Датой образования НИИ-20 считается 15 февраля 1942 года, когда приказом наркома электропромышленности в Москве были созданы завод и конструкторское бюро для освоения станции орудийной наводки СОН-2 на базе английского образца, поступившего по ленд-лизу. Первоначально коллектив Брейтбарта разместился в одной из комнат наркомата, а позже получил здание эвакуированного Физического института. Новому заводу были отданы производственные площади авиазавода № 465, находившегося на развилке Ленинградского и Волоколамского шоссе у станции метро «Сокол». В июне 1945 года было образовано ЦКБ-20, а в сентябре завод № 465 стал опытным заводом этого бюро, переименованного в НИИ-20. Здесь и начались работы над созданием радиолокационной станции «Плутон».
Конструкторы решили, что станция «Плутон» будет построена из двух совмещенных стационарных импульсных радиолокаторов: один для поиска и обнаружения цели, второй – для точного определения ее координат. Антенная система должна была состоять из четырех пятнадцатиметровых параболоидов на вращающейся раме, установленной на тридцатиметровой башне.
В конце 1946 года Антон Брейтбарт доложил научно-техническому совету НИИ-20 о ходе работ по теме. Председательствовавший на заседании Михаил Львович Слиозберг отметил, что проект содержит много элементов новизны с неясными путями решения. Научно-технический уровень института был достаточно высок, но в силу сложности поставленных проблем «Плутон» на некоторое время повис в воздухе. Специалисты НИИ-20 констатировали, что отечественная промышленность не готова решать задачи построения сложных радиолокационных макросистем. Орешек оказался не по зубам технологиям того времени.
Тем не менее 29 августа 1947 года в НИИ-20 был создан отдел № 24 по радиолокационному управлению, начальником которого назначили выпускника Ленинградской военной академии связи Серго Лаврентьевича Берию – сына всемогущего Лаврентия Павловича Берии. Вскоре министр вооружения Дмитрий Федорович Устинов прислал в институт дипломный проект Берии-младшего. Антону Брейтбарту было поручено отложить в сторону все дела и срочно написать отзыв на дипломную работу. Ознакомившись с отзывом, Устинов дал указание руководству института открыть опытно-конструкторскую работу по созданию проекта «Комета» – системы, предназначенной для борьбы с американскими авианосцами. Работы возглавил Павел Николаевич Куксенко – научный руководитель Берии-младшего. В связи с этим отдел № 24 получил права самостоятельной организации и был преобразован в Специальное бюро № 1 (СБ-1). При этом НИИ-20 и СБ-1 продолжили работу совместно, на одной территории.
Разумеется, появление в стенах института сына члена правительства, ответственного за создание ракетно-ядерных сил страны, сказалось на росте влиятельности организации, поэтому разработка противоракетных систем продолжилась, несмотря на пессимизм специалистов.
Четырнадцатого февраля 1948 года вышло постановление Совета министров, в соответствии с которым исследования по ПРО были поручены НИИ-88 в рамках темы, получившей обозначение «И-32». Вариантами противоракеты занялся конструкторский отдел, возглавляемый Евгением Васильевичем Синильщиковым. Проект системы управления противоракетой достался отделу Владимира Алексеевича Говядинова, который получил большой опыт в этой области, изучая немецкую зенитную ракету «Вассерфаль».
Непосредственно над системой управления в отделе Говядинова трудился Юрий Сергеевич Хлебцевич, позднее вошедший в историю как популяризатор космонавтики и автор идеи «Лунохода». Он предложил вариант противоракеты «И-32», которая должна была на начальном этапе наводиться на цель по командам с земли, а на конечном этапе – с помощью головки самонаведения.
Со своей стороны НИИ-20 приступил к исследованиям по двум направлениям: «Разработка методов и средств сверхдальнего радиолокационного обнаружения, автоматического слежения за целью и наведение ракеты на цель» и «Разработка методов борьбы с ракетами дальнего действия с помощью управляемых зенитных ракет И-32».
Материалы проекта «Плутон» были переданы в Спецкомитет № 3 при Совете министров СССР и рассмотрены на его заседании 5 апреля 1949 года. Спецкомитет постановил: «Считать, что решение вопроса обнаружения ракет и самолетов дальнего действия является в настоящее время, с нашей точки зрения, реальным. <…> В целях ускорения разработки РЛС дальнего обнаружения высотных объектов считать данное направление основным, одновременно проработать вопросы, связанные с уточнением средств противоракетной обороны».
Однако в конце 1949 года, несмотря на основательный задел, Иосиф Сталин принял решение сосредоточить основные научные и конструкторские силы на разработке системы противовоздушной обороны «Беркут». В 1950 году группы в НИИ-20 и НИИ-88 были расформированы. Противоракетный проект был отложен на будущее.