Radiocommunicatie: Ultrakortegolftelefoon (1935 – 1940)

 

Ultrakortegolftelefoon (1935 – 1940)

 
KTZ J.Th. Fürstner, lid van de Commissie voor Physische Strijdmiddelen (CvPhS), stelde begin 1935 voor om in het belang van het tactische gebruik der toestellen van den Marine Radiodienst in studie te nemen: “Het constant maken van de frequentie der ultra-korte golfzenders en-ontvangers, zoodat zonder speciale bediening de signalen kunnen worden ontvangen”.

De onderzoeksresultaten wekten de interesse van de Koninklijke Landmacht. Die belastte het Meetgebouw met de ontwikkeling van een radiotelefonietoestel “voor de batterijen voor den directen steun en vooruitgeschoven waarnemers.” Het voorziene gebruik te velde betrof een afstandsbereik groter dan vijf à zes km over een vlak terrein met de antenne nabij het grondniveau. Gezien de nog weinig efficiënte buizen en andere elektrische onderdelen was dit in die dagen een moeilijke taak.

Meer verfijnde militaire eisen en experimentele ervaring leidden tot een serie van vijf ontwikkelingsmodellen in het gebied van 1 tot 1,5 m golflengte. Het bleek mogelijk deze semi-optische golven nuttig voor telecommunicatie te gebruiken. Op redelijk grote afstanden bleek de afschermende werking van obstakels in de transmissieweg niet al te erg. Aan de grens van een bijna in ruis verdrinkend signaal bleek communicatie mogelijk tussen de Wassenaarse duinen en Voorschoten ondanks het Wassenaarse boscomplex daartussen.

Het eerste ontwikkelingsmodel betrof nog een gescheiden zenders en ontvangers.  Van bijzonder belang was de toepassing van nieuwe buistypes (TB04-8) waarin het elektrodesysteem gemonteerd was op stevige, door de glaswand stekende, rechte pennen. 

‘Bij het eerste model zender kwam nog niet alle zendenergie in de antenne. De schaallampjes lichtten daardoor op, en dergelijke. Ondanks het feit dat de militairen dit wel mooi vonden, heeft Von Weiler toch spoedig, door betere aanpassing van antenne en zender, deze energie voor “zend”energie benut.’  Van Soest, 24 mei 1939

Het tweede ontwikkelingsmodel had een gedeelde zend- en ontvangantenne. De apparatuur werd operationeel getest door het 2e Regiment der Veldartillerie (2 R.V.A.). Het derde ontwikkelingsmodel werd uitgevoerd in “cellenbouw” met een stroombron. Een beschrijving van het apparaat moest worden gemaakt op verzoek van het Hoofd van de Afd. G. [Materieel militair (Koloniën)] van het Departement van Koloniën die kennis mocht nemen van de werkzaamheden van de CvPhS.
Het vierde, pre-productie model leek sterk op het derde model en werd in een kleine serie getest door het Regiment Genie Troepen.

Uit de analen: ‘De toestellen zijn beproefd bij de rijdende Artillerie en daarna teruggebracht in Mei 1939. De toestellen werkten in het geheel niet meer. Er ontbraken aan 4 zendlampen, 3 eikellampen, 2 versterkerlampen en een weerstandslamp. Verder waren van twee ontvangers de deksels verdwenen; een ontvanger was geheel verbogen, de afstemkring van een zender was verdwenen, verschillende weerstanden waren verwijderd, twee antennes ontbraken, een groot aantal schroeven ontbrak, bij een batterij was een aansluitklem vernield en verder nog eenige kleinere gebreken.’ w.g. v. Weiler

Voor eigen gebruik werd nog een toestel gebouwd, waaraan tevens enige verbeteringen werden aangebracht. Hiermede bleek dat met de onderhavige golflengte “een goede telefonische verbinding op veel grooter afstanden dan de gevraagde (5 à 6 km), kan worden verkregen. De toestellen moeten dan echter hoog worden opgesteld. Als grootste afstand werd 63 km overbrugd; hierbij werden de toestellen opgesteld op de vuurtorens van Scheveningen en IJmuiden. Plaatsing van één toestel op de grond resulteerde in een overbruggingsafstand van 45 km.
Teneinde de invloed van metaalmassa’s aan boord van oorlogschepen na te gaan, werd met een draagbaar toestel op verschillende plaatsen van den commandotoren van Hr.Ms. de Ruyter de verbinding onderzocht met opstellingen op den wal. Hierbij werd zelfs bij een betrekkelijk lage hoogte op het schip een afstand van ll km overbrugd.

