この度、JA1AI稲葉OMより展示用真空管セットを当館(横浜旧軍無線通信資料館)に御寄贈頂きました。日頃のご協力と併せ、稲葉OMのご高配に心より感謝申し上げます。御寄贈頂いた真空管セットは稲葉0Mがラックを利用し制作されたもので、真空管の黎明期より全盛期に至る代表的な真空管各種が説明付きで、簡潔に展示されています。 構成真空管には古典管であるDe ForestのAUDION DV-3(元箱付)や、帝国陸海軍のRH-2、FM-2A05A、ソラ等も含まれており、誠にバラエティに富んだ内容となっています。御寄贈頂いた展示ラックは取り敢えず玄関に置き、簡単な耐震対策を施しました。いずれ館内を整理し、移設の予定です。 ところで、上記御寄贈品とは別に、以下の色々な品々を頂きました。いずれも懐かしく、また、興味深く大感激でした。・HamKit(50MHz)・イーグルスプリングアンテナ・ヒシエス振動式充電機・ドイツ国民ラジオ VE-301 Dyn頂き物補足 HamKitは昭和30年代の後半に稲葉OMが起業された湘南高周波が製造販売した6mのクリスタルコンバーター(クリコン)である。本クリコンは簡単に6mを聞くことができるため、当時大ヒット商品となった。小生も購入し、初めて正式(それ以前は3A5TRX)に6mにQRVを果たした思い出の品である。 振動式充電器はバッテリー式ラジオの蓄電池式A電池の充電器で、100Vのカーボン電球と直列に装置した振動器(ブザー)により構成され、電圧、電流の調整は電球の交換により行った。動作は、片側に接点の付いた鉄片を交流電源周波数で左右に振動させ、片側の接点で半サイクル分を取り出す半波整流器構成である。 ドイツ国民ラジオ VE-301 Dynは以前稲葉OMより旧軍機材を御寄贈頂いた際、お礼として差し上げた物であるが、今回当館に戻る事になった。この受信機は再生検波、低周波増幅1段、電源整流の並3構成ではあるが、そのデザインは無駄な装飾を廃し合理性を追求したバウハウスの影響を強く受けており、小生の最も好きなラジオの一つである。
先日「ヤフオク!」で標記の電池を入手した。この電池は戦前の朝日乾電池株式会社製のバッテリーラジオ用B電池で、電圧は45Vである。電池の大きさは20x17x9cmで、重量は3.5kgもある。入手電池は元箱入りで、製造時期を考えると程度はすこぶる良好で、資料価値は誠に高いと考えられる。 当館は資料として、バッテリーラジオ用のB電池を長い間探していたが、今日まで良品に出会う事はなかった。昨今戦前の乾電池は高値が続き、屋井の平角三号は一万円を降る事はない。 このため、今般のB電池も高騰は不可避で、落札価格は数万円になると考え、参加記念として6,500円のみを応札し寝てしまった。しかし、朝起きてみれば、なんと、5,250円で小生に落ちており、誠にビックリであつた。 期せずして、戦前のバツテリーラジオ用乾電池の収集は大きく進んだが、肝心の軍用乾電池の入手はサッパリである。なんとか、こちらの収集も大きく前進させ、一日も早くモックアップ電池の展示、装備より脱却したいものである。 ところで、撮影をする為戦後の電池管式ポータブルラジオ用のB電池を引っ張り出してきたが、この際、A電池用の単2、少年向けトランジスターラジオ用の単5乾電池が未入手である事に気がついた。このため、何とかして近日中に昭和60年代のこれら乾電池も入手し、ポータブルラジオの原状を撮影してみたいものである。
(本資料は2012年5月に掲示を行なったが、まもなくリンク切れとなる。このため記録を残すため再掲示を行なった。) この度、地1号無線機に関わる写真資料を入手した。地1号無線機は第4次制式制定に於いて兵器化された陸軍航空部隊用の遠距離対空通信機材であるが、事務局はこれまでに、本機材を構成する送信機の現存物や写真資料を確認したことがなく、今般漸くその構造を知る事が出来た。 しかし、写真に見る「地1号無線機・送信機」の外観は、国立公文書館が所蔵する「超重無線機甲審査原簿」に収められた本機の初期試作送信機、「110号2型」と非常に類似しており、驚くことにもなった。超重無線機とは第四次制式制定に向け研究審査が行われた陸軍野戦部隊用の遠距離通信機材で、一部が完成し、整備が進められた。 このため、参考資料として、以下に地1号無線機の開発に関わる経緯及びその概要を纏め、また、超重無線機については別途、開発の経緯及び地1号無線機との関係について掲示を行いたいと考えている。 なお、超重無線機の試作送信機、110号2型の写真は追加資料の項に掲示した。航空部隊用無線機材の開発 昭和11年（1936年）、陸軍無線器材の研究審査機関である陸軍通信学校研究部は第3次制式制定を実施した。本制定により陸軍は漸く外国機材の依存より自立し、また、短波・超短波帯の利用により装置は小型化、軽量化され、機能・性能は飛躍的に向上した。 当時、航空部隊用無線装置の研究審査は陸軍通信学校研究部が行っており、本制定により陸軍航空部隊は対空通信機材として遠距離用の「94式対空1号無線機」(通信距離1,000Km)及び、中距離用の「94式対空2号無線機」(500Km)を兵器化した。しかし、対空一号は装置が大がかりで取扱いが複雑なため、航空部隊用としては僅か3機で不整備となり、以後は周波数の選定により、対空2号を遠距離用機材として使用することになった。 また、航空機用としては中距離用の「94式飛2号無線機」(500Km)及び、戦闘機用の「96式飛3号無線機」(10km)を制式化したが、計画された遠距離用機材、飛1号は装置が過大で不採用となった。第4次制式制定 第3次制式制定が完了すると、陸軍通信学校は直ちに次期後継機材について研究に着手した。この頃より航空部隊の増強、拡大は目覚ましいものがあり、その通信距離は飛躍的に拡大し、用途も複雑化していった。このため、昭和12年(1937年)4月、これまで陸軍通信学校研究部が実施していた航空部隊用無線機材の研究審査業務を、陸軍航空技術研究所が直接実施することになった。業務の移管により、当時研究審査中であった航空無線通信機材はそのまま航空研究所に引継がれ、併せ研究要員の一部も移動した。 移管当初に於ける航空技術研究所の研究審査は、それまでに研究が進んでいた機材各種を、進歩が著しい航空機の構造、運用形態に即応させることであった。本作業は概ね昭和13年(1938年)の後半に完了し、続いて飛行機の種類(飛行距離別)に対応する新体系が立案され、昭和14(1939年)年から暫時以下の機材に関わる実質的な審査に着手した。 航空機用無線機材1. 遠距離飛行機用、爆撃機搭載用、通信距離1,000Km2. 中距離飛行機用、中型飛行機に搭載、通信距離500Km3. 近距離飛行機用、戦闘機に搭載、電話主体、通信距離100Km 上記研究審査により、後に制式制定された機材は「99式飛1号無線機」(爆撃機用)、「99式飛2号無線機」(中型機用)、「99式飛3号無線機」(戦闘機用)である。昭和15年以降になり、爆撃機の編隊内通信用電話機材及び編隊中間指揮官機用の2系統通信機材が追加されたが、両機は「99式飛4号無線機」(通信距離50Km)、「99式飛5号無線機」(500km)として兵器化された。地上用無線機材1. 遠距離通信用、遠距離飛行機用と対向し通信距離1,000Km、空中線出力500w2. 中距離通信用、中距離飛行機用と対向して通信距離500km、空中線出力150w3. 近距離通信用、地上用無線機に対向して通信距離100km、空中線出力50w 上記研究審査により制式制定された機材は「地1号無線機」、「地2号無線機」、「地3号無線機」である。昭和15年(1940年)に空輸挺進隊(落下傘降下部隊)が創設された。このため、本部隊用として地3号無線機を改良し、周波数の選択(上限20,000KHz)により最大通信距離1,500kmを目途とする機材の開発が行われ、「地4号無線機」として兵器化された。また、上記以外にも超遠距離通信用や戦闘指揮所用無線機他が若干整備されたが、これらが制式制定機材であったのかは不明である。「地1号無線機」 地1号無線機は陸軍航空部隊の遠距離用対空通信機材で、第三次制式制定の後、航空部隊用としては不整備となった94式対空1号無線機の実質的後継機である。本機の対空通信距離は電信で1,000km以上、送信周波数は2,500-13,350KHz、受信周波数は140-20,000KHz、電波形式は電信(A1)、変調電信(A2)、電話(A3)で、運用形態はブレークイン方式である。本機の運用は、通常装置を送信所と受信所に分け設置し、受信所より遠隔操作機(遠操機)を介して送信機を遠隔運用した。地1号無線機諸元用途: 対空通信通信距離:1,000Km送信装置送信周波数: 2,500-13,350KHz、電波型式: A1、A2，A3送信機: 出力(A1)1kW、(A2・A3)400w、水晶又は主発振UY-511B、緩衝増幅UV-1089B、電力増幅UV-815 x2P.P.(プッシュプル)構成、音声増幅1段Ut-6L7G、音声増幅2段UZ-42、音声制御KY-84、格子変調UV-845電源: 8馬力発動発電機送信空中線: 逆L型又はダブレット型、柱高12m、水平長35m、地線: 地網4枚受信装置受信機: スーパーヘテロダイン方式(AGC機能付)、高周波増幅2段、中間周波増幅2段、低周波増幅2段受信周波数: 140-20,000KHz中間周波数: 65KHz(受信周波数140-1,500KHz)、450KHz(1,500-20,000KHz)帯域濾波器: 450KHz水晶式濾波器電源: 蓄電池及び直流変圧器、交流式電源受信空中線: 逆L型「地1号無線機」各装置概説送信装置 本機は発振・緩衝増幅・電力増幅方式で、発振は五極管UY-511B、緩衝増幅が五極管UV-1089B、電力増幅は四極管UV-815二本によるP.P.構成、送信出力はA1(電信)で1,000Wである。発振はハートレー回路の変形で、水晶片を装備して発振を行うが、取外すと自励式発振器として動作する。発振・緩衝増幅・電力増幅各段の同調コイルは、同調範囲可変用切替器を装備した差替式で、運用周波数帯に応じ変更を行う。電力増幅段は並列同調タンク回路方式で出力側には空中線同調用として、可変式の延長線輪及び可変式蓄電器が装備され、調整により1/4、3/4波長で固定式空中線に同調させる。電鍵回路は緩衝増幅管UV-1089Bの第三格子電圧制御方式で、ブレークイン方式のため、回路は継電器により動作する。 電話・変調電信用の変調回路は7極管Ut-6L7G、五極管UZ-42による音声増幅2段及び、変調用3極管UV-845により構成され、変調方式は電力増幅管の第一格子変調である。本回路はUt-6L7Gの一部と双二極管KY-84で構成される自動音声利得調整機能を具えているが、94式対空2号無線機・送信機とは異なり、音声による送信機制御機能(ボーダース機能)は装備していない。本機の運用は、電信がブレークイン方式、電話はプレストーク方式である。 送信機電源装置 本機の電源装置は発動発電機及び配電盤により構成されている。発動発電装置は単気筒8馬力の2サイクルガソリン機関及び高圧・低圧直流発電機により構成され、発動機の回転数は3,000/rpm、高圧発電機出力は2,200V及び1,100V、低圧発電機出力は800V及び15Vである。配電盤は電源装置の監視・保護装置で構成され、発電装置を制御する。「地1号無線機」受信装置 地1号無線機を構成する受信機は高周波増幅2段、中間周波増幅2段、低周波増幅2段のスーパーヘテロダイン方式で、AGC機能及び唸周波発振器(BFO)を具えている。対応周波数は140-20,2000KHzで、この周波数帯を差替え式線輪9本で受信する。本受信機は安立電気により開発されたが、構造は設計に際し参考とした米国ナショナル社製の受信機HROの影響を強く受けている。 地1号無線機を構成する受信機の機材標記は「地1号無線機・受信機」で、本機には原型及び改良型があると考えられる。また、本機とは別に、構造が殆ど同一の「地1号受信機」と標記される受信機各型がある。しかし、「地1号受信機」は資料や現存機から勘案して、大戦後期に導入された陸軍航空部隊用の汎用受信装置を構成する受信機で、「地1号無線機・受信機」の波及型であると考えられる。このため、分類・管理は「地1号無線機・受信機」とは異なり、標記が「地1号受信機」になったと考えられる。 