter plusieurs antennes Freya l'une au dessus de l'autre, produisant une antenne de 60m de haut qui nécessitait des haubans pour la stabilité de l'ensemble. L'antenne pouvait malgré tout être tournée. C'est l'antenne de type Wassermann, généralement utilisée près des côtes pour détecter le décollage des avions alliés. En mesurant al différence de l'écho sur les différentes antennes, on pouvait estimer l'élévation.

Mais ce type de radar, s'il peut détecter les avions ennemis à grande distance, n'est pas assez précis pour commander des canons. Même le suivi de la cible n'est pas évident: il se fait en tournant un radiogoniomètre dans le cas de Chain Home, en tournant manuellement ou avec un moteur le radar dans le cas du Freya.

La première version était peu efficace, ayant une faible portée et n'étant pas très précise. Le suivi de la cible était manuel, un opérateur devait maneuvrer le radar pour obtenir le signal de retour le plus puissant possible. Même l'adjonction d'un capteur infra-rouge (Würzburg B) ne rend pas le système plus efficace.

Il peut suivre les avions alliés et a, dans sa dernière version, une précision suffisante pour commander les canons. Sa portée n'est que de 70km, mais ce n'est pas un problème, les canons ne portent pas aussi loin.

Le problème des allemands, c'est qu'ils ne peuvent pas monter en fréquence comme les alliés: il n'ont pas de magnétron. Hitler a ordonné l'arrêt des recherches sur le magnétron, alors que les allemands disposaient déjà de la technologie avant la guerre; elle devait simplement être affinée. La fréquence du radar Wurzburg est limitée à 560MHz, la fréquence de répétition est de 3750Hz et l'impulsion dure 2µs.

Pour le suivi de l'avion, le radar utilise un dipole rotatif (qui tourne à 25 tours/seconde) qui produit un rayon décentré. Ainsi le signal en retour est constant quand l'avion se trouve au centre, mais varie à une fréquence de 25Hz s'il n'est pas au centre du rayon.

Ce système de suivi pouvait assez facilement être contré: l'avion qui était frappé par le rayon pouvait renvoyer un signal d'amplitude variable, faussant le fonctionnement des mécanismes de suivi.

Les différentes versions du radar Würzburg sont décrites plus en détail sur cette page.

Mais le problème principal de ces radars, c'est que chaque radar ne pouvait suivre qu'une seule cible. Cela devient problématique quand il y a une escadrille en l'air, qui se compose de centaines d'avions. C'est ainsi que les avions alliés avaient l'avantage du nombre: lors de chaque mission, il y avait des avions qui étaient abattus, mais le radar ne pouvait en suivre qu'un à la fois.

Ligne Kammhuber
Tout comme le système Chain Home, le système allemand nécessite une organisation assez poussée pour taiter les données brutes du radar et les utiliser sur le terrain.

L'installation des radars allemands n'était pas laissée au hasard. Une ligne de défence équipée de radars et de canons a été établie: la ligne Kammhuber. Un avion voulant bombarder l'Allemagne (quelle idée....) devait nécessairement passer cette ligne de radars. La ligne était constituée de cellules avec un radar Freya moyenne portée et de deux radars Wurzburg. Chaque cellule faisait environ 30km de coté.

Ce système était très efficace au début, car la tactique alliée était à l'origine de répartir les avions sur un grand front pour tenter de saturer tout le système. Puis les alliés se sont rendus compte qu'une cellule ne pouvait poursuivre qu'un avion à la fois. En faisant traverser une escadrille en une fois une cellule donnée, le nombre d'avions de perdu était bien moindre.

En ce qui concerne les radars embarqués (cela fera l'objet d'une page suivante), une caractéristique est très importante; c'est le temps de commutation entre l'émission et la réception. Pendant un court instant après l'émission, le récepteur est bloqué et ne peut recevoir d'écho en retour. C'est ainsi que le radar des avions allemands ne pouvait plus détecter d'avions à moins de 500m.

Les différents types d'écran de radar sont décrits ici.

SCR-584

Les anglais ont développé le premier magnétron permettant de travailler à des fréquences elevées en 1940, mais n'ont pas les moyens de les produire à grande échelle. La production se fera aux Etats Unis.

Un des radars alliés le plus connu est le SCR-584. Il travaille à une fréquence de 2750MHz environ (longueur d'onde de 10cm) et permet de suivre automatiquement la cible.

Bien que les allemands avaient connassance du magnétron avant le début de la guerre, le développement a cessé sur ordre de Hitler, qui a décidé que seul les technologies permettant une réalisation pratique dans les 6 mois soient développées. Le détonateur de proximité a également été rayé du programme, pour être repris dans l'urgence en 1944.

Les allemands ont à nouveau tenté d'utiliser des magnétrons (récoltés d'avions ayant dû effectuer un aterrissage forcé), mais à ce moment les allemands n'avaient plus les possibilités de mettre au point un radar utilisant des ondes décimétriques. Le magnétron allemand était appellé Rotterdam Gerät, de l'endroit où s'est écrasé le premier avion équipé d'un radar à magnétron. Les allemands auront juste eu le temps de produire quelques "copies chinoises". Les avions allemands étaient équipés de dipôles à cause de la fréquence plus basse, rendant l'avion plus lent.

Les radars deviendront de plus en plus perfectionnés à la fin de la guerre. Les alliés utiliseront des radars monopulse (n'envoyant qu'une seule impulsion au lieu d'un train de fréquences), ce qui empèche les allemands de renvoyer un faux signal en retour. Les radars utilisent l'effet doppler pour discerner les avions (volant à haute vitesse) parmi les paillettes lâchées par les avions.

Au début, le signal de retour était envoyé à un oscilloscope qui produisait une ligne horizontale avec un pic à l'endroit du retour écran de type "A"). Tous les radars fixes (Chain Home, Freya,...) utilisaient un oscilloscope, puisque l'antenne ne pouvait pas être tournée. Quand sont apparus les vrais radars tournants, il a fallu passer à un autre type d'écran, l'écran PPI (Plan Position Indicator) qu'on utilise encore actuellement.

C'est bien d'avoir un radar pour détecter les avions, mais c'est encore mieux de les identifier comme ami ou ennemi: c'est l'Identification Friend or Foe (IFF).

Radar Mammut sur un bunker L485

On abandonne la parabole du Wurzburg, le radar à commande de phase est plat comme une tapette à moustiques et se compose de nombreuses antennes. Le signal de l'émetteur est déphasé différemment et permet de diriger le rayon vers un coté ou l'autre. On utilise l'effet d'interférence entre le signal des différentes antennes.

Le radar Mammut était fixe et le rayon pouvait être dévié selon un angle de 100° horizontalement. Avec ce radar plat, il y avait donc une zone aveugle de 80° de chaque coté, qui était compensé par un second radar placé perpendiculairement au premier. La portée était de 300km.

Un emplacement a été construit à Fécamps, mais le radar n'y a jamais été fonctionnel à cause de l'avance alliée. D'autres radars de ce type étaient situés au cœur de l'Allemagne

Une antenne radar à commande de phase moderne se compose d'une pyramide à base triangulaire (tétraèdre) ou à base carrée qui permet de tout surveiller à partir d'une antenne fixe.

Ce type d'antennes est principalement utilisée sur les navires militaires. Selon la puissance de calcul des ordinateurs embarqués, un seul radar peut suivre en temps réel plus de 200 avions, missiles et autres objets volants ou au niveau de l'eau.