Hackaday

ajattelemme radionavigointia ja suuntahavaintoa joksikin melko moderniksi. Saatat kuitenkin yllättyä siitä, että suunnanetsintä on lähes yhtä vanhaa kuin itse radio. Vuonna 1888 Heinrich Hertz totesi signaalien olevan voimakkaimpia, kun silmukka-antennin yhdessä suunnassa ja heikoimmillaan 90 astetta käännettynä. Mennessä 1900, kokeilijat totesi dipolien näytteille samanlainen käyttäytyminen ja se ei ollut kauan ennen kuin antennit tehtiin pyörimään joko maksimoida signaalin tai paikantaa lähetin.

tietenkin on yksi ongelma. Et voi oikeastaan sanoa, kumpi puoli antennin osoittaa signaalin silmukka tai dipoli. Joten jos antenni osoittaa pohjoiseen, signaali voi olla pohjoiseen, mutta se voi olla myös etelään. Silti, joissakin tapauksissa se on tarpeeksi tietoa.

John Stone patentoi tällaisen järjestelmän vuonna 1901. Myös tunnetulla radiokokeilijalla Lee De Forestilla oli uusi järjestelmä vuonna 1904. Nämä järjestelmät kärsivät monista ongelmista. Lyhytaaltotaajuuksilla monitievaikutus voi sekoittaa vastaanottimen ja kun taas pitkäaaltosignaalit tarvitsevat hyvin suuria antenneja. Suurin osa antenneista liikkui, mutta jotkut — kuten Marconin yksi — käyttivät useita elementtejä ja kytkintä.

on kuitenkin erityistapauksia, joissa nämä rajoitukset ovat hyväksyttäviä. Esimerkiksi kun Pan Amin piti 1930-luvulla suunnistaa lentokoneilla valtameren yllä, RCA: lla ennen Pan Amia työskennellyt Hugo Leuteritz käytti lentokentällä loop-antennia paikantaakseen koneessa olevan lähettimen. Koska tiesitte, kummalla puolella antennia lentokoneen täytyy olla, kaksisuuntainen havaitseminen ei ollut ongelma.

Perussuunnistus

Radiosuunnistus on paljon velkaa tavalliselle taivaanavigoinnille ja maanmittaukselle. Sen sijaan että näkisit majakan, auringon tai tähden, näet radiolähettimen.

Katso olevasi kentällä, jossa on lipputanko ja tiedät tangon tarkan sijainnin ja korkeuden. Jos olet jossain kentällä ja haluat tietää, missä olet, voit käyttää tankoa. Näet tangon ja mittaat kulman napaan. Koska tiedät korkeuden ja kulman, voit geometrialla piirtää napaan ympyrän, jolla sinun on oltava.

ympyrällä voi tietysti olla missä tahansa-mitä Suunnistajat kutsuvat asemalinjaksi. Mutta entä jos sinulla olisi kaksi sauvaa? Voit piirtää kaksi ympyrää. Jos olet onnekas, ympyrät koskettavat täsmälleen yhdessä pisteessä ja siinä olet. On kuitenkin yleisempää, että on kaksi pistettä, ja — oletettavasti — toinen on hyvin kaukana siitä, missä pitäisi olla, ja toinen on lähellä sitä, missä pitäisi olla.

simppelilläkin silmukoilla voi tehdä saman tempun, jos ne ovat riittävän kaukana toisistaan. Jos asema yksi osoittaa kulma 30 astetta (tai 210 astetta; se on epäselvä) lähettimen ja aseman kaksi osoittaa kulma 300 astetta, voit triangulate piirtämällä kaksi viivaa ja huomata, missä ne ylittävät.

parannukset

parempaankin oli kysyntää. Vuonna 1909 Ettore Bellini ja Alessandro Tosi esittelivät innovaation. Bellini-Tosi-järjestelmä käytti kahta suorassa kulmassa olevaa antennia, jotka syöttivät keloja. Kolmas silmukka liikkui kelojen sisällä löytääkseen suunnan. Näin suuret antennit pysyivät paikallaan. 1920-luvulle tultaessa nämä olivat melko yleisiä ja pysyivät sellaisina 1950-luvulle asti.

vuonna 1919 brittiläinen insinööri Frank Adcock keksi järjestelmän, jossa käytettiin neljää pystyantennia, joko monopoleja tai dipoleja. Tämä järjestely kytketään antennit tehokkaasti tehdä neliön silmukka, joka jättää huomiotta vaakasuoraan Polarisoidut signaalit, mikä vähentää vastaanottoa taivaanaaltojen. Adcock-antenneja käytettiin usein Bellini-Tosi-ilmaisimien kanssa.

salama iskee

vuonna 1926 Brit Robert Watson-Watt yritti havaita salamoita auttaakseen lentäjiä ja merimiehiä välttämään myrskyjä. Salamasignaalit ovat erittäin nopeita, mutta kokeneelta käyttäjältä kesti noin minuutti laittaa Bellini-Tosi-tunnistin riviin. Kytkemällä Adcockin antennin ja oskilloskoopin Watt pystyi nopeasti lukkiutumaan salamaniskuun tai radiolähettimeen.

armeijan suurtaajuussuuntaaja eli huff-duff osoittautui sodan aikana korvaamattomaksi. Saksalaiset sukellusveneet pitivät lähetykset lyhyinä, jottei niitä havaittaisi, mutta Huff-Duffin kanssa sillä ei ollut väliä. Saksalaiset eivät tajunneet tekniikan parantumista ja arvioiden mukaan 25% U-veneiden uppoamisesta johtui Huff-duffista.

Nykyaika

nykyajan järjestelmät ovat paljon kehittyneempiä käyttäen vaihelukittuja silmukoita ja muita tekniikoita. Vaikka jotkin varhaiset järjestelmät, kuten Pan Amin käyttämä järjestelmä, käyttivät lähettimiä lentokoneessa ja vastaanottimia maassa, useimmat järjestelmät toimivat päinvastoin. Vanhemmat ADF-automatic direction finding-setit käyttivät moottoroituja antenneja tunnettujen lähettimien paikantamiseen. Nykyaikaiset sarjat käyttävät Marconi-järjestelmää, jossa on useita antenneja, vaikka kytkin on tässä tapauksessa sähköinen.

Radioamatöörit nauttivat ketunmetsästyksestä — osa suurimmassa osassa maailmaa nimellä “radiosport” tunnettua tapahtumaa — joka on lähinnä radiolähettimellä soitettua piilosta. Näet lisää alla olevalta videolta.

voisi ajatella, että GPS on tehnyt radiosuunnan löytämisestä menneisyyttä. Kuitenkin, jos ajattelee sitä, GPS on tavallaan erilainen muoto radion suunnanmääritys. Antennin laakerin sijaan mittaat signaalin saapumisaikaa, mutta ajatus on sama. Aikaviive antaa ympyrän satelliitin tunnetusta sijainnista. Tekemällä useita ympyröitä useiden satelliittien ympäri saat tarkan sijainnin.

Toki tekniikka on kaukana Hertzin silmukka-antennista. Radiosuunnistus on kuitenkin edelleen keskeinen osa nykyaikaisia navigointijärjestelmiä.