上記により、「地1号無線機・受信機」各型の概要については追加資料の項に掲示し、「地1号受信機」については別項で、その開発と各機の概要について概観する。 「地1号無線機」の導入時期 第四次制式制定機材の研究審査は昭和13年(1938年)より本格化し、昭和20年(1945年)にまで及ぶため、戦局の悪化による混乱他により、完成各機の導入時期はハッキリしない。このため、地1号無線機についても判然としないが、国立公文書館アジア歴史資料センターの所蔵資料には、陸軍航空本部が昭和17年10月に地1号無線機及び地1号方向探知機を南方軍第三航空軍第二独立飛行隊に支付したとの書類が残っており、これが、事務局が確認した本機材に関わる最も古い記録である。また、これまでに確認出来た「地1号無線機・受信機」、地2号無線機、地3号無線機の製造年月は、何れも昭和18年以降である。 通常最新兵器は試製の段階に於いても真っ先に前線へ送られる。このため、地1号無線機が最初に導入されたのは昭和17年の中ごろで、「地」各型の整備、配備が本格的に進んだのは昭和18年以降ではないかと考えられる。写真補足 掲示は今般入手した写真に含まれていた「地1号無線機・送信機」で、外観構造は超重無線機の試作送信機である110号2型と非常に類似している。装置最上段の計器類は各部の電圧・電流表示計である。装置右側下部が発振部で、開かれた扉内部に発振管UY-511Bが、上部には同調用可変蓄電器が配置されている。上段が緩衝増幅部で、左が同調コイル、右に増幅管UV-1089Bが装備されており、上部に同調用可変蓄電器が配置されている。 装置中央上段が電力増幅管UV-815で、写真では確認出来ないがP.P.構成のため装備は二本である。下段が変調部で、音量調整器、音量表示計他が配置されている。装置左側上段は電力増幅部及び空中線同調回路である。下段には電源投入器、電鍵・送話器端子他が配置されている。 なお、本機の製造は超重無線機の試作送信機110号2型と同じ東京電気株式会社である。 下記URLに本項に関連した追加資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2012apr23.html
掲示写真は「地1号受信機」である。従来事務局は、本機は地1号無線機を構成する受信機の後期型であると考えていた。しかし、調査・検討の結果、「地1号受信機」は地1号無線機とは管理が異なる、航空部隊地上用(地型)の汎用受信機であるとの結論に到った。 このため、まず、本受信機の導入に関わる経緯について考えてみた。問題の所在 大戦末期になり、陸軍は無線装置の型式標記方法を変更した。本式では、新たに製造・導入される機材については、無線装置を表す「ム」に管理番号を併せ表記する方式となり、改修機材には「改」表示を付加することになった。「地」関連機材では、地2号無線機は「ム62」、地3号無線機は「ム63」であり、このため、未確認ではあるが、地1号無線機には当然「ム61」標記が割り当てられたと考えられる。 しかし、地1号受信機の簡易型である「地1号受信機2型」を改修した末期型の標記は「ム65二型改受信機」であり、明らかに「ム61」とは扱いが別で、両機材の管理が異なることを示しており、従来の考えに疑問が生じた。無線装置の表示方式 陸軍の場合、無線装置を構成する機材は「地1号無線機・送信機」、「地1号無線機・受信機」の様に分類標記され、銘板や回路構成図の表示も同一である。このため、確認された地1号無線機の送受信機に添付された銘板や構成図の標記もこれに符合する。しかし、従来事務局が地1号無線機を構成すると考えていた受信機の銘板及び回路図標記は、「地1号受信機」であり、「地1号無線機・受信機」ではない。「地1号受信機」の開発と導入 地1号無線機は航空部隊の遠距離通機材であり、使用目的からして、その生産台数はさほど多くはなかったと考えられる。一方、「地1号受信機」と標記される受信機の現存機は類型の「ム65二型改受信機」を含めると相当数に上り、一部受信機の収容箱には「外務省」と表示されたものもある。このため、「地1号受信機」は地1号無線機を構成する受信機とは別に、数多くが整備されたものと考えられる。 現存機の製造年月より推測して、「地1号受信機」の導入時期は昭和18年の後半と考えられるが、戦争中期以降になると戦局は緊迫し、対空・基地間通信・敵通信傍受等に、既設無線装置とは別に、大量の受信機が必要となった。このため、陸軍航空本部は既設の「地1号無線機・受信機」を量産に適した構造に改修し、航空部隊用の汎用受信装置「地1号受信機」として大量に導入したのではないかと推測される。この場合、本受信装置は当然「地1号無線機」とは管理が異なるため、無線装置の型式標記方法が改訂された際、表示は「ム61」ではなく、「ム65受信機」になったと考えられる。 以上により、事務局は、「地1号受信機」は「地1号無線機」を構成する受信機とは別に、航空部隊用の汎用受信機として開発、導入されたものと考える。 なお、型式標記改訂以降に製造された地1号無線機があるとすれば、受信機の標記は「ム61・受信機」と考えられる。また、受信機に「地1号受信機」が流用された可能性も有るが、この場合の型式標記については既設受信機との関係もあり推測がつかない。「地1号受信機」について 本受信機は「地1号無線機・受信機」改良型を基に開発された陸軍航空部隊の汎用受信機で、その導入は昭和18年の後半と考えられる。本機の回路構成は「地1号無線機・受信機」改良型と大差はないが、構造は大分簡易化されている。 地1号受信機は高周波増幅2段、中間周波増幅2段、低周波増幅2段のスーパーヘテロダイン方式で、AGC機能及びBFOを具えている。対応周波数は140-20,2000KHz(原型)で、この周波数帯を差替え式線輪9本で受信する。本受信機には原型及び2型、ム65二型改等があり、構造、運用周波数等が各型により異なる。以下では本受信機の性能及び構成について概観する。 なお、各型の概要については追加資料の項に掲示した。「地1号受信機」性能評価試験 本受信機は陸軍航空部隊の汎用受信機と考えられ、類型を含めた現存機数はかなりの数に上る。しかし、残念ながら、「地1号受信機」の性能を定量的に評価した資料を当館は所蔵していない。このため、今般「地1号受信機」に関わる性能評価試験を、当館が日頃お世話になっている軍用無線器機の収集家、山田忠之殿にお願いした。山田殿はかって、JRCエンジニアリングの社長を務められた本分野の専門家であり、試験評価にはこの上ない人物と考えられる。 また、本測定作業に関連し、収集家各位のご協力を頂き、これまでハッキリしなかった1号IFTの中心周波の調査を併せ行った。この結果、報告された中心周波数は65KHzの上下2〜3KHzに収斂したため、1号IFTの中心周波数は65KHzであろうと考えられる。このため、本稿では1号IFTの周波数表記を65KHzに統一した。 なお、山田殿に御寄稿頂いた本受信機の試験測定結果及び評価については、追加資料の項(002)に掲示した。「地1号受信機」(原型)概要 本受信機の空中線は単線式で、空中線入力側には切替式入力可変器及び、空中線共用回路を備えている。フロントエンドは五極管UZ-6D6による高周波増幅回路2段、第一検波は五極管UZ-6C6による周波数混合回路及び、UZ-6C6による局部発振回路により構成されている。局部発振回路はハートレー発振方式で、出力を周波数混合管の第3格子に注入している。各段の同調回路は4連式可変蓄電器により構成され、高周波増幅段、第1検波段にはトラッキング用として、手動補正式の小容量可変蓄電器が付加されている。 同調ダイアル機構は単一なギャ式で、360度を10分割した副尺付同調ノブにより、100度目盛りのドラムを回転させるが、周波数は差替式コイルに添付された置換表により読み取る。 中間周波増幅回路はUZ-6D6二本による2段増幅方式で、中間周波数は受信周波数140-1,500KHzが65KHz(一号IFT)、1,500-20,000KHzが450KHz(二号IFT)で、中間周波数の変更はプラグイン式IFTユニットを受信機上部から差替えて行う。本受信機の手動利得調整は中間周波増幅管のカソード電圧を可変して行う。 中間周波増幅2段出力側と検波回路の間には、帯域幅を可変する濾波器が装置されている。本濾波器は450KHzの水晶片1個使ったブリッジ平衡式で、帯域の可変は中和蓄電器によって行い、可変範囲は大凡0.25〜8KHzであるが、挿入損失が約5db程度有る。なお、1号IFT使用の場合、濾波器は動作しない。 第二検波は複合管Ut-6B7の二極部で行い、低周波出力は5極部及びUZ-6C6による2段増幅である。電信復調用のBFO回路はUZ-6C6によるハートレー発振回路で、出力をUt-6B7の二極部に注入している。 本受信機はAGC機能を備えており、検波回路より取出したAVC電圧を高周波増幅1段・2段及び、中間周波増幅1段・2段を構成する各管の第一格子に加圧している。AGC機能の接・段は電信・電話切替器により行われ、電話モードの場合は接、電信の場合は断となる。 なお、「地1号受信機」は「地1号無線機・受信機」とは異なり、電信・電話切替器により、第二低周波増幅管の第2格子回路を変更し、音量を大・小に切替える機能は具えていない。「地1号受信機」原型諸元受信機構成: スーパーヘテロダイン方式(AGC機能付)、高周波増幅2段、中間周波増幅2段、低周波増幅2段受信周波数: 140-20,000KHz中間周波数: 65KHz(受信周波数140-1,500KHz)、450KHz(1,500-20,000KHz)帯域濾波器: 450KHz水晶式濾波器電源: 蓄電池及び直流変圧器、交流式電源受信空中線: 逆L型写真補足 掲示は「地1号受信機」の原型である。パネル構造は前面上段右より、空中線端子(上部が単空、下部が共空)、第一高周波補整蓄電器、第二高周波補整蓄電器、同調ダイアル目盛、検波補整蓄電器、選択度調整器(水晶式濾波器)、音色調整器(BFO)。中段右より、地線端子、空中線入力切替器、同調ダイアル、音量調整器、電話・電信切替器。下段右より、差替式線輪、線條・陽極電圧接・断器、受話器端子である。下記URLに本項に関連した追加資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2012apr22.html
(本資料は2011年12月に掲示を行なったが、まもなくリンク切れとなる。このため記録を残すため再掲示を行なった。) 先般、当館のHPに東京大学名誉教授である霜田光一先生よりご寄稿頂いた論文2稿を掲載した。この内「電波探知機・電波探信儀用鉱石検波器の研究」は大戦後期に先生が開発されたマイクロ波用鉱石検波器について纏められたもので、本鉱石により帝国海軍はマイクロ波帯用電波探知機の開発に成功し、また、不振を極めていた22号系水上警戒用レーダー・受信機のスーパーヘテロダイン化に成功した。 ところで、大戦中帝国海軍は各種の電波探知機(逆探)を兵器化したが、これらの幾つかは技術先進国であった同盟国ドイツより入手した機材や情報を基に開発されたと考えられる。また、ドイツに於ける各種電波探知機の開発は、英国のレーダー開発と不可分な関係にある。このため、霜田論文の掲載を機に、帝国海軍が開発した主要電波探知機について、英国やドイツに於ける電波兵器開発の経緯と併せ纏めてみた。英国に於けるASVレーダーの開発 1934年、ヒットラーを国家元首とする領土拡張的な軍事国家がドイツに誕生し、英国政府はその将来を危惧することになった。第一次大戦に於いて英国はドイツ空軍にロンドンを爆撃され、また、潜水艦に補給路を跳梁された苦い経験があった。このため、英国はドイツとの戦争を予測して、既存の技術による対空監視用レーダーの開発を1936年より始め、1939年9月の開戦時には海岸線の殆どを網羅する対空監視網を完成させていたが、本レーダー網は世界初の対空早期警戒システムであり、後にChain Home(CH)と呼ばれた。1940年7月から10月の英国本土上空に於けるドイツ空軍との戦い、所謂「Battle of Britain」では、CHで敵侵入機の早期捕捉や迎撃機の効率的な運用を行い、劣勢な空軍力にも関わらず勝利した。 また、ドイツ海軍のUボート対策としては航空機搭載型の海上探索用レーダーASV(Air to Surface Vessel Radar)の開発を1937年の中頃より始め、1939年末には原型となるASV Mark Tを完成させ、英空軍(RAF)沿岸防備航空隊への配備を始めた。