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Pensamos en la navegación por radio y la búsqueda de direcciones como algo bastante moderno. Sin embargo, podría sorprenderte que la búsqueda de direcciones es casi tan antigua como la radio en sí. En 1888, Heinrich Hertz señaló que las señales eran más fuertes cuando estaban en una orientación de una antena de bucle y las más débiles giraban 90 grados. En 1900, los experimentadores observaron que los dipolos exhibían un comportamiento similar y no pasó mucho tiempo antes de que las antenas se hicieran rotar para maximizar la señal o localizar el transmisor.

Por supuesto, hay un problema. En realidad, no se puede decir qué lado de la antena está apuntando a la señal con un bucle o un dipolo. Así que si la antena apunta hacia el norte, la señal podría estar hacia el norte, pero también podría estar hacia el sur. Sin embargo, en algunos casos es suficiente información.

John Stone patentó un sistema como este en 1901. El conocido experimentador de radio Lee De Forest también tuvo un sistema novedoso en 1904. Todos estos sistemas sufrían de una variedad de problemas. En frecuencias de onda corta, la propagación de múltiples rutas puede confundir al receptor y, mientras que las señales de onda larga necesitan antenas muy grandes. La mayoría de las antenas se movían, pero algunas, como una de Marconi, usaban múltiples elementos y un interruptor.

Sin embargo, hay casos especiales en los que estas limitaciones son aceptables. Por ejemplo, cuando Pan Am necesitaba navegar aviones sobre el océano en la década de 1930, Hugo Leuteritz, que había trabajado en RCA antes de Pan Am, usó una antena de bucle en el aeropuerto para localizar un transmisor en el avión. Ya que sabías de qué lado de la antena debía estar el avión, la detección bidireccional no era un problema.

Navegación básica

La navegación por radio le debe mucho a la navegación celestial ordinaria y a la topografía. En lugar de ver un faro, el sol o una estrella, ves un transmisor de radio.

Considere que está en un campo que tiene un asta de bandera y conoce la ubicación y la altura exactas del asta. Si estás en algún lugar del campo y quieres saber dónde estás, puedes usar el poste. Observas el poste y mides el ángulo con el poste. Ya que conoces la altura y el ángulo, puedes usar geometría para dibujar un círculo alrededor del poste en el que debes estar.

Por supuesto, puede estar en cualquier lugar del círculo, lo que los navegadores llaman una línea de posición. Pero, ¿y si tuvieras dos polos? Puedes dibujar dos círculos. Si tienes suerte, los círculos se tocarán exactamente en un punto y ahí es donde estás. Sin embargo, es más común tener dos puntos y — presumiblemente — uno estará muy lejos de donde deberíamos estar y uno estará cerca de donde debería estar.

Incluso con un simple par de bucles, puedes hacer el mismo truco si están lo suficientemente separados. Si la estación uno muestra un ángulo de 30 grados (o 210 grados; es ambiguo) para el transmisor y la estación dos muestra un ángulo de 300 grados, se puede triangular dibujando dos líneas y señalando dónde se cruzan.

Mejoras

Aún así, había una demanda de algo mejor. En 1909 Ettore Bellini y Alessandro Tosi introdujeron una innovación. El sistema Bellini-Tosi utilizaba dos antenas en ángulo recto que alimentaban bobinas. Un tercer bucle se movió dentro de las bobinas para encontrar la dirección. Esto permitió que las antenas grandes permanecieran estacionarias. En la década de 1920, estos eran bastante comunes y permanecieron así hasta la década de 1950.

En 1919, el ingeniero británico Frank Adcock ideó un sistema que utilizaba cuatro antenas verticales, monopolos o dipolos. Esta disposición conectó las antenas para hacer un bucle cuadrado que ignora las señales polarizadas horizontalmente, reduciendo así la recepción de ondas celestes. Las antenas Adcock se usaban a menudo con detectores Bellini-Tosi.

Lightning Strikes

En 1926, el británico Robert Watson-Watt estaba tratando de detectar rayos para ayudar a los aviadores y marineros a evitar las tormentas. Las señales de rayos son muy rápidas, pero un operador experimentado tardó aproximadamente un minuto en alinear un detector Bellini-Tosi. Mediante el acoplamiento de una antena Adcock y un osciloscopio, Watt pudo fijarse rápidamente a un rayo o a un transmisor de radio.

El buscador de dirección de alta frecuencia militar o huff-duff resultó invaluable durante la guerra. Los barcos U alemanes mantenían las transmisiones cortas para evitar ser detectados, pero con el huff-duff, eso no importaba. Los alemanes no se dieron cuenta de la mejora de la tecnología y se estima que el 25% del hundimiento de los botes U se debió al huff-duff.

Tiempos modernos

Los sistemas de hoy en día son mucho más sofisticados utilizando bucles bloqueados de fase y otras técnicas. Aunque algunos sistemas tempranos, como el utilizado por Pan Am, usaban transmisores en el avión y receptores en tierra, la mayoría de los sistemas hacen lo contrario. Los equipos de radiogoniometría automáticos más antiguos usaban antenas motorizadas para localizar transmisores conocidos. Los conjuntos modernos utilizan el sistema Marconi con múltiples antenas, aunque el interruptor es electrónico en este caso.

Los radioaficionados disfrutan de la caza de zorros, parte del evento conocido como “radiosport” en la mayor parte del mundo, que esencialmente se juega a las escondidas con un transmisor de radio. Puedes ver más en el video a continuación.

Podría pensar que el GPS ha hecho de la radiogoniometría una cosa del pasado. Sin embargo, si lo piensas, el GPS es una forma diferente de radiogoniometría. En lugar de usar un cojinete de una antena, está midiendo la hora de llegada de la señal, pero es la misma idea. El retardo de tiempo le da un círculo desde la posición conocida del satélite. Hacer varios círculos alrededor de varios satélites le da una posición exacta.

Claro, la tecnología está muy lejos de la antena de bucle de Hertz. Pero la dirección de radio sigue siendo una parte clave de los sistemas de navegación modernos.