Prototypeontwerp UKG met functie-uitleg
Prototypeontwerp UKG met functie-uitleg

Dit laatste prototypetoestel werd aangepast aan industriële vervaardiging door de Nederlandsche Seintoestellen Fabriek (NSF). Hierbij werden de beide
in het toestel aanwezige Telefunken zendlampen vervangen door één Amerikaansche (Western Electric 316a) zendlamp vervangen, waarmee de volgende voordelen werden verkregen:

  1. “één in plaats van twee zendlampen (ongeveer de halve prijs)”;
  2. “een eenigszins beter rendement”;
  3. “eene vereenvoudiging, daar bij deze lamp geen gloeidraadafstemming meer noodig is”;
  4. “minder benoodigde ruimte, zoodat de indeeling van de kast (cellenbouw) kon worden verbeterd.”

Daarnaast werd de modulatie verbeterd, doordat een veel betere constantheid van de frequentie werd bereikt en van rooster-op plaatmodulatie werd overgegaan. Ook werd het gewicht van de stroombron met toebehoren met circa 5 kilo verminderd.

Voor zoover ik kan nagaan is het vervoer per rijwiel uitsluitend beproefd met het toestel op een drager boven de achteras. Het toestel steekt dan ver boven het zadel uit, hetgeen opstijgen en in nog erger mate het afstijgen voor den man aanzienlijk bemoeilijkt en de kans op vallen verhoogt. Het lijkt mij gewenscht, indien tot invoering van een vervoer per rijwiel zou worden overgegaan, dat ook onder het oog wordt gezien vervoer met behulp van een drager boven de vooras, aangezien dit n.m.m, bovengenoemde nadeelen doet vervallen.
Mocht dit om andere reden bezwaarlijk zijn, dan ware voor het vervoer een rijwiel met kruisraam te beproeven, alhoewel hiermede weer een nieuw model rijwiel zou worden ingevoerd.
Dir. Materieel der Landmacht, Nr.7472 G, 1937

Het laatste (vijfde) model van Von Weiler van eind 1937 bevatte slechts vier enkelvoudige buizen en leverde twintig aaneensluitende telefoniekanalen van ieder 0,5 MHz breed gecentreerd rond 199 MHz (golflengte 1,5 m). In bedrijf was de zender/ontvanger rug-aan-rug verbonden met het voedingsblok. De combinatie diende als basis voor een enkele richtantenne voor zenden en ontvangen. Tevens werd het toestel vooorzien van “eene inrichting voor het geven van een fluitsignaal, waardoor het oproepen kan worden vergemakkelijkt” en werd de richtantenne samenklapbaar gemaakt.
Een extra operationele eis was dat de apparatuur over betrekkelijk korte afstanden (b.v. 2 km) draagbaar moet zijn, “zoowel te voet, per rijwiel als
te paard“. In verband hiermede zijn de stroombron en het toestel gescheiden en – steunende op een frame van stalen buizen – “op den rug draagbaar“.

Het gebruik van een magnetisch relais om het apparaat op afstand bedienbaar te maken, bleek niet betrouwbaar. Wel lukte het om het apparaat direct te koppelen met de telefooncentrale van een afdeling en door te verbinden met een van de batterijen. 

De industriële productie vond plaats vanaf eind 1938 als transportabel toestel NSF type DR-42 ook wel aangeduid als “u.k.g.-radiotoestel” (zie ook “De radio bij de KL vóór 1940“). U.k.g. staat voor ultrakortegolf. Tweehonderdveertig toestellen werden in 1939 door het Nederlandse leger in gebruik genomen en zijn onder andere gebruikt in de slag om de Grebbeberg.

Het Duitse leger zette blijkbaar de productie voor eigen gebruik voort gedurende de bezetting. Er bestaat nog een Duitstalige beschrijving, bedieninstructies en volledig schema met een Philips Emission logo “Tragbare Ultrakurzwellen Sende-Emphanganlage Baumuster DR-42” (Philips 1900D, 1901D en 1902D). Die versie had twee bereiken, een gecentreerd rond 200 MHz en een rond de 185 MHz. Zelfs in 1948 werd het NSF DR-42 toestel nog beschouwd als een levensvatbaar voorstel.