メートル波帯レーダーASV Mk.T ASV Mk.Tは運用周波数が240MHz(後に200MHzに変更)のメートル波帯レーダーで、送信管はWestern Electric社製の三極管316A二本によるP.P.構成で送信尖頭出力は2Kw、受信機は高周波増幅2段、中間周波増幅3段、低周波増幅2段構成のスーパーヘテロダイン方式である。標的の測定には等感度方式が採用され、このため送信用として半波長ダイポール型空中線が機首に、受信用は同型空中線が左右の両翼に各々装置され、画像表示はAスコープ方式であった。 ASV Mk.Tは故障が多く、動作も不安定で信頼性に欠けたが、1,000ton前後の中型艦船を約20km、海岸線を約90kmの距離から探知することが出来た。しかし、潜水艦に対してはほとんど効果がなく、このため主に視界不良時や夜間の航法支援装置として使用された。 潜水艦探知能力を向上させるため前面空中線の改良に加え、sideways-looking system(側面探索装置)の開発が進められた。本式は大型航空機の胴体後部に送信用として4本のマストを直列に立て、ここに水平ダイポール10基よりなる多素子空中線を装備すると共に、受信用として同型の空中線を機体の両側面に配置したものである。この空中線の指向性は機体の両側面方向であるため、当初の哨戒は利得の大きい本空中線により行い、標的発見後は前部の空中線に切替え、等感度測定法によりホーミングを行った。ASV Mk.Uの導入(追加資料001参照) 1940年にMk.Tの改良型であるASV Mk.Uが導入された。本機の送信管にはパルス用発振管VT90/CV1090が採用され、P.P.構成で尖頭出力は7Kwに増大した。運用周波数は176MHzに変更され、空中線系は若干大型化したが、装置の動作は安定した。空中線は前方探索用の八木型と「側面探査装置」で構成され、前方送信用4素子八木は機首に、等感度測定用の受信用6素子八木は各々が両主翼の先端部に若干外側に向けて装置された。本機の性能はMk.Tに比べ大分向上し、中型艦艇の探知距離は約70kmに拡大し、潜水艦の発見も可能となった。Mk.Uの導入により昼間に於けるUボートの発見率は20%も向上し、精度は低いながらもサーチライト(Leigh Light)を併用しての夜間攻撃も可能となり、英軍のASVはドイツ潜水艦隊にとり脅威となっていった。センチ波(マイクロ波)帯レーダー開発の端緒 RAFの技術陣は1939年以前より、航空機搭載用レーダーには戦闘機の機首にも装備が可能な小型で指向性の強い空中線が必要と考えていた。この実現には従来使用していたメートル波ではなく、波長10cm(3,000MHz)付近のマイクロ波の使用が不可欠であったが、当時この要求を満たす有効な発振管はなかった。 1940年の初め、バーミンガム大学のJ.T. RandallとH.A.H. Bootが陽極の多分割により波長9cm(3,300MHz)で、連続出力が400wの空洞共振型マグネトロンの開発に成功した。これを受け、英国は直ちにマイクロ波帯レーダーの研究を進め、艦艇搭載海上探索用、航法・爆撃用(H2S)、夜間戦闘機接敵用(AI)、航空機搭載海上探索用(ASV)等の各種PPI表示式レーダーを次々に開発していった。マイクロ帯ASVの開発(追加資料002参照) 洋上にある潜水艦のような小型艦艇の探知には、より解像度の高いマイクロ波帯レーダーが必要であり、メートル波仕様には限界がある。1940年2月にマイクロ波帯レーダーの本格的な研究が始まり、6月には陽極8分割の金属封印型マグネトロンCV-64の生産が開始された。 最初に開発されたレーダーは艦艇搭載型で、プロトタイプは1941年3月に完成し、コルベット艦に搭載された。本艦は同年11月16日にジブラルタル海域でドイツ潜水艦U-433を発見しこれを撃沈、マイクロ波レーダーの有効性を実証した。このレーダーはType 271として量産され、1942年5月までに200隻以上の艦艇に配備された。 航空機用接敵レーダーであるAI(Airborne Interception)は1942年3月に試作機が完成し、AI Mk.Zとして導入され、1942年8月には量産型としてAI Mk.[が完成した。 ASVの開発はAIに比べ遅く、潜水艦に対する効果確認試験は1941年4月より実施されたが、実際の飛行試験は12月以降のことであり、1942年の夏になり漸く生産に関わる準備が始まった。しかし、1942年9月30日、RAFは爆撃司令部が進めていた航法・爆撃用の地表探索レーダーH2S の製造を優先させるため、ASVの開発計画を一時保留した。 RAFは１９４2年1月，H2Sの実験装置で最初の飛行試験を行い、高度2,000mで鮮明な地表図をブラウン管上に、360°で表示することに成功した。3月17日にはより実用的な装置をハリファックス爆撃機に搭載して実験が行われ、実用化の目処が立った。この結果を受け、７月１５日に首相官邸で行われた上級会議でH2Sの導入が決定され、チャーチル首相は早速10月半ばまでに同型のレーダー200台を生産、導入するよう空軍側に強く要望した。 この時期、撃墜された英軍爆撃機よりH2Sがドイツ側に鹵獲されることを考慮して、送信管にマグネトロン、クライストロンの何れを使用するかが問題となった。クライストロンの出力はマグネトロンに比べ十分ではなかったが、マグネトロンを使用した場合、早晩その最新技術をドイツは入手することになる。しかし、装置の性能が優先され 送信管にはマグネトロンを使用することが決定された。 H2Sの開発はスキャナの不具合により当初の計画より二ヶ月遅れ、1942年の年末に完了し、まず24機のハリファックス、スターリング爆撃機に搭載された。１９４３年１月深夜，H2S を搭載した爆撃機の先導により、１００機のランカスターがハンブルグ市を爆撃して大きな成果を上げ、その優秀さが証明された。しかし、早くも2月3日、本機を搭載した爆撃機がオランダのロッテルダムで撃墜され、H2S は独空軍に回収されることになった。以後、H2S系レーダーは枢軸国の間で「ロッテルダム装置」と呼ばれることになる。 ASVに優先して開発されたH2S Mk. Iは非常に優秀なレーダーであった。元来機上より海上を探索するASVと地表を探索するH2Sは同類のレーダーであり、H2Sは開発中であったASVに大きな影響を与えることになった。H2Sは高度6,000mで飛行する爆撃機用レーダーであるが、対潜哨戒機は高度600mで飛行する。このため、特に空中線系が再設計され、前方60°スキャン型空中線が開発された。本機は1943年の初頭に、よりH2Sに類似したASV Mk.Vとして完成し、沿岸防備航空隊への配備が始まった。 最初に導入されたASV Mk.Vはウエリントン爆撃機に装備された。1943年3月1日より本機によるビスケー湾の対潜哨戒活動が開始され、 3月18日には発見したUボートに対する最初の攻撃が行われた。ASV Mk.Vに習熟した航空隊は5月までにビスケー湾を水上航行する殆どのUボートを発見出来るようになり、効果的な攻撃を行った。 ASV Mk.Vの導入によりUボートの発見率は劇的に改善し、この時期艦船の損失は1ヶ月400,000tonから100,000tonにまで減少した。 一方、ドイツ海軍は4月、5月の二ヶ月で56隻のUボートを失い、潜水艦隊司令部はその原因を巡り混乱していた。RADLAB(Radiation Laboratory)の活動 戦前より米英両国は軍事に関わる技術情報の相互交換教協定を結んでおり、レーダーに関わる情報も両国の研究機関で共有されていた。1940年9月、英国の技術使節団がワシントンを訪問した際、大統領府の国家防衛研究委員会との協議で米国に対しマイクロ波による迎撃用及び対空射撃管制用レーダーの開発を提案し、開発に成功したマグネトロン(波長9cm)のプロトタイプを設計情報と共に提供した。この勧告に従い、マイクロウエーブ委員会は大学の物理学者を中心とするレーダー開発の研究所を設立することを決定し、その運営管理はMIT（Massachusetts Institute of Technology）に委託されRADLABと命名された新研究所が発足した。 当時米国はメートル波、デシメートル波による基本的な警戒、射撃管制用レーダーの開発を完了していたが、マイクロ波帯レーダーはまだ未開発であった。しかし、以後RADLABに於ける組織的な研究の成果はめざましく、1942年の後半になると波長6cm(5,000MHz)、3cm(10,000MHz)、の新型マグネトロン及びその周辺技術が次々と開発されていった。1944年には波長3cmの地表探索レーダーH2Xが実用化され、本機の完成度は非常に高いものであった。1942年12月、霜田光一先生は有明海に墜落したB-29より回収されたWestern Electric社製の航法・爆撃用レーダーAN/APQ13の技術調査に参加されたが、本機はH2Xの類型であり、この型のレーダーは戦後20年近くも各分野で使い続けられた傑作機であった。写真補足 ASV Mk.Uを装備した対潜哨戒機B24 Liberator。本機は機体上部及び両側面に「側面探査装置」を、前方探索・ホーミング用として機首に送信用4素子八木、左右の主翼に各受信用6素子八木を装備している。また、前部胴体下部のラドーム内にはASV Mk.Vのスキャナを搭載していると考えられる。 下記URLに本項に関連した追加資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011oct27.html写真出典: Reflections on the Early History of Airborne Radar(Dave Trojan)
1940年の中頃より、英空軍(RAF)は水上監視用レーダーASV Mk.Tの改良型であるMk.Uを導入し、Uボートの探知に成果を上げ始めた。この時期、夜間にビスケー湾を水上航行するドイツ潜水艦が突然英軍機の攻撃を受けるようになり、当初潜水艦隊司令部は敵が赤外線暗視装置を導入したのではないかと考えた。しかし、奇襲は昼間でも起こるようになり、また、ある夜間攻撃では、英軍機はUボート上空を低空で通過した後反転し、強力なサーチライトを点灯し攻撃を仕掛けてきた。このため、英軍が新たに装備したのは赤外線装置ではなく、海上探査用レーダーであるとの結論に至り、また、6月には北アフリカ戦線で撃墜したウェリントン爆撃機よりASV Mk.Tが発見された。 ドイツ海軍は直ちに英軍ASVに対応する電波探知機の配備、開発を始めるが、以下ではその主要機材について概観する。FuMB-1 Metoxの導入(追加資料003参照) 英軍に於けるASVの使用が明らかになると、ドイツ潜水艦隊司令部は直ちに対抗措置を講じ、1940年の夏までに、全Uボートに電波探知機FuMB1 Metoxを配備する。FuMBとはドイツに於ける受動的な電波兵器の総称であり、これに対しレーダー等の能動的装置はFuMOと表記された。Metoxは占領下フランスの電気メーカーが製造していたメートル波帯用のスーパーヘテロダイン式受信機で、名称は開発者であるMetox Grandinに由来すると伝えられている。当時、ドイツ海軍には英軍のASV Mk.T・Uに対抗する艦艇用の適当な受信機が無く、このため、必要に迫りフランス製のMetoxを急遽調達したと考えられるが、本機は汎用の民需用受信機であった。Metoxには60-160MHzを受信するR-203型及び、113-240MHzを受信するR-600型の二機種があるが、水上艦艇は両機を、UボートはR-600型のみを搭載した。Metox用空中線Biscay Cross MetoxのUボートへの配備は緊急を要したため、潜水艦用空中線を開発する十分な余裕は無かった。このため、当初は十字に組んだ木枠に、水平偏波、垂直偏波に対応する空中線素子を取付けた簡易な手持式空中線「FuMB空中線2型」が導入された。潜水艦が浮上すると担務員はハッチより空中線と共に飛び出し、木枠を回転させながら敵レーダー波の探知をおこなったが、本空中線はその形状より「ビスケー湾の十字架」(Biscay Cross)と呼ばれた。 