Radiocommunicatie: Periode 1927 – 1935
Radiocommunicatie: Periode 1927 – 1935
Deze pagina geeft kort weer wat de stand van techniek bij de start in 1927 van het Meetgebouw was op het gebied van radiocommunicatie en aan welke radiocommunicatiemogelijkheden het Meetgebouw in de jaren dertig werkte.
Vele vormen van informatietransmissie berusten tegenwoordig op het gebruik van elektromagnetische golven. De voorafgaande geschiedenis sinds de 18e eeuw omvat de waarnemingen door een groot aantal fysici die de verschijnselen van elektriciteit en magnetisme onderzochten en hun zoektocht naar een passende theoretische verklaring. Gebaseerd op dit werk postuleerde Maxwell in 1864 het verband tussen het elektrische en het magnetische veld uitgedrukt in een nieuwe mathematische vorm. Hij voerde het vervolgens veel bediscussieerde concept in van een “verplaatsingsstroom” voor een niet gesloten circuit en leidde een golfvergelijking af in de vrije ruimte gelijkend op licht. Hertz bewees vanaf 1888 de geldigheid van Maxwells’s theorie en ontdekte het voordeel van afstemming van de ontvangst op de transmissiefrequentie.
Marconi was de experimentator, die de praktische toepassing voorzag, in het bijzonder voor schepen op zee. Hij begon vanaf 1895 met proefnemingen over toenemende afstanden totdat hij in 1901 met succes de Atlantische Oceaan overbrugde vanuit Engeland. Fleming, voor Marconi werkend, rapporteerde in 1904 het gebruik van een gloeilamp met een toegevoegde elektrode als een detectiemiddel ter vervanging van de onhandige coherer. Twee jaar later voegde de Forest nog een elektrode toe aan Fleming’s diode waarmee de triode was geboren.
In het begin van de 20e eeuw bestond radiocommunicatie alleen uit “draadloze” telegrafie. Vonkzenders tot 2 kW op schepen werkten op golflengten (zoals de toenmalige eenheid was) tussen 300 en 600 meter. Stations op het vasteland tot 400 kW gebruikten steeds langere golven tot 18 km overeenkomstig toenemende te overbruggen afstand erop vertrouwend dat het voortplantingspad het gebogen aardoppervlak volgde. Deze lange afstandstations gebruikten zware roterende generatoren en omvangrijke afgestemde antennesystemen.
Deze situatie was drastisch veranderd toen het Meetgebouw in 1927 werd opgericht. De ontwikkeling van de vacuüm triodelamp had geresulteerd in een ander type van golfopwekking. De modulatie van de zender en versterking in de vroege 20-er jaren (“transatlantische tests”) van de 20e eeuw met relatief laag vermogen op golflengten onder 300 m had het bestaan aangetoond van spiegelende lagen rond de aarde en dag/nacht verschillen in de overdracht. Aldus was de “draadloze” begonnen met de ontwikkeling van zowel commerciële als publieke (omroep) diensten, inclusief spraak- en muziektransmissie op korte golflengten tot enkele tientallen meters die kleinere antennesystemen en sterk gereduceerde vermogens vereisten. Wat betreft ontvangers werd de gelijkspanningsanodebatterij geleidelijk vervangen door gelijkgerichte wisselspanning en verscheen de indirect verhitte triode voor wisselspanningsvoeding juist aan de horizon. De eerste tetroden werd geïntroduceerd die gevolgd zou worden in de volgende jaren door meer rooster- en meer functiebuizen, aangepast aan verfijndere ontvangerschakelingen.
Experimentele zender PCJJ in 1927 van telefonie met Nederlands Oost-Indië, golflengte 30,2 m (9,936 MHz), vermogen 25 kW.Meer informatie over de PCJJ is te vinden bij het Vederfonds.
Rond 1930 begonnen golflengten onder tien meter (oftewel frequenties boven de 30 MHz) professionele aandacht te trekken voor communicatietoepassingen. Het was bekend dat deze frequenties niet werden gereflecteerd door geïoniseerde lagen en gemakkelijk beperkt konden worden tot een relatief kleine hoek (bundel). Een object binnen deze hoek, in afmetingen vergelijkbaar of groter dan de bundeldoorsnede, verhinderde echter transmissie of ontvangst.
In november 1931 werd de Commissie voor Physische Strijdmiddelen in een schrijven (D.v.D. Geh.Litt.X) verzocht om contact op te nemen met “Den Chef van den Radiodienst der Marine” over:
- Radiografische overbrenging van eenvoudige tekeningen tusschen schepen en den wal (“eerste fax”);
- Verkeer met ultra-kortegolven, zoowel binnen eskaderverband als op grootere afstand.
Een eerste laboratoriummodel van een beeldtelegraaf was al in december 1931 vervaardigd. Begin 1932, echter, bleek de Marine in contact te zijn met een bedrijf dat zo’n systeem kon leveren. De eigen ontwikkelingen werden prompt gestopt.
