Hackaday

ne gândim la radionavigația și găsirea direcției ca la ceva destul de modern. Cu toate acestea, s-ar putea să vă surprindă că găsirea direcției este aproape la fel de veche ca radioul în sine. În 1888, Heinrich Hertz a remarcat că semnalele erau mai puternice atunci când într-o orientare a unei antene cu buclă și cele mai slabe 90 de grade se roteau. Până în 1900, experimentatorii au observat că dipolii prezintă un comportament similar și nu a trecut mult timp până când antenele au fost făcute să se rotească fie pentru a maximiza semnalul, fie pentru a localiza emițătorul.

desigur, există o problemă. De fapt, nu puteți spune care parte a antenei indică semnalul cu o buclă sau un dipol. Deci, dacă antena este îndreptată spre nord, semnalul ar putea fi spre nord, dar ar putea fi și spre sud. Totuși, în unele cazuri, este suficientă informație.

John Stone a brevetat un astfel de sistem în 1901. Cunoscutul experimentator Radio Lee De Forest a avut, de asemenea, un sistem nou în 1904. Toate aceste sisteme au suferit de o varietate de probleme. La frecvențe cu unde scurte, propagarea multipath poate confunda receptorul și în timp ce semnalele cu unde lungi au nevoie de antene foarte mari. Majoritatea antenelor s — au mutat, dar unele — ca una de Marconi-au folosit mai multe elemente și un comutator.

cu toate acestea, există cazuri speciale în care aceste limitări sunt acceptabile. De exemplu, când Pan Am avea nevoie să navigheze avioane peste ocean în anii 1930, Hugo Leuteritz care lucrase la RCA înainte de Pan Am, a folosit o antenă cu buclă la aeroport pentru a localiza un transmițător în avion. Din moment ce știai pe ce parte a antenei trebuie să fie avionul, detectarea bidirecțională nu a fost o problemă.

navigația de bază

navigația Radio datorează mult navigației cerești obișnuite și topografiei. În loc să vedeți un far, soarele sau o stea, vedeți un emițător radio.

considerați că vă aflați într-un câmp care are un stâlp pe el și știți locația exactă și înălțimea stâlpului. Dacă sunteți undeva pe teren și doriți să știți unde vă aflați, puteți folosi Polul. Vedeți stâlpul și măsurați unghiul față de stâlp. Deoarece cunoașteți înălțimea și unghiul, puteți utiliza geometria pentru a desena un cerc în jurul polului pe care trebuie să vă aflați.

desigur, ai putea fi oriunde în cerc — ceea ce navigatorii numesc o linie de poziție. Dar dacă ai avea doi poli? Ai putea desena două cercuri. Dacă aveți noroc, cercurile se vor atinge exact la un moment dat și acolo vă aflați. Cu toate acestea, este mai frecvent să aveți două puncte și — probabil — unul va fi foarte departe de locul în care ar trebui să fiți și unul va fi aproape de locul în care ar trebui să fiți.

chiar și cu o pereche simplă de bucle, puteți face același truc dacă sunt suficient de îndepărtate. Dacă stația unu prezintă un unghi de 30 de grade (sau 210 grade; este ambiguu) la emițător și stația două arată un unghi de 300 de grade, puteți triangula prin trasarea a două linii și observând unde se traversează.

îmbunătățiri

chiar și așa, a existat o cerere pentru ceva mai bun. În 1909, Ettore Bellini și Alessandro Tosi au introdus o inovație. Sistemul Bellini-Tosi a folosit două antene în unghi drept care alimentau bobine. O a treia buclă s-a mutat în interiorul bobinelor pentru a găsi direcția. Acest lucru a permis antenelor mari să rămână staționare. Până în anii 1920, acestea erau destul de comune și au rămas așa până în anii 1950.

până în 1919, inginerul britanic Frank Adcock a venit cu un sistem care folosea patru antene verticale, fie monopoluri, fie dipoli. Acest aranjament a conectat antenele pentru a realiza în mod eficient o buclă pătrată care ignoră semnalele polarizate orizontal, reducând astfel recepția undelor de cer. Antenele Adcock au fost adesea folosite cu detectoarele Bellini-Tosi.

Lightning Strikes

în 1926, britanicul Robert Watson-Watt încerca să detecteze fulgerul pentru a ajuta aviatorii și marinarii să evite furtunile. Semnalele de trăsnet sunt foarte rapide, dar a durat aproximativ un minut pentru ca un operator experimentat să alinieze un detector Bellini-Tosi. Prin cuplarea unei antene Adcock și a unui osciloscop, Watt a reușit să se blocheze rapid pe un fulger sau pe un emițător radio.

căutătorul militar de direcție de înaltă frecvență sau huff-duff s-a dovedit neprețuit în timpul războiului. Bărcile germane u au ținut transmisiile scurte pentru a evita detectarea, dar cu huff-duff, asta nu a contat. Germanii nu și-au dat seama de îmbunătățirea tehnologiei și estimările sunt că 25% din scufundarea bărcii U s-au datorat huff-duff.

timpurile moderne

sistemele moderne sunt mult mai sofisticate folosind bucle blocate în fază și alte tehnici. Deși unele sisteme timpurii, cum ar fi cel folosit de Pan Am, foloseau emițătoare în plan și receptoare la sol, majoritatea sistemelor fac contrariul. ADF mai vechi — seturi automate de găsire a direcției foloseau antene motorizate pentru a localiza emițătoarele cunoscute. Seturile moderne folosesc sistemul Marconi cu antene multiple, deși comutatorul este electronic în acest caz.

operatorii de radioamatori se bucură de vânătoarea de vulpi — parte a evenimentului cunoscut sub numele de “radiosport” în cea mai mare parte a lumii — care este în esență de-a v-ați ascunselea jucat cu un emițător radio. Puteți vedea mai multe în videoclipul de mai jos.

s-ar putea să credeți că GPS-ul a făcut ca direcția radio să găsească un lucru din trecut. Cu toate acestea, dacă vă gândiți la asta, GPS-ul este un fel de formă diferită de găsire a direcției radio. În loc să utilizați un rulment al unei antene, măsurați timpul de sosire a semnalului, dar este aceeași idee. Întârzierea vă oferă un cerc din poziția cunoscută a satelitului. Efectuarea mai multor cercuri în jurul mai multor sateliți vă oferă o poziție exactă.

sigur, tehnologia este departe de antena buclă a lui Hertz. Dar direcția radio este încă o parte esențială a sistemelor moderne de navigație.