ドイツ海軍はその後、専用受信機の開発と併せ、有指向性空中線(ラケット型)や、無指向性空中線(ルンド型)の開発を行いASVへの対策を進めていく。Metox(R-600型受信機)緒元対応周波数: 113-240MHz受信機方式: スーパーへテロダイン電波型式: A1、A3構 成: 高周波増幅段無し、中間周波増幅2段、低周波増幅2段中間周波数: 650KHz構成真空管: 4671(UN-955相当) x4、EF-14 (5極管)x2、EF-13(5極管)、EBC-11(双2極、3極管)、EL-11(電力増幅用3極管)、EZ-12(全波整流管)、STV-150/200(定電圧放電管)空中線: FuMB空中線2型(Biscay Cross)一次電源: 220V/WFuMB-8 Wanze(追加資料004参照) 本機はMetoxの後継機として1943年8月に導入されたメートル波帯用の電波探知機で、対応周波数は54-250MHz、原型と局部発振回路からの輻射を抑えた改良型がある。Wanzeはブラウン管(CRT)画像表示機能を備えたバンド内自動スキャン方式の受信機で、構成はスーパーヘテロダイン方式、CRTは中間周波帯域内の信号を監視するスペクトラムスコープであったと考えられる。本機の空中線には円形の金網状構造物にダイポール型空中素子二本立てた無指向性型「FuMB空中線3型」が使用されたが、この空中線はその円形構造からルンドダイポール(Runddipol)と呼ばれた。 この時期RAFはASV Mk.Uに替え、マイクロ波帯(3,300MHz)を使用したMk.Vへの移行を進めていた。このため、ドイツ海軍のASV対策もマイクロ波帯に移行し、Wanzeの実動期間はそう長くはなかった。Wanzeと帝国海軍潜水艦 大戦中帝国海軍は進んだドイツの軍事技術を導入するため、数次にわたり連絡用潜水艦を派遣した。第二次派遣でドイツに向かった伊号第8潜水艦は途上アゾレス諸島西方でU-161と会合し、電波探知機を受領、併せ連絡将校1名と操作要員の下士官2名が移乗した。この時持込まれた探知機及び空中線について、吉村昭著「深海の使者」(文芸春秋)には以下の記述がある。「ドイツ海軍の運び込んできた電波探知機の受信空中線は、鉛筆ほどの太さしかない二本の真鍮製の棒で潜望鏡支基の上部に取り付けられたが、呉海軍工廠で装備した電波探知機の空中線に比べるとはるかに構造は簡単で、大きさも数十分の一しかない。さらに日本製の空中線の操作は艦内にもうけられたハンドルで回転させるのだが、ドイツ製の空中線は艦内の受信機に接続され、操作も極めて容易であった。・・・電波探知機の装備を終えた翌八月二十二日、早くも探知機に緑色像が浮かび、それ以後しばしば電波が感知された。」 上記により、ドイツ海軍が伊号第8潜水艦に持ち込んだ電波探知機はCRTによる視覚表示機能を具え、2本のエレメントにより構成された空中線を装備するWanzeであったと考えられる。Wanzeの導入時期は伊号第8潜水艦のドイツ到着と重なり、このため、無事呉に帰投した同艦や寄贈潜水艦U-511によって、本探知機は我が国に持ち込まれたと考えられ、海軍のメートル波帯電波探知機の開発に影響を与えることになった。FuMB-4 Samos(追加資料005参照) 本機はMetoxの後継機として開発されたメートル波帯用電波探知機の一機種であるが、Wanzeと同様に導入時期がマイクロ波帯への移行過渡期であり、使用期間は長くはなかったと考えられる。Samosは高周波増幅段無し、中間周波増幅4段、低周波増幅2段構成で、第一検波には双二極管極管RD12Gaによる平衡検波方式が採用され、局部発振回路からの輻射に配慮している。空中線には有指向性のラケット型「FuMB 空中線4型・5型」が使用されたが、無指向性のルンド型空中線も併用されたと考えられる。Samos緒元対応周波数: 90-470MHz受信機方式: スーパーへテロダイン電波型式: A3・F3(FM)構 成: 高周波増幅段無し、中間周波増幅4段、低周波増幅2段中間周波数: 2,500KHz構成真空管: 第一検波RD12G(双2極管) 、局部発振RD12Ta(3極管)、マーカー発振(RD12Ta)、中間周波増幅4段EF13(5極管) x4、第二検波(FM検波)EB-11(双2極管)、低周波増幅2段EF13 x2、両波整流EZ11(双2極管)、定電圧放電7475空中線: ラケット型「FuMB 空中線4型・5型」一次電源: 交流220V写真捕捉 Metoxを構成したR-600A型受信機。本機はR-600型の改良型でマジックアイが追加されたが、基本回路は原型と大差がないと考えられる。 下記URLに本項に関連した追加資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011oct27.html写真出典: : photo courtesy of Mr. Ted Gierlach
開発の端緒 電波探信儀(電探)の研究が進むにつれて、敵方のレーダー波を探知して、先に敵を発見しようとする考えが生まれた。1942年(昭和17年)6月、戦艦伊勢、日向における第二回電探実験の際、伊勢の21号電探波を、僚艦山城に設置した同型受信機(簡易空中線を使用)で傍受実験を行い、大凡4,000m迄高感度で受信出来ることが確認された。この結果、用兵側より安易な電波の発射に関わる危険性と、敵レーダー波を傍受する通称「逆探」と称される電波探知機の必要性が提起され、1942年(昭和17年)10月から専用受信装置の本格的な研究が始められた。 先取防衛用兵器である電波探知機は、日本海軍の伝統である攻撃兵器重視の考えに必ずしも一致したものではなく、当初は電探と同様に本装置に対する理解は十分ではなかった。しかし、戦争後半になるとレーダーを駆使した連合国側の攻勢が強まり、特に水上・対空監視に不利な潜水艦部隊からの要望は強いものがあった。このため、艦艇、航空機用の各種電波探知機が研究、開発され、その幾つかが配備された。電波探知機1型「E-27受信機」の開発(追加資料006参照) 艦艇用電波探知機の開発に当たっては受信機の簡易化、操作性、量産性が考慮され、対応周波数は75-300MHzとして、1942年11月、海軍技術研究所は七欧無線に試作機の製造を依頼した。この受信機は高周波増幅段無し、中間周波増幅5段、低周波増幅3段のスーパーヘテロダイン方式であったが、使用空中線については未だ確定がなされていなかった。1943年(昭和18年)1月、完成した試作機の検討が行われ、最終的に上限周波数を380MHz迄拡大し、1号電波探知機「仮称電波探知機E-27受信機」として兵器化されることが決定した。 本電波探知機はフロントエンドの差替えにより対応周波数帯を5バンドに分け受信する方式であるが、使い勝手は必ずしも良好ではなかった。しかし、用兵側の早期配備への要望は更に強く、結局改良されることなく直ちに量産が開始され、1943年4月より、ドイツ海軍のラケット型空中線の模倣型と併せ各艦艇への配備が始まった。 この時期、電波探知機を最も必要としていたのは潜水艦隊であった。しかし、水中深く潜行する潜水艦に対する空中線の艤装は非常に困難で、給電線の接続や防水には多くの問題があった。このため、本機の性能は必ずしも十分ではなかったが、E-27の配備は乗員の精神的負担を大きく軽減し、士気の高揚に貢献することになった。空中線の開発 メートル波帯用の電波探知機には広帯域型の空中線が必要であるが、当時技術研究所は開発の参考となる有効な資料を持ち合わせていなかった。1942年(昭和17年)10月末、技研の担当員は横浜に寄港したドイツ仮装巡洋艦10号艦(トーテルと推測)に装備されていた電波探知機用の空中線を艦外より観察し、類似品を作成して各種の実験を行った。この空中線は幅の広いラケット型空中線素子2基を金網状反射器の上に取付けた構造で、ダイポール型空中線の変形である。1943年(昭和18年)春になると神戸に仮装巡洋艦ミッヘルが寄港し、装備していた電波探知機Metoxとラケット型空中線の情報を入手する事が出来、本型の空中線を完成させることが出来た。 ラケット型に続き、1944年(昭和19年)になるとE-27受信機用の無指向性型空中線が開発された。海軍電気技術史にはこの空中線について以下の記述がある。「昭和19年後半に至り戦局の進展と共に探知機の使用を積極化しようとする空気が強くなり、数々の要望が付加された。従来の空中線、饋電線等に対し再検討が加えられ、新型空中線への研究が進められ、無指向性空中線としては独逸国のルンドダイポール(Rund Dipol-Round Dipole)よりも感度並びに指向性優秀な空中線が試作され成功を収めた」 上記のルンドダイポールとはドイツ海軍の電波探知機Wanze用の無指向性型空中線と考えられ、この空中線は円形に丸めた金網状構造物に2本の金属ロッドを取付けた構造である。前項でも言及したが、第二次遣ドイツ潜水艦である伊号第8潜水艦は途上大西洋上にてドイツ潜水艦と会合し電波探知機Metoxとルンド空中線を受領した。1943年8月6日にドイツよりの寄贈潜水艦U-511が到着し、12月21日には伊号第8潜水艦も無事呉に帰投した。これら潜水艦には当時の最新機材であるWanzeが搭載されていたと考えられ、海軍技術研究所電波研究部は入手したルンドダイポールの現物を参考に、無指向性型空中線を開発したものと考えられる。 記録(注)によると、伊号第8潜水艦は帰路途中、シンガポールに於いて、第四次遣ドイツ潜水艦である伊29に自艦のMetoxとルンド型空中線を移設した。伊29潜水艦は途上大西洋上にてドイツ潜水艦よりWanze及びマイクロ波用電波探知機Naxosを受理した。途上Wanzeが受信したレーダー波の方向を確認するため、手持ち反射板をルンド空中線の周囲に配置し、これを移動させ大凡の方向を確認している。E-27受信機緒元用途: レーダー波探知周波数: 75-400MHz構成: スーパーヘテロダイン方式、混合(UN-955)、局発(UN-955)、中間周波増幅5段(UZ-6C6 x5)、検波(UZ-6C6二極管接続)、低周波増幅3段(UZ-6C6 x3)電源: 艦内直流電源又は交流電源空中線: ラケット型空中線(指向性)、ルンド型空中線(無指向性)重量: 40kg製造: 七欧・住友、約2,500台電波探知機2型の開発 1944年(昭和19年)になると連合国側はレーダー波の被探知を防ぐため電波の発射時間を短縮するようになり、探索に時間を要するE-27受信機に代わる新たな探知機の開発が課題となった。1944年の中頃、この問題を解決するため全帯域一括同調方式の「電波探知機2型」が開発されたが、本機は設計・製造に不備があり兵器化に失敗した。海軍電気技術史には「短時間発射電波の補足の問題に対しては自動可視式のものが研究試作されたが、実用に十分なものは得られなかった。」との記述があり、この探知機はバンド内自動スキャン方式でCRT表示機能を備えたWanzeの国産型であったと推測される。「E-27受信機」の改良(追加資料007参照) 海軍技術研究所電波研究部は電波探知機2型の開発に失敗するが、この間戦局は急速に悪化し早期の対策が必要となった。このため、応急措置として既設E27受信機のフロントエンド部分のみを全帯域一括同調操作式に改良することが決定された。この高周波部はドイツ海軍の初期型電波探知機Metoxを参考に開発されたと考えられ、空中線同調回路及び局部発振回路は同一構造のレッヘル線回路で構成され、ショートバーの可変により80-400MHzを一括して受信するものである。本機の量産は直ちに開始され、大凡2,500台が各艦艇に配備され大戦終了まで使用された。「試製2式空7号無線電信機2型(FTB)」(追加写真008参照) FTBは大戦末期に開発された航空機搭載型の電波探知機で測定は等感度受信方式、開発元は海軍航空技術廠電気部である。本機は高周波増幅段なし、中間周波増幅6段、低周波増幅2段構成のスーパーヘテロダイン方式で、フロントエンドは第一検波が三極管UN-955二極管接続2本による平衡検波、局部発振波はUN-955によるコルピッツ発振の変形、空中線側は非同調である。同調操作にはモータードライブ方式を採用しているが、バンド内自動スキャン機能はなく、動作はスイッチによる手動制御である。 本機の受信周波数は81-660MHzと広域であるが、局部発振周波数はLCの構造から大凡150-200MHzと推測され、また、空中線側には同調回路が装置されていない。