Ответ был отыскан много раньше, чем поставлен вопрос. Когда Александр Степанович Попов проводил опыты по радиосвязи в Финском заливе, он заметил, что, если между приемником и передатчиком проходил корабль, сила приема резко изменялась. Попов понял, что часть радиоволн отражалась от металлической поверхности корабля и отбрасывалась ею обратно в сторону радиопередатчика. Возникла мысль о возможности применения радиоволн для контроля входов в бухты и заливы, для охраны фарватера.
«Применение источника электромагнитных волн на маяках в добавление к световому или звуковому сигналам может сделать маяки работоспособными в тумане и в бурную погоду; прибор, обнаруживающий электромагнитную волну, звонком может предупредить о близости маяка, а промежутки между звонками дадут возможность различать маяки. Направление маяка может быть приблизительно определено, пользуясь свойством мачт, снастей и т. п. задерживать электромагнитную волну, так сказать, затенять ее», — писал Попов в одном из своих отчетов в 1897 году. Но изобретателю радио не удалось воспользоваться своим замечательным наблюдением и реализовать эту новую идею.
Созревание идеи о применении радиоволн для обнаружения морских судов и других крупных предметов шло параллельно с развитием радиотехники. Родилось много патентов на различные приборы, много конструкций, среди них были такие, которые почти ничем не отличаются от современных радиолокаторов – активных устройств, излучающих радиоволны и принимающих сигналы, отраженные от цели. Но дальше идеи дело не двигалось. Радиолокатор требовал создания специальных типов радиоламп, особых антенн, особых регистрирующих устройств. Но главное: чтобы радиоволны «заметили» встречный предмет и отразились от него, их длина должна быть много меньше размеров этого предмета. Чем больше разница, тем четче эффект. Если длина радиоволны будет больше размеров встречного предмета, она легко обогнет его и уйдет дальше, подобно тому, как морские волны огибают сваи пристани или небольшие камни. Только от скал морские волны отражаются назад. Поэтому для осуществления идеи радиолокации нужны короткие волны — волны длиною от нескольких метров до нескольких сантиметров. Однако известные в начале двадцатых годов радиолампы не могли генерировать столь короткие волны. Мощность радиоволн, получаемая при их помощи, быстро падала по мере укорочения длины волны. Причиной были как принципиальные, так и непреодолимые в то время конструктивные трудности.
В 1920 году Д.А. Рожанский начал исследование процесса управления электронами в магнитном поле. В 1924 году на съезде физиков в Ленинграде он рассказал о возможности получения таким путем колебаний сверхвысоких частот. Как следствие родился прибор, сыгравший решающую роль в создании радиолокации, — магнетрон. В 1924–1925 годах с помощью магнетрона советские ученые получили радиоволны длиною в 60 см, через год они научились генерировать 30-сантиметровые радиоволны, а в 1927 году — радиоволны длиною 7,6 см, то есть первыми вошли в сантиметровый диапазон. Усовершенствованный магнетрон, предложенный в 1929 году М.А. Бонч-Бруевичем, дал возможность существенно повысить мощность генерируемых сверхвысокочастотных колебаний. Длина самых коротких радиоволн, полученных при помощи магнетрона, составляет около одного миллиметра, а мощность импульсов — тысячи киловатт.