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Nous considérons la radiogoniométrie et la radiogoniométrie comme quelque chose d’assez moderne. Cependant, cela pourrait vous surprendre que la radiogoniométrie soit presque aussi vieille que la radio elle-même. En 1888, Heinrich Hertz a noté que les signaux étaient les plus forts lorsqu’ils étaient dans une orientation d’une antenne en boucle et que les signaux les plus faibles tournaient à 90 degrés. En 1900, les expérimentateurs ont noté que les dipôles présentaient un comportement similaire et qu’il n’a pas fallu longtemps avant que les antennes ne tournent pour maximiser le signal ou localiser l’émetteur.

Bien sûr, il y a un problème. Vous ne pouvez pas réellement dire de quel côté de l’antenne pointe le signal avec une boucle ou un dipôle. Donc, si l’antenne pointe vers le nord, le signal peut être au nord, mais il peut aussi être au sud. Pourtant, dans certains cas, c’est assez d’informations.

John Stone a breveté un système comme celui-ci en 1901. L’expérimentateur radio bien connu Lee De Forest avait également un nouveau système en 1904. Ces systèmes ont tous souffert de divers problèmes. Aux fréquences d’ondes courtes, la propagation par trajets multiples peut dérouter le récepteur et alors que les signaux à ondes longues nécessitent de très grandes antennes. La plupart des antennes se déplaçaient, mais certaines — comme celle de Marconi – utilisaient plusieurs éléments et un interrupteur.

Cependant, il existe des cas particuliers où ces limitations sont acceptables. Par exemple, lorsque la Pan Am a eu besoin de faire naviguer des avions au-dessus de l’océan dans les années 1930, Hugo Leuteritz, qui avait travaillé à RCA avant la Pan Am, a utilisé une antenne en boucle à l’aéroport pour localiser un émetteur dans l’avion. Puisque vous saviez de quel côté de l’antenne l’avion devait se trouver, la détection bidirectionnelle n’était pas un problème.

Navigation de base

La radionavigation doit beaucoup à la navigation et à l’arpentage célestes ordinaires. Au lieu d’apercevoir un phare, le soleil ou une étoile, vous apercevez un émetteur radio.

Considérez que vous êtes dans un champ avec un mât et que vous connaissez l’emplacement et la hauteur exacts du mât. Si vous êtes quelque part sur le terrain et que vous voulez savoir où vous êtes, vous pouvez utiliser le poteau. Vous voyez le poteau et mesurez l’angle par rapport au poteau. Puisque vous connaissez la hauteur et l’angle, vous pouvez utiliser la géométrie pour dessiner un cercle autour du poteau sur lequel vous devez être.

Bien sûr, vous pourriez être n’importe où sur le cercle — ce que les navigateurs appellent une ligne de position. Mais si vous aviez deux pôles ? Vous pouvez dessiner deux cercles. Si vous avez de la chance, les cercles se toucheront exactement à un moment donné et c’est là que vous êtes. Cependant, il est plus courant d’avoir deux points et — vraisemblablement — l’un sera très loin de l’endroit où vous devriez être et l’autre sera proche de l’endroit où vous devriez être.

Même avec une simple paire de boucles, vous pouvez faire le même tour si elles sont suffisamment éloignées les unes des autres. Si la station one montre un angle de 30 degrés (ou 210 degrés; c’est ambigu) à l’émetteur et à la station deux montre un angle de 300 degrés, vous pouvez trianguler en dessinant deux lignes et en notant où elles se croisent.

Améliorations

Malgré cela, il y avait une demande pour quelque chose de mieux. En 1909, Ettore Bellini et Alessandro Tosi introduisirent une innovation. Le système Bellini-Tosi utilisait deux antennes à angle droit qui alimentaient les bobines. Une troisième boucle s’est déplacée à l’intérieur des bobines pour trouver la direction. Cela a permis aux grandes antennes de rester stationnaires. Dans les années 1920, ils étaient assez courants et le sont restés jusqu’aux années 1950.

En 1919, l’ingénieur britannique Frank Adcock a mis au point un système utilisant quatre antennes verticales, monopoles ou dipôles. Cette disposition a câblé les antennes pour réaliser efficacement une boucle carrée qui ignore les signaux polarisés horizontalement, réduisant ainsi la réception des ondes célestes. Les antennes Adcock étaient souvent utilisées avec les détecteurs Bellini-Tosi.

Coups de foudre

En 1926, le Britannique Robert Watson-Watt essayait de détecter la foudre pour aider les aviateurs et les marins à éviter les tempêtes. Les signaux de foudre sont très rapides, mais il a fallu environ une minute à un opérateur expérimenté pour aligner un détecteur Bellini-Tosi. En couplant une antenne Adcock et un oscilloscope, Watt a pu se verrouiller rapidement sur un éclair ou un émetteur radio.

Le radiogoniomètre militaire à haute fréquence ou huff-duff s’est avéré inestimable pendant la guerre. Les U-boots allemands gardaient les transmissions courtes pour éviter la détection, mais avec le huff-duff, cela n’avait pas d’importance. Les Allemands n’ont pas compris l’amélioration de la technologie et les estimations sont que 25% du naufrage du U-boot était dû au huff-duff.

Temps modernes

Les systèmes modernes sont beaucoup plus sophistiqués en utilisant des boucles à verrouillage de phase et d’autres techniques. Bien que certains premiers systèmes comme celui utilisé par Pan Am utilisaient des émetteurs dans l’avion et des récepteurs au sol, la plupart des systèmes font le contraire. Les anciens appareils de radiogoniométrie automatique (ADF) utilisaient des antennes motorisées pour localiser les émetteurs connus. Les ensembles modernes utilisent le système Marconi avec plusieurs antennes, bien que le commutateur soit électronique dans ce cas.

Les radioamateurs profitent de la chasse au renard — qui fait partie de l’événement connu sous le nom de “radiosport” dans la plupart des pays du monde — qui est essentiellement joué à cache-cache avec un émetteur radio. Vous pouvez en voir plus dans la vidéo ci-dessous.

Vous pourriez penser que le GPS a fait de la radiogoniométrie une chose du passé. Cependant, si vous y réfléchissez, le GPS est en quelque sorte une forme différente de radiogoniométrie. Au lieu d’utiliser un palier d’antenne, vous mesurez l’heure d’arrivée du signal, mais c’est la même idée. Le délai vous donne un cercle de la position connue du satellite. Faire plusieurs cercles autour de plusieurs satellites vous donne une position exacte.

Bien sûr, la technologie est loin de l’antenne en boucle de Hertz. Mais la direction radio est toujours un élément clé des systèmes de navigation modernes.