このため、FTBは局発の原発振周波数及び高調波により上側・下側ヘテロダインを行い、該当する全ての周波数を同時に受信する方式であったと考えられる。 空中線装置は切替器を介し接続される等感度測定式の指向性ラケット型空中線2基と、無指向性θ型空中線1基により構成されており、指向性のラケット型2基は各々が両主翼の先端に、無指向性のθ型は機体上部に装置されたと考えられる。構成空中線は通常θ型に接続されているが、ラケット型を選択すると左右の空中線が交互に自動切替えを行い、等感度測定が可能となる。このため、探索は無指向性のθ型で行い、レーダー波を受信した後は等感度測定によりホーミングを行う方式であったと考えられる。 FTBの信号受信は受聴式のため、レーダーのCRT表示とは異なり、左右空中線の出力を比較する等感度測定は非常に困難である。このため、従来無線航法で行われていたA/N方式を応用し、受信側でA/N信号を発生させ等感度測定を行う。 なお、FTBの完成は1945年(昭和20年)5月のため、実戦配備は行われなかったものと考えられる。試製2式空7号無線電信機2型緒元用途: レーダー波探知周波数: 81-660MHz構成: スーパーヘテロダイン方式、第一検波(UN-955 x2)、局発(UN-955)、中間周波増幅6段(FM2A05A)、第2検波(FM2A05A二極管接続)、低周波増幅2段(FM2A05A、UZ-41)測定方式:受聴式等感度測定空中線: ラケット型空中線(指向性)2基、θ型空中線(無指向性)1基電源: 直流変圧器(入力12V)完成月日: 昭和20年5月製造台数: 300台写真補足 掲示は試製2式空7号無線電信機2型(FTB)である。受信機前面左側、上部の蓋がヒューズ収容部、下部が音量調整器、左が受話器端子、下側の赤く塗ったコネクターが電源入力端子、右が電源スイッチ。中央部、扉内部は空中線の自動切替及びAN信号発生装置、下が空中線選択スイッチ、右のコネクターが空中線切替信号の出力端子。右側、上部の丸窓が周波数ダイアル、右下が同調手動/自動切替ボタン、その下が手動同調器であるが操作ツマミが欠落している、右端下部が空中線端子である。 下記URLに本項に関連した追加資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011oct27.html写真出典: photo courtesy of Mr. Michael Hanz (Smithsonian Institution)(注): 伊号潜水艦訪欧記(光人社NF文庫)
1942年の末、英国はマイクロ波帯(3,300MHz)レーダーH2S(地表探索、航法・爆撃用)の開発を完了し、直ちに爆撃機への配備を始めた。１９４３年１月にはH2S を搭載した航空機の先導によりハンブルグを夜間爆撃し、大きな成果を上げた。しかし、2月3日には本機を搭載していた爆撃機がオランダのロッテルダムで撃墜され、H2S はドイツ空軍に回収された。後にこのレーダーは枢軸国の間で、「ロッテルダム装置」と呼ばれることになるが、ドイツ空軍はその進んだ技術に驚愕し、直ちに模倣による同型のレーダー(コード名Berlin)、追跡用電波探知機(Naxos)、沿岸基地用探知機(Korfu)の開発及び、マイクロ波用高周波技術の早期確立を指示する。 しかし、当初「ロッテルダム装置」の情報はドイツ空軍が独占したため、RAFがマイクロ波式海上探索レーダーASV Mk.Vを導入すると、海軍はその対策を巡り混乱を極めることになった。探知機開発の契機 1943年の初頭よりUボートは搭載する電波探知機Metoxがレーダー波を感知しないにも関わらず、敵航空機の急襲を受けるようになる。損害の増加に伴いドイツ海軍潜水艦司令部は、敵が新たなUボートの発見方法を確立したとの結論を得るが、その原因については不明であった。しかし、状況は英軍がメートル波帯レーダーASV Mk.Uを導入し時期と類似しており、このため、潜水艦隊司令部は英軍が新たな周波数帯域での対潜用レーダーを開発したのではないかと考え、その可能性について海軍技術陣に打診した。しかし、不幸なことに、当時ドイツの技術陣はマイクロ波帯でのレーダー運用は有効とは考えておらず、敵がこの周波数帯のASVを導入したとは考えなかった。 奇襲の原因についてはハッキリしないが、電波兵器に関連しては敵がメートル波帯用電波探知機Metoxより輻射される局部発振波を探知している可能性があった。航空機を使って実測を行うと、高感度の受信機であれば、20km程度離れていても受信が可能な漏洩電波の輻射が確認された。都合の悪いことに、この時期ドイツ空軍は捕虜となった英軍パイロットから「潜水艦の電波探知機から出る微弱電波を探知する装置が出来ている。」との証言を得ていた。このため、デーニッツ提督は敵機奇襲の原因はMetoxにあると考え、1943年7月31日、本探知機の使用を全面的に禁止した。翌8月、ドイツ海軍は輻射に配慮した新型の電波探知機Wanzeの配備を始めるが、Metoxと同様に、敵レーダー波の感知が無いにも関わらず急襲は頻発し、11月5日にWanzeの使用も禁止された。 この時期に導入されたメートル波帯用電波探知機に、FuMB-10 Borkumがある。本機は鉱石検波・低周波増幅方式で当然局部発振回路は装置しておらず、電波の輻射とは無縁であった。しかし、Borkumもまた敵機の奇襲に対しては無力であった。ドイツ海軍は後にASV Mk.V対策として同型の電波探知機を開発するが、至近距離に於いてもBorkumはMk.Vのマイクロ波を探知することが出来なかった。Borkumの同調回路が高選択度であったとは考えられず、このため、装備した鉱石検波器がマイクロ波に対し感度がなかったものと推測される。 1943年12月、ドイツ海軍は漸く「ロッテルダム装置」の存在を知り、対抗用電波探知機の開発に着手した。当時ドイツでは、技術開発・生産に関わる統合的な施策を実施する国家科学研究局が設置されたが、この組織は官僚機構の弊害により十分に機能せず、新技術の開発部門は混乱していた。 開発が計画された探知機の多くは鉱石検波・低周波増幅方式であり、本式は構造が簡単なため、マイクロ波用鉱石検波器さえあれば製造は至って容易である。しかし、これら探知機の導入は1944年の8月近くであり、ドイツは研究部門の混乱もありマイクロ波用鉱石検波器の開発に手間取ったものと考えられる。 以下ではドイツ海軍・空軍が開発した主要マイクロ波帯用電波探知機について概観する。FuMB 7 /Naxos 本機はASV Mk.Vに対応するマイクロ波帯用電波探知機(2,500-3,700Mhz)で、Uボートに最も早く配備された装置と考えられる。詳細については不明であるが、空中線は放物線型反射器に蝶ネクタイ型の広帯域ダイポール素子を取付けた構造で、特段の同調回路は装置していなかった。空中線は非防水型で、潜水艦が浮上すると担務要員が艦橋の上部に設置し、回転は無線室より行える構造であった。受信機の構成は鉱石検波、低周波増幅方式で、以下で述べるFuMB 24に類似した機材であったと考えられる。鉱石検波器に問題があったのか、本機の性能は芳しくなくは、探知距離は5,000m程度であり、U-ボートは急速潜行を行っても安全深度には到達出来なかった。FuMB26 /Naxos、通称Tunis(追加資料009参照) 本機はSバンド(2,000-4,000MHz)用受信機FuMB 24の空中線部及び、Xバンド(8,000-10,000MHz)用受信機FuMB 25の空中線部により構成されたS・Xバンド両用の電波探知機で、信号増幅器は共用である。Sバンドを使用したASV Mk.V(3,300MHz)に対抗するマイクロ波用電波探知機を開発中の1944年初頭、ドイツ空軍は撃墜した米軍爆撃機より波長3cm(10,000MHz)のXバンドレーダーH2X(航法・爆撃用)を回収した。このため、対抗措置として急遽FuMB 25が併せ開発されたと考えられる。 FuMB 24は放物線反射器付空中線に鉱石検波器を、FuMB 25は小型ホーン型空中線に鉱石検波器を取付けた構造で、検波信号増幅器は5極管RV12P2000の6段構成である。両空中線部分は木製ポールの先端に背中合わせで取付けられ、担務要員は潜水艦が浮上すると空中線部と共にハッチより飛び出し、ポールを回転し周囲を探索した。これはメートル波帯用電波探知機、Metoxが導入された際に行われた方式と同一である。FuMB-23・28/Naxos FuG350 (追加資料010参照) 本機はドイツ空軍の機上用電波探知機で、電波の到来方向をブラウン管(CRT)に表示する可視式の電波探知機ある。この型のNaxosは夜間戦闘機に搭載され、H2S系レーダーを装備する敵爆撃機の捕捉に大きな成果をあげた。 装置は回転式誘電体型空中線、鉱石検波器及び波形表示用CRTを装備した低周波増幅器により構成され、回転式空中線は捕捉電波の到来方向を探知する。受信周波数は空中線の共振周波数で確定され、特段の同調装置は装備していない。 Naxosを開発中の1944年初頭、ドイツ空軍は撃墜した米軍爆撃機より波長3cmのH2Xを回収した。このため、本式のXバンド型の開発が行われたが、戦争終了までに完成させることは出来なかった。 なお、本機の構造、動作については追加資料で概観した。FuMB- 11・15/ Korfu E-351 (追加資料011参照) E-351受信機は独逸空軍が開発した海岸局設置型の対空監視用電波探知機で、2,000―12,000MHzのマイクロ波帯をA-E型の5機種で受信する。構成は第一検波が鉱石のWスーパーヘテロダイン方式で、局部発振管にはテレフンケン社が開発した小型マグネトロンRd2Md2が使用されている。空中線は電磁ホーン型で、海岸局に設置された手動回転式ポールの上部に装備されたが、垂直・水平偏波に対応するため開口部が前面より見て、菱形となるように取付けられた。E-351は2,000―12,000MHzを受信する場合A-E型の5機種を用意する必要があり、取扱いに不便であった。このため、後にフロントエンドのみを差替式とした改良型が導入された。 1944年の末にドイツ空軍はPPI式のマイクロ波レーダーBerlinを完成させる。本レーダーは「ロッテルダム装置(H2S)」を手本に開発されたもので、送信用マグネトロンLMS10はH2SのCV-64を模倣して作られた。H2Sの局部発振回路には反射型クライストロンCV67が使用されていたが、本管の模倣は困難であったのか、局発には小型マグネトロンRd2Md2が使用された。テレフンケン社がRd2Md2を開発したのが1944年の10月頃であり、このため、BerlinやKorfuはRd2Md2の開発成功により完成したと考えられる。独逸のレーダー開発に関わる若干の補足 開戦当初、ドイツのレーダー技術は連合国に勝っており、対空警戒用フライア(Freya)、艦艇用ゼータクト(Seetakt)、対空射撃管制用ウルツブルグ(Wurzburg)、夜間戦闘機接敵用リヒタンシュタイン(Lichtenstein)等の基本型レーダーの開発、配備は完了していた。これらは何れもメートル波、デシメートル波を使用したものであるが、動作は安定し性能も満足のいくものであり、ドイツの研究者は自国のレーダー技術に自信を持っていた。 この時期、ドイツの技術陣は、マイクロ波は物体に照射しても反射波は細いビームとなり散乱し、戻ってくるエネルギーが小さすぎてレーダーに使用出来ないと考えており、本帯域のレーダー開発には消極的であった。加え、1940年にヒットラーは戦争の短期終結を図るため「一年以内に成果を期待できない研究及び開発の一時中止」を決定し、国民の総力を戦場、軍需生産に投入した。この結果、マイクロ波の研究は中止され、以後ドイツのレーダー研究は2年間も遅滞することになった。 1942年になり、漸くレーダーが戦局に決定的な役割を果たすことが認識され、各部門の総力を結集し開発を推進することになった。このため、15,000人の科学・電気・機械関連の技術者が兵役から解除され、1943年1月には米国の科学研究開発局に似た国家科学研究局が設置され、技術開発・生産に関わる統合的な施策が実施された。しかし、この新組織は官僚機構に阻まれ十分な成果を上げることが出来ず、ドイツは連合国側の目覚ましい高周波技術の発達に対し、その遅れを取返すことはできなかった。写真補足 掲示はドイツ空軍の航空機用電波探知機FuG350 Naxos で、下側が回転式誘電体型空中線、上部に置かれたのが増幅部・画像表示部である。 下記URLに本項に関連した追加資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011oct27.html写真提供: photo courtesy of Mr. Arhur O. Bauerhttp://www.cdvandt.org/naxos.htm