De eerste indicaties van belangstelling van de krijgsmacht op dit gebied worden gevonden in 1933. Het Meetgebouw werd toen verzocht om te assisteren bij ontvangstproeven met een superregeneratieve ontvanger van signalen verzonden met een vijfmeterzender in een vliegtuig en de eisen voor een toekomstige meteorograaf voor een militaire weerballon werden besproken.
Bovendien stelde het Meetgebouw vanaf 1933 een onderzoek in naar elektromagnetische straling onder de tien meter veroorzaakt door de motorontsteking van een vliegtuig. Dat kon gebruikt worden voor locatiebepaling vanaf de grond. Voordelen: snelheid van de uitgezonden golven en geen noodzaak voor correcties voor straalbuiging. Met een superregeneratieve ontvanger (3-10 meterband) bleken vliegtuigen tot op 10 kilometer afstand gedetecteerd te kunnen worden.
Meetaantekening in september 1933: Junker niet meer te horen; in augustus nog wel.
Eind 1933 konden de Duitse Junker vliegtuigen van Luft Hansa niet meer gedetecteerd worden. Die waren namelijk vanaf dat moment voorzien van dieselmotoren; die gaven ontstekingsstraling meer. Proeven op Schiphol wezen dat uit. Wel werd geconstateerd dat “alle Nederlandse militaire en burgelijke vliegtuigen dat vrij sterk doen evenals Fransche verkeersvliegtuigen”.
De Dieselmotor in het Luchtverkeer.
Door de Duitsche „Luft Hansa” is besloten voortaan voorde verkeersvliegtuigen en transportvliegtuigen ten dienste van het goederenvervoer uitsluitend gebruik te maken van Dieselmotoren. Proeven te dien opzichte gedurende den afgeloopen zomer genomen, zijn uitstekend geslaagd; in het driemotorige Junkers G. 24 type werd een Junkers zware oliemotor, type rfJuno 4″ van 700-750 pk ingebouwd, zoodat het driemotorige vliegtuig in een eenmotorig werd omgebouwd. Uit: De Autokampioen, 18 november 1933
Vanaf 1935 werd in opdracht van de Luchtvaartdienst (van het Leger) onderzocht hoe de elektromagnetische emissies door eigen vliegtuigen afgeschermd zouden kunnen worden (D.v.D. Geh.Litt.M). Proeven op verschillende golflengten (1.2 en 0.9 m) vonden plaats op Soesterberg en Waalsdorp. Dat onderzoek en de doorontwikkeling van de ontvanger werd in 1936 beëindigd omdat standaard storingsonderdrukking aangebracht werd in nieuwe vliegtuigen. Dat was nodig voor de ongestoorde radio-ontvangst door het vliegtuig zelf.
De moeilijkheden in het ontwerpen van praktische circuits in de dertiger jaren van de vorige eeuw moeten niet worden onderschat. Elk discreet onderdeel en zelfs de bedrading bestond uit een mengeling van weerstand, capaciteit en zelfinductie. Skin-effecten en reistijd van elektronen in buizen speelden een rol. In ontvangers werd het gebrek aan effectieve middelen voor hetzij versterking of frequentietransformatie voorafgaand aan demodulatie opgelost door de zogenaamde “super-regeneratieve” detectie. Deze inrichting diende zowel voor versterking als demodulatie en bevatte een periodiek (b.v. 30 kHz) zichzelf onderbrekend circuit dat hevig oscilleerde op de te ontvangen frequentie. Het belangrijkste nadeel was het hoge ruisniveau bij afwezigheid van modulatie. Zenders leverden zelfs een nog groter probleem op om het maximaal hoogfrequentvermogen op de antenne te krijgen. Dit vereiste zorgvuldige hoogfrequent-isolatie tussen het generatorcircuit en de voeding en eiste het voorkomen van stralingslekken. Ook temperatuureffecten en frequentiestabiliteit speelde een rol.
Vanaf 1934 experimenteerde Von Weiler met nieuwe zenderontwerpen tot 1 m golflengte gebruikmakend van hoogvermogen direct verhitte triodes (twee push-pull en één enkele zendbuis).
Een vonkzender is het eerste model radiozender die bijvoorbeeld voor radiotelegrafie gebruikt werden. Een vonkzender maakte elektromagnetische en elektrostatische velden letterlijk in de atmosfeer door elektrische vonken uit te spuwen. Zo’n vonkzender wordt meestal uitgevoerd in combinatie met een afgestemde kring. Deze kring bestaat uit een spoel plus een condensator die in serie zijn geschakeld. Vlak nadat een vonk is overgesprongen is de vonkbrug nog enigszins geleidend. Dit komt omdat de lucht ter plaatse is geïoniseerd. Op dat moment ontstaat een oscillatie in de afgestemde kring die gedurende korte tijd hoogfrequente (HF) energie kan afgeven in het ritme van de onderbreker. Hieronder de foto van de 1,5 meter vonkzender ontwikkeld in het Meetgebouw in 1935.