帝国海軍は大戦の当初より水上警戒用マイクロ波帯レーダーである2号電波探信儀2型(22号)を兵器化していた。しかし、この電探は受信機が超再生検波方式のため、調整が極めて困難で、動作は不安定であり、兵器としての実用性は低かった。 マイクロ波帯用の電波探知機を開発するには、本帯域で効率よく動作する検波管や検波器が必要であるが、当時海軍技術研究所はこの何れをも所持していなかった。このため、スーパーヘテロダイン式の22号電探用受信機の開発も叶わず、マイクロ波帯用電波探知機の開発が行えるような状況ではなかった。これらの問題が解決されるのは、当時海軍術研究所の菊池技師門下として22号系電探の開発に携わっていた霜田光一先生(東京大学理学部大学院特別研究生)がマイクロ波用鉱石検波器を開発された後のことであり、このため、以下では先ず、帝国海軍に於けるマイクロ波帯レーダーの開発に関わる経緯について概観する。(追加資料012参照)22号系電波探信儀の開発 1941年(昭和16年)8月2日、電波探信儀の開発に関わる海軍大臣訓令を受け、海軍技術研究所電気研究部は日本無線と協力しマイクロ波電探100号の試作研究を始めた。当時技研電気研究部は日本無線との協同研究により、波長10cm(3,000MHz)で連続出力500wの水冷式マグネトロンM-3の開発に成功しており、マイクロ波の発振管については世界的レベルにあった。このため、送信管にはM-3の量産型M-312の使用が決まったが、受信機や空中線系を含む高周波回路に関わる技術は未だ確立されておらず、特に受信機の検波方式は問題であった。メートル波帯の対空監視用1号電波探信儀1型(11号)を例に取るまでもなく、当時受信機の構成はスーパーへテロダイン方式が一般的であったが、周波数変換を行う検波管、検波器の問題が解決されず、結局超短波無線電話機等で海軍が好んで用いた超再生検波方式が採用されることになった。 間もなくして出力20mwの受信機用マグネトロンM60が開発され、この小型磁電管を検波管とした他励式超再生受信機が完成した。この受信機は動作がきわめて不安定であったが、調整次第では高感度の受信ができ、また、他に選択の余地もないことから研究は進められ、試作機103号が完成した。本電探は送受信機が個別の電磁ホーンを使用し、目標の探索は装置全体を回転させて行う大がかりなもので、波形表示はAスコープ方式であった。超再生方式の受信機は調整が非常に困難であり、技研担当員により漸く反射波を得られるような状況であったが、調整が巧くいくと陸上で35km程度の探知が可能であり、このため、仮称2号電波探信儀2型として兵器化が模索された。22号電探の導入 1942年(昭和17年)5月、ミッドウェーイ、アリューシャン進行作戦を控え、戦艦日向に完成間もない22号電探を、戦艦伊勢には試作が完了したメートル波帯の2号電波探信儀1型(21号)が仮装備され各種の探索実験が行われた。その結果、伊勢に搭載した21号は航空機単機に対し55km、戦艦日向に対し20kmの探知能力を示したが、日向に搭載の22号は戦艦伊勢に対し35kmの探知能力を示すも、対空目標に対しては零という成績であった。 この実験結果を踏まえ22号は撤去すべきとの結論であったが、日向艦長松田千秋大佐他の援護もあり、本電探は日向に搭載されたまま、技研技術者と共に進行作戦に出撃した。本来22号は水上警戒用に開発された電探であり、対空警戒能力を21号と比べることに意味はない。22号電探は対水上目標探知能力により評価されるべきであったが、動作が不安定な受信機は用兵側の理解を得られぬ致命的な欠陥であり、不合理な決定の要因になったと考えられる。 ミッドウェーイ攻略作戦では主力部隊警戒隊として行動した日向の22号電探が、闇夜、濃霧等の狭視界時に艦隊の集結、隊形保持に大きく寄与し、その有効性を示すことになった。この結果、辛うじて22号の兵器化が決定し、安定性向上を条件に駆潜艇、海防艦等に対する潜水艦警戒用レーダーとして約100台の整備が決定された。 量産型は送信機、受信機、指示器等各構成機材が独立した構造に改められ、空中線は円形導波管接続によるホーン型回転式に改修され、空中線の回転による目標の探索が可能となった。しかし、受信機の動作不良は一向に改善されず、用兵側の不評は強烈なものであった。開発組織の改革 1942-3年、水上警戒用レーダーの本命である22号電探は超再生式受信機の不具合から足踏み状態となり、研究は閉塞状態に陥った。この間ドイツより「ロッテルダム装置(H2S)」の情報が得られ、英空軍は波長9cm(3,300MHz)を使用した爆撃用PPI式レーダーを使用し、「受信機は局部発振にクライストロンを、第１検波に鉱石を使用したスーパーヘテロダイソ方式である」との重要な情報がもたらされたが、鉱石に偏見を持つ技術研究所員は特別な関心を示さなかった。 1942年の後半よりソロモン方面の戦局は重大化し、航空戦に加えて、水上艦艇による激しい夜間戦闘が繰り返された。この戦闘で敵艦艇は対水上射撃管制用レーダーを活用し、夜戦を得意とした帝国海軍の艦隊行動は徐々に制約されていった。この時期になると、用兵側から対水上用電探に対する要望が高まり、帝国海軍に於ける電波兵器開発の遅れが鮮明になっていった。 1943年(昭和18年)7月、この状況を打破し電波兵器の開発を促進するため、海軍技術研究所に電波研究部が設置された。当時海軍における通信、電波兵器行政の最高責任者であった名和武技術少将は、組織上は格下となる研究部長の職に自ら就き、既に嘱託であった放送協会の高柳健次郎博士を少将待遇の技師で、大阪大学の菊池正士教授を奏任官待遇の技師として向かえるなど、各分野の人材を集結し電波兵器の開発を強力に推進する施策を実行した。22号電探・受信機の改良 電波研究部の発足により、22号電探は根本的に再検証されることになった。本電探の動作不良は超再生式受信機にあることは明白であったが、これに代わる受信機をどのような方式にするかが問題であった。しかし、適当な検波管、検波器が無いため、結局電磁管M60をオートダイン検波管とするスーパーヘテロダイン方式(以下オートダイン式と表記)が採用されることになり、1943年末に試作機が完成し実験が始められた。この受信機は超再生方式に比べ遙かに安定しており実用の目処がついたが、調整が難しく、感度は著しく低下した。受信機の改良により22号電探は小康を得たが、調整に関わる問題は改善されておらず、また、感度不良が新たな問題として提起され、抜本な対策が必要なことは明らかであった。 これより先、菊池正士技師の指導でマイクロ波の検波に適した鉱石の研究を行っていた東大理学部大学院生霜田光一研究生は、パイライト(黄鉄鉱)の結晶による検波器の開発に成功していた。当時霜田研究生は22号電探の派生系である31号射撃用電探の開発に加わっており、1944年3月に本研究目的で、第一検波に自らが開発した鉱石検波器を使用したスーパーへテロダイン式受信機を試作し、パルス波の受信に成功していた。 1944年(昭和19年)7月24日、「あ号作戦」の敗北によりサイパン島が陥落すると大本営は南西諸島、台湾以南の敵を迎撃する「捷(しょう)号作戦」の発動を決定し、海軍は最後の艦隊決戦となる捷1号作戦の準備を始めた。本作戦には水上射撃用電探は不可欠であったが31号の開発は進まず、このため、電波研究部は応急対策として、霜田研究生が開発した鉱石検波器を第一検波に使用した22号電探・受信機のスーパーへテロダイン化を企画した。改造により既設22号の安定性と操作性を高め、これに増力式空中線操縦装置及び精密測距装置を付加し、準射撃用電探の速成を模索したのである。22号電探・受信機のスーパーヘテロダイン化 8月末、技術研究所三鷹分室で既設のオートダイン式受信機を、第１検波が鉱石のスーパーヘテロダイン方式に改修する実験が行われ、結果、きわめて安定した受信機に改良出来ることが確認された。22号のオートダイン式受信機は磁電管M60がオートダイン検波・局部発振を兼任し、検波出力を14MHzの中間周波で4段増幅する構造であったが、従来の検波・発振回路に鉱石検波回路を付加すると、第１検波が鉱石、局部発振がM60のスーパーヘテロダイン式受信機へ簡単に改造することが出来る。早速既存受信機のスーパー化が決定され、改修作業が始められた。改造は高周波部に鉱石検波回路部を付加し、中間周波増幅段のゲイン不足を補うため、局発管M60の横に中間周波増幅初段回路を追加する簡易なものであった。 当時捷1号作戦に備え艦隊の主力はシンガポール方面に集結していたが、担当部門は要員と資材を急派し、現地工廠職員と共に22号電探の改修を行った。遅きに失したが、本工事により艦隊は最後の洋上決戦を目前に、漸く実戦的な水上監視用レーダーを装備し、作戦中戦艦群は付加装置による電探射撃を行うことが出来た。写真補足とTR管 掲示は401型潜水艦に搭載された22号電探である。本機は最後期型で受信機はスーパーヘテロダイン方式、空中線は送受信兼用である。装置下段左が送信機、上段が受信機で、送信機より円形導波管が上部(空中線)に延びているが、導波管は途中で分岐され、受信機に接続されている。送信機の右側は送信機管制機、受信機の右側は波形観測用の指示機(Aスコープ)である。 円形導波管より分岐され受信機に接続される導波管の形状は角型で、受信機接続部で円形構造に戻されている。角型の導波管部には筒状の突起物が二個装置されているが、これは送受信切替用のTR放電管と考えられる。 ところで、装置されたTR管にはコードが接続されており、このため、本管は従来の電探に使用された1号放電管とは異なり、「Keep Alive」方式の放電管ではないかと考えられる。この構造の放電管は、管内に電圧を加え常時微弱な放電電流を流し、放電間隙に少量のイオンを供給する。これにより、送信パルスが加圧されると放電が急速に立上がり、受信機側に漏洩する高周波エネルギーを完全に遮断することが出来る。「Keep Alive」方式の放電管は連合国側が開発した技術であるが、技術研究所は鹵獲資料を基に本管を開発したものと推測される。 なお、「Keep Alive」方式の放電管については、霜田光一先生の論文「戦時中の米軍レーダーの調査」の中でも述べられている。 下記URLに本項に関連した追加資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011oct27.html写真出典: USNA
海軍技術研究所は大戦当初に水上警戒用レーダー22号電探を開発したが、3,000MHz帯は未経験な技術分野であり、特に受信機の安定化に手間取り、用兵側が最も必要な時期に有効な射撃用電探を提供することが出来なかった。 当初海軍技術研究所が開発した22号電探の受信機は超再生検波方式であり、その後オートダイン検波方式に改良されたが何れの動作も芳しくなく、このため、本帯域の電波探知機の開発は望むべくもなかった。しかし、1943年(昭和18年)の末に海軍技術研究所電波研究部の菊池正士技師の指導の下、22号系電探の研究に携わっていた霜田光一研究生がマイクロ波用鉱石検波器の開発に成功し、22号電探のスーパーヘテロダイン化及び、マイクロ波帯電波探知機開発の問題は一気に解決することになった。(追加資料013参照)鉱石検波器の開発 1943年9月上旬、電波研究部の菊池技師の指示により、霜田研究生はマイクロ波検波用鉱石の研究を始めるが、海軍側から提供された機材は信号源発生用の小型磁電管M-60及び、励磁用の永久磁石だけであった。霜田研究生は各種鉱石の検波特性を調査し、黄鉄鉱とシリコンがマイクロ波に対し優れた検波特性を示すことを発見し、黄鉄鉱の結晶で検波器を作ることに成功した。 当時海軍技術研究所の技術者達は、鉱石検波器は過去の遺物であり、感度も低く、また、振動や衝撃に弱く戦闘艦に装備する無線装置には使用できないと考えていた。実際、当時使われていた鉱石検波器は振動に弱く、対策として、太い接触針を用いて検波器が作られていた。しかし、霜田研究生は物理学的に考え、衝撃による加速度に対しいては、太い針先よりも細く短い針が有利であり、鉱石の摩擦力で接触点が動きにくい筈であるとして、この方式により鉱石検波器を開発した。事実、完成した鉱石検波器は従来の製品に比べ衝撃に対して格段の耐震性があり、戦闘艦搭載装置の使用になんら問題の無いものであった。電波探知機3型、47号受信機の開発 霜田研究生は早速この検波器と高利得増幅器を組み合わせた試験装置を作り上げ、実験の結果出力20mWの磁電管M60の発振パルスを45m離れた位置でS/N2程度で受信出来ることを確認した。引き続き本装置に電磁ラッパを取付け本格的な野外実験が行われ、芝浦の実験所に設置された22号電探の電波を23km離れた千葉県富津海岸でS/N2.5〜8.9で受信し、以後の実験結果も良好でマイクロ波用電波探知機開発の目処がついた。この実験結果を基に、電波研究部はマイクロ波帯用電波探知機を設計し、早速七欧無線に試作機の製造を発注した。併せ、受信空中線の広帯域化や低雑音高利得増幅器の研究が進められ、本機はその後47号受信機として完成する。 47号受信機の運用周波数は400-10,000MHz、構造は検波・低周波増幅方式で、空中線部に付加された同調用立体回路(キャビティ)に組込まれた鉱石検波器の出力を低雑音増幅(110db)するものであり、空中線には広帯域ダイポール型や、電磁ラッパ型が開発された。本電波探知機は構造が簡単で製造も容易なため、月産約70台が生産され、「仮称電波探知機3型・27号受信機」として1944年(昭和19年)4月から各艦への配備が始められた。電波探知機に関わる記録 帝国海軍が開発したマイクロ波帯用電波探知機の資料は僅かであり、このため、開発機材の構造についてはハッキリしないが、海軍電気技術史には以下の記述があり、その一端を知ることが出来る。「一方かねてより研究されつつあった75糎乃至3糎の探知機が完成した(昭和19年末)。併し最低波長3糎は計測する方法が確かでなく定量的な測定は困難であった。受信機はメトックス式の鉱石検波真空管増幅110dbのものである。空中線は75糎より3糎の広い波長範囲を2つの空中線でまかなうことにした。即ち約20糎より3糎迄は電磁ラッパでそれ以上はラケット型でまかなったのである。この受信機の製造は比較的簡単であるから月産60-70台を製造し各艦船に装備した。・・・」 上記により海軍が開発したマイクロ波帯用電波探知機の運用周波数は400-10,000MHzであり、この内、400-1,500MHzはラケット型空中線を、1,500-10,000MHzは電磁ラッパ型空中線を使用したことが分かる。ラケット型空中線はメートル波帯用の指向性空中線であるが、マイクロ波帯探知機で使用する場合には空中線本体に鉱石検波器が装置されたと考えられる。 なお、文中のメトックス(Metox)とはドイツ海軍のメートル波帯用電波探知機で、構成はスーパーヘテロダイン方式であり、マイクロ波用電波探知機との関連はない。このため、マイクロ波帯用電波探知機で、鉱石検波方式であるNaxosとの混同があるとも考えられ、本機の我が国への持込みを推測させ、誠に興味深い。仮称電波探知機3型・47号受信機緒元用途: レーダー波探知装置場所: 水上艦艇周波数: 400-10,000MHz受信方式: 鉱石検波・低雑音増幅方式(110db)電源: 交流110V空中線: 電磁ラッパ、ラケット型摘要: 最高対応周波数について測定方法が無く必ずしも正確ではない。48号地型受信機の開発 この時期、電波探知機を最も必要としていたのは潜水艦隊であった。しかし、潜水艦への艤装はメートル波帯用空中線の問題も十分には解決されておらず、マイクロ波帯用空中線の取付けは技術的に困難であった。このため、潜水艦用として空中線を可搬式のパラボラ型とした「48号A型受信機」が開発された。本機の空中線背後にはハンドルの回転により同調周波数を可変するキャビティが装置され、検波信号は接続ケーブルを介し受信機本体(低雑音増幅器)に出力される。電測員は受信機に延長コードで接続した受話器を装着し、潜水艦が浮上すると空中線部と共にハッチから飛び出して四方を探索し、敵レーダー波の探知を行った。 本式のマイクロ波用電波探知機は製造が容易なため、1945年(昭和20年)の春には全潜水艦に装備されたが、以後も空中線系の研究は進められ、終戦間際には艦橋設置型のパラボラ型空中線が開発され、配備が行われた。(追加資料013、補足資料-4・5・6参照)写真補足と鉱石検波器 掲示は400型潜水艦に装備されたマイクロ波用電波探知機「48号A型受信機」の本体(低周波増幅部)である。パネル前面上部左が測定用メーターで、中央の銘板「48号A型受信機・海軍技術研究所」の上部が鉱石検波器ブラケット、右側が電圧・抵抗値測定切替スイッチと考えられる。パネル下部、左が受話器端子で右が音量調整器、その右が試験回路の零点調整器と推測され、右端が高圧・低圧用の電源投入スイッチである。 本受信機は鉱石検波器の試験用テスター回路を具えており、鉱石の逆対比、所謂半導体特性を測定する事が出来る。前面のブラケットは試験用鉱石検波器の設置部である。 下記URLに本項に関連した追加資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011oct27.html写真出典: USNA
(本資料は2011年4月に掲示を行なったが、まもなくリンク切れとなる。このため記録を残すため再掲示を行なった。) 先般、幸運にも陸軍対空通信機材に関わる写真資料を入手する事が出来、その中には第4次制式制定機材である「地2号無線機」(原型)を構成する「地2号無線機・受信機」も含まれていた。事務局は入手写真により初めて原型受信機の完全な外観を確認したが、本受信機は第3次制式制定機材である「94式対空2号無線機二型」を構成する「94式対空2号無線機二型・受信機」を全面的に踏襲したものであると考えられる。事実、両機の構造や回路構成は非常に類似し、受信線輪には互換性がある。 しかし、写真の入手を機に、対空2号無線機二型・受信機及び地2号受信機各型を調査したところ、両機は回路構成、外観は相似するも、実際は似て非なる受信機であることが判明した。このため、参考として94式対空2号無線機、地2号無線機の概要及び構成受信機の系譜を、対空通信機材の制式制定に関わる経緯と併せ纏めてみた。1. 対空通信機材の開発、第一次制式制定 明治43年（1910年）、陸軍に於ける無線電信の利用を調査審議するため、無線電信調査委員会が組織され、翌年、ドイツのテレフンケン社から繋馬車載式の移動式無線電信機(火花式)を購入して具体的研究が始められた。大正2年(1913年)になると、本機を手本に国産の移動無線電信機が開発され、「乙種移動無線電信機」として制式制定された。(追加写真-001参照) この時期、飛行船・航空機部門では大正元年（1912年）にドイツから「パルセバール」式飛行船を輸入し、これにテレフンケン社製の火花式送信機を搭載、以後飛行船の試験飛行や演習参加に際し、対地通信が試験的に実施された。また、大正5年(1916年)頃になると航空機用無線機材の輸入が始まり、英国マルコニ一社製の機上用通信機を使用して、飛行機の無線装備に関する研究が始められた。第二次制式制定 第一次大戦中に実用化が進んだ真空管は、無線技術の画期的な発達を促進し、先進諸国に於いては本式の軍用無線機が実戦に投入された。しかし、我が国では未だ独自に真空管式軍用無線機器を開発する技術は確立しておらず、陸軍はイギリス、フランスの各種無線機を手本に第二次制式制定機材の研究審査を進めた。 この時期、航空機の発達は著しいものがあり、航空部隊用無線機器の研究審査の要求が高まった。しかし、研究審査に必要な十分な時間的余裕はなく、試験目的で購入した英国マルコニー社製の航空機用無線機材を制式化することになった。 これらは昭和2年(1927年)に概ね審査を完了し、無線電信委員会よりその研究審査業務を引き継いだ陸軍通信学校研究部により、87式、88式航空無線電信機として制式制定がなされ、航空部隊用無線機材の基本体系が確立した。航空部隊に関わる第二次制定機材は以下であるが、当時各機は主に長波帯を使用していた。・87式飛行機用1号無線電信機(中型機対地用、電信100Km)・87式飛行機用2号無線電信機(大型機対地用、電信300Km)・88式飛行機用3号無線電話機(戦闘機相互間用、電話5Km)・87式対空用1号無線電信機(電信100Km)・87式対空用2号無線電信機(電信300Km)第三次制式制定 第三次制式制定に向けての研究審査は昭和6年(1931年)度より開始された。研究目標は第二次制式制定機材である15年式及び87式無線電信機の欠陥を是正し、この時期急速に実用の域に達した短波帯を利用して通信距離の拡大を図ると共に、各兵科に用途を拡大することであった。研究対象は野戦部隊、車輌部隊、航空部隊等各兵科に関わる計26機材であり、これらの審査は概ね昭和10年(1935年)に完了し、11年11月の軍需審査議会に於いて23機種が可決され、制式制定が完了した。 本制式制定に於いて兵器化された航空部隊用機材は以下である。・94式飛2号無線機(中型機用、電信600km)・96式飛3号無線機(戦闘機用、電話10km)・94式対空1号無線機(電信1,000Km)・94式対空2号無線機(電信500Km)研究・制定機材に関わる若干の補足(追加写真-002・3参照) 94式対空1号無線機は通達距離1,000Kmの遠距離用通信機材で、爆撃部隊基地用及び固定無線隊用として開発されたが、本機は鈍重で、また、電源が複雑で、取扱いも煩雑であった。当時対空1号に要求された最大通信距離は1,000Kmであったが、この距離は対空2号無線機で代用出来ることが判明し、このため、航空部隊用機材としては3台のみで不整備となった。しかし、満州事変に対応するため、軍通信隊の固定通信隊用としては引き続き整備が行われ、相当数が配備された。 大型航空機用としては対空1号無線機と対向して、1,000kmの対地通信を実現するために14号無線電信機(飛1号無線機)が研究・開発されたが、本機は重量及び容積が過大であった。このため、上記通達距離は周波数の選定により飛2号無線機でも可能であったことから、14号無線機は不採用となった。第四次制式制定 本制式制定に向けた本格的研究は昭和13年度(1938年)よりに着手された。研究の主目標はブレークイン方式の採用による通信の簡素化、高速通信・秘密通信・テクタイプ・ファックス等通信の高級化、移動中に於ける通信の実用化、移動式電源の改良他であったが、昭和15年（1940年）以降になると電波兵器の開発が優先され、野戦用機材に関わる研究の殆どは頓挫した。しかし、昭和12年（1937年）に陸軍通信学校研究部より航空用無線機材の研究審査業務の移管を受けた陸軍航空技術研究所は、航空機の急速な発達に対処するため、航空機搭載機材である「飛」各型、対空通信機材である「地」各型等相当数の開発を完了させ、これらの制式化が行われた。本制定により兵器化された主な航空部隊用機材は以下である。・99式飛1号無線機(大型機用、電信1,000km)・99式飛2号無線機(中型機用、電信500km)・99式飛3号無線機(戦闘機用、電話100km)・99式飛4号無線機(編隊内通信用、電話50km)・99式飛5号無線機(二系統通信用、電信500km)・地1号無線機、長距離用(電信1,000Km)・地2号無線機、中距離用(電信500Km)・地3号無線機、短距離用(電信100Km)・地4号無線機、空輸挺進隊用(電信1,500Km)・地5号無線機、超遠距離用(電信2,000km)、詳細不明制式制定について 軍需品は各部隊における作戦上の要求に基づき企画(立案)され、研究審査機関に於いて開発、試験が行われ、妥当であれば、兵器として制式制定(採用)される。 陸軍に於いては、軍需品に関する作戦上の要求が決定されると、参謀総長はこれを陸軍大臣に移し、大臣は軍需審議会に諮問する。審議会々長は関係委員を招集して審議し、通常「研究方針」として大臣に答申し、大臣は当該軍需品の所轄研究審査機関長にその研究を命じ、これに要する予算を令達する。 この研究方針は自他を区別するため通常「陸軍通信学校無線通信機研究方針」等研究審査機関の名称が付与され、研究方針は軍事機密として取扱われる。研究審査は設計、試作、試験、部隊での実用試験等を経て終了し、機関長は制式制定を大臣に上申する。大臣はこれを軍需審議会に諮問し、審議会長は関係委員を招集して上申案を審議し、可否を大臣に答申する。答申可の場合大臣は当該軍需品を制式兵器とし、通達により陸軍一般に布告する。 大臣は併せ制式兵器の整備(生産)数量を決定し、その整備を整備機関に命令する。整備機関は造兵廠又は民間会社により当該兵器を製作し、採用検査を経て完成品を補給機関に交付し、必要各部隊に配備する。写真補足 掲示は地2号受信機の原型である。地2号無線機は制定後間もなくして二型が導入され、このため、原型機材は非常に少ない。 なお、下記URLに本文に関連した追加写真及び資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011apr01.html
94式対空2号無線機(第3次制式制定機材)は、陸軍航空部隊の中距離用対空通信機材である。しかし、本機は遠距離用機材である94式対空1号無線機が不整備となったため、航空部隊の主力対空通信装置として、大戦終了まで広義に使用された。 対空2号無線機は、送信機、変調機、発動発電機、受信機、空中線材料、遠隔操作機等により構成されている。本機材は野戦仕様であるが、通常は飛行場の通信所に設置され、固定形態で運用された。本無線装置は高出力のため、基本運用は送信所と受信所を分け、この間を遠隔操作機で結ぶ遠操方式である。なお、対空2号無線機は航空部隊用であるが、変調機を除く構成主装置は、軍通信隊の遠距離用通信機材としても使用された。装置概要・送信機(追加資料-004参照) 本送信機は発振管UF-210B(三極管)、緩衝増幅管UX-860(四極管)、電力増幅管UX-860二本(並列使用)で構成されている。発振はハートレー回路の変形で、水晶片を装備して発振を行うが、取外すと自励式発振器として動作する。電力増幅段は並列同調タンク回路方式で、周波数帯の変更は可変式の同調コイルにより行う。タンク回路の出力側には空中線同調用として、可変式の延長線輪及び可変式蓄電器が装備され、調整により1/4、3/4波長で固定式空中線に同調させる。 電鍵回路は電力増幅管の第一格子電圧制御方式で、遠隔運用を行うため、回路は継電器により動作する。本機の陽極電圧は2,200Vで、送信出力はA1(電信)で約200Wである。変調機(追加写真-005・6参照) 対空2号無線機は電話通信機能を備えているが、その変調方式は高出力送信機には珍しく、陽極変調の一種であるハイシング変調方式を採用しており、対空電話通信への配慮が覗える。本機は遠隔運用を可能にするためボーダース回路(音声制御送信方式)を備えており、電話運用時に於ける変調管及び送信機の起動制御は音声入力信号により行う。 変調機は3極管UF-210Bによる音声増幅回路及び、3極管UV-849によるハイシング変調回路により構成され、使用する送話器はカーボン式である。また、遠隔運用の場合は、入力音声信号をUF-12A二本で2段増幅の後、UF-210Bに出力する。 ボーダース回路は3極管UF-12A二本及び高感度有極継電器により構成され、制御用音声信号は音声増幅管UF-210Bの出力側より取出している。音声信号により有極継電器が動作すると、変調管及び送信機の電力増幅管に高圧が加圧され、変調波が出力される。変調機には自機及び送信機に必要なバイアス電圧を発生させるため、12Vで動作する回転式直流発電機(出力-300V)が装置されている。送信機電源装置(追加写真-007参照) 本電源装置は発動発電機、配電盤及び、交流電源供給地域で使用する交流式変電装置により構成されている。発動発電装置は単気筒5馬力の2サイクルガソリン機関及び直流発電機により構成され、発動機の回転数は2,000/rpm、発電機は2,600/rpmで、出力は高圧2,200V、低圧12Vである。配電盤は電源装置の監視・保護装置で構成され、発電装置を制御する。 交流式電源装置は200-220Vで駆動する三相3馬力電動機及び直流発電機で構成され、出力は高圧2,200V、低圧12Vである。94式対空2号無線機諸元用途: 対空通信用通信距離: (A1)600km、(A3)300km周波数: 送信950-7,500KHz、受信140-15,000KHz(8バンド)電波型式: A1(電信)、A3(電話)送信機: A1出力約200W、水晶又は主発振UF-210B、緩衝増幅UX-860、電力増幅UX-860 x2並列使用変調機: 音声増幅UF-210B、ハイシング変調UV-849、音声送信制御UF-12A x2、遠操用音声増幅UF-12A x2送信電源: 発動発電機、交流式発電装置送信空中線: 逆L型、柱高12m、水平長25m、地線: 25m裸線6条運搬: 自動貨車1輌開設撤収: 兵6名で20-30分写真補足 掲示は対空2号無線機の送信装置で、左が送信機、右が配電盤である。本写真は1945年9月、Momi, Dutch New Guineaに於いて、オーストラリア軍による陸軍航空部隊の査察に際し撮影された。 なお、下記URLに本文に関連した追加写真及び資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011apr01.html写真出典: Australian War Memorial
94式対空2号無線機には原型の「94式対空2号無線機」及び、改良型である「94式対空2号無線機二型」の2機種がある。しかし、今日事務局が知る受信機は、対空2号無線機二型を構成する「94式対空2号無線機二型・受信機(以降「対空2号二型受信機」と表記)」の一機種のみで、原型受信機である「94式対空2号無線機・受信機」については確認したことがない。このため、所蔵資料を基に、以下で94式対空2号無線機の各型を構成した受信機について考えてみた。対空2号無線機関連資料(追加資料-008参照) 陸軍「航空通信学校假教程(昭和13年印刷)」(一般生徒及び学生用)の付図には、対空2号無線機の原型を構成したと考えられる受信機の資料が収められている。本図には94式対空2号無線機を構成する各機器の概略図が掲載され、受信機として27号A型、27号C型、2型と表記された3機種が描かれている。この内、27号A型・C型受信機については以前当掲示板「陸軍27号型受信機の系譜」(No.5954)で概観したが、本機は陸軍の野戦用上級機材を構成した27号型汎用受信機で、また、2型受信機は外観から対空2号二型受信機である。27号型受信機(追加資料-009参照) 本機は高周波増幅1段、中間周波増幅1段、低周波増幅2段構成のスーパーへテロダイン方式で、構成真空管は野戦仕様のため線條電圧1.1Vの電池管である。27号A型と27号C型受信機の外観は大分異なるが、A型の回路構成が27号受信機の普及型であるD型と相似しているため、27号C型はA型を再設計した受信機と考えられる。また、27号B型については、師団通信隊に関連した取扱説明書の中に「27号A・ B型受信機」との表記があり、両機に大きな相違は無かったものと考えられる。 なお、27号A型は後の改良機B・C・D・E各型の原型であり、このため、開発当初の型式表記は、「27号型受信機」であったと考えられる。94式対空2号無線機(原型)構成受信機 対空2号無線機は野戦航空部隊用の、対空通信機材として開発された。このため、当初受信機は野戦用上級機材を構成した27号型受信機を装備していたと考えられ、陸軍航空学校の資料はそれを示している。しかし、航空部隊の急速な発達とともに、対空2号無線機は固定形態での運用が中心となり、必要に応じ、6Vの蓄電池で稼働する「半固定式受信機(対空2号二型受信機)」が開発され、電源に乾電池を使用する27号型受信機は、使用されなくなったと考えられる。その後に行われた対空2号無線機の改修(2型)に際しては、27号型受信機に代わり「半固定式受信機」が採用され、94式対空2号無線機二型・受信機として制式化されている。 上記により、94式対空2号無線機の原型を構成した受信機は、対空2号二型受信機とは種類が異なる、27号型受信機であったと考えられる。また、その類型は原型(A型)・B型・C型であり、該当受信機には「94式対空2号無線機・27号C型受信機」等の銘板が取付けられていたと推測される。27号型受信機諸元受信周波数: 140-15,000kHz(7バンド)構成: スーパーヘテロダイン方式、高周波増幅(UF-134)、周波数変換(UZ-135)、中間周波増幅(UF-134)、再生検波(UF-111A)、低周波増幅1段(UF-109A)、低周波増幅2段(UY-133A)中間周波数(自動切替式): 100KHz/400KHz電源: 乾電池135V、67.5V、1.5V、-3V、-4.5V94式対空2号二型受信機概要(追加写真010参照) 対空通信が固定化されると、乾電池を電源とする27号型受信機の使用は不都合であり、蓄電池で動作する対空2号受信機2型が主受信機となったことは当然である。 対空2号二型受信機は高周波増幅1段、中間周波増幅2段、低周波増幅1段のスーパーへテロダイン方式で、線條電圧が6Vの傍熱管により構成されている。運用周波数は140-15,000KHzで、これをプラグイン式コイル8本で受信する。中間周波数は140-1,500KHzの長波帯が60KHz、1,500-15,000KHzの短波帯が400KHzである。主同調器は94式機材に共通の、180度展開100度目盛方式で、ダイアル機構はフリクション式である。目盛は付属の副尺と併せ読取り、周波数は添付の目盛・周波数置換表により知ることが出来る。回路構成 本受信機のフロントエンドは5極管UZ-78による高周波増幅回路、7極管Ut-6L7Gによる周波数混合回路、3極管UY-37による局部発振回路で構成されている。各段の同調回路は3連式可変蓄電器により構成され、高周波増幅段、第1検波段にはトラッキング用として、手動補正用の小容量可変蓄電器が付加されている。高周波増幅段の入力回路には空中線減衰器が装置され、受信入力の調整が可能である。局部発振回路はUY-37による陽極接地ハートレー発振方式で、出力を周波数混合管Ut-6L7Gの第3格子に注入している。 中間周波増幅回路はUZ-78及び双2極・5極管Ut-6B7の5極部で構成される2段増幅方式で、利得調整はUZ-78のカソード抵抗器を可変して行う。中間周波数は長波帯が60KHz、短波帯が400KHzで、中間周波数の変更はプラグイン式IFTユニットを受信機上部から差替えて行うが、本ユニットには各段のIFT三本及びBFO用コイルが装置されている。 電信復調用のBFO回路はUY-37によるグリッド同調型発振回路で、出力は中間周波増幅1段と2段の中間に注入している。 検波及び低周波増幅回路は、Ut-6B7の双2極部及び5極管UZ-41により構成されている。本受信機の利得(音量)調整は中間周波増幅1段目を構成するUZ-78のカソード抵抗器を可変して行うが、電信・電話切替器にも、各モードで低周波増幅管の第2格子電圧を可変し、音量の大・小を選択する機能が付加されている。 本機の電源は6Vの蓄電池で稼働する回転式直流変圧器で、出力は200V、変圧器は受信機内部に装置されている。 なお、本受信機はAGC機能を備えていない。対空2号二型受信機諸元受信周波数: 140-15,000kHz(8バンド)構成: スーパーヘテロダイン方式、高周波増幅(UZ-78)、周波数混合(Ut-6L7G)、局部発振(UY-37)、第1中間周波増幅(UZ-78)、第2中間周波増幅(Ut-6B7五極部)、BFO(UY-37)、検波(Ut-6B7二極部)、低周波増幅(UZ-41)中間周波数: 60/400KHz(IFT差替式)電源: 6V蓄電池・回転式直流変圧器(受信機内蔵)写真補足 掲示は対空2号二型受信機である。受信機の右に置かれたのが遠隔操作機の操縦器で、電鍵が確認出来る。奥は発動発電機である。本写真は1945年9月、Momi, Dutch New Guineaに於いて、オーストラリア軍による陸軍航空部隊の査察に際し撮影された。 なお、下記URLに本文に関連した追加写真及び資料を掲示した。http://kenyamamoto.com/yokohamaradiomuseum/2011apr01.html写真出典: Australian War Memorial