Transport van de UKG-telefoon als rugbepakking
Transport van de UKG-telefoon als rugbepakking en een ingeklapte antenne in de hand

Transportabel zend/ontvangtoestel NSF type DR-42

Het zendcircuit van de NSF DR-42 bestond uit een oscillerende vermogenstriode, die 2 Watt leverde aan de antenne met anodemodulatie door een vermogenspentode. Van bijzondere betekenis was de toepassing van een coaxiale afsteminrichting met lage verliezen (toentertijd “Kolster zelfinductie” genoemd – US2089271) voor de oscillator, die aanzienlijk moet hebben bijgedragen aan de frequentiestabiliteit (“hoge Q”).
De ontvanger bevatte een “eikel” miniatuurtriode (TB04-8) als superregeneratieve demodulator voorafgegaan door een “eikel” pentode om het doordringen van de oscillatie naar de antenne te voorkomen. Dit werd gevolgd door de bovengenoemde vermogenspentode als laagfrequent versterker. 
Het frontpaneel toont afstemschalen voor zenden en ontvangen. Daartussen zat een stroommeter met schakelaar met eronder een schakelaar voor uit, ontvangen en zenden. Deze zendontvanger vormde een eenheid van 19.6 kg en had een bereik van tien tot 15 km onder de gespecificeerde omstandigheden. De zendeenheid was voorzien van de waarschuwing “Opgelet: vijand luistert af.

Ultra-kortegolfontvanger NSF type DR-42 ultrakortegolftelefoon
Ultra-kortegolfontvanger NSF type DR-42 ultrakortegolftelefoon

De tweede eenheid (17 kg) bevatte een Ni-Fe batterij die 6 V laagspanning leverde aan de gloeidraden en aan een trillergelijkrichter voor de anodespanning. Dit voorzag in tien uur werkingsduur bij gelijke zend- en ontvangtijd, al gaven de instructies op de radio een optimistischer gebruiksduur van 24 uur. Bij het zenden wordt 7.5 A opgenomen (45 Watt) en bij het ontvangen slechts 1.3 A (7.8 Watt).

Batterij van de zend-ontvanger
Batterij van de UKG-telefoon (17 kg)

Een derde eenheid in de vorm van een 98 centimeter lange koker (5,5 kg) bevatte de opvouwbare drie-elementen Yagi antenne, mastsecties voor maximaal 2,2 meter antennehoogte, microfoon en hoofdtelefoon. Totaal gewicht is dus 42 kilo. De antennemastdelen zijn speciaal geconstrueerd zodat deze een coaxiale voedingslijn voor de antenne vormen. 

De ultra-kortegolfontvanger NSF type DR-42 met antenne
De ultra-kortegolf zend-ontvanger NSF type DR-42 met antenne

 

Experimenteel model van een Kolster-zelfinductie
Experimenteel model van een Kolster-zelfinductie

 

Instructies op de NSF DR-42 zendontvanger
Instructies op de NSF DR-42 zendontvanger

 

De template van deze tekst
De template met deze instructietekst

 

Zendtriode (Western Electric 316A) gemonteerd op industriële uitvoering van een Kolster-afstemmer
Zendtriode (Western Electric 316A) gemonteerd op industriële uitvoering van een Kolster-afstemmer

 

Front van NSF type DR-42
Front van NSF type DR-42

 

 

Inwendige van NSF type DR-42
Inwendige van NSF type DR-42

 

Bediening van de NSF DR-42 zendontvanger
Bedieninghandleiding van de NSF DR-42 zendontvanger

 

Transport van de militaire UKG-telefoon op de fiets (1937)
Transport van de militaire UKG-telefoon op de fiets (1937)

 

NSF DR-42
NSF DR-42; de radio en batterij waren als set genummerd. De antenne werd met gespannen draden gestabiliseerd.

 

De NSF DR-42 in bedrijf tijdens een oefening (bron: NRC, december 1939)
De NSF DR-42 in bedrijf tijdens een landmachtoefening (bron: NRC, december 1939)
Referenties
  • Een Duitse handleiding van de NSF DR-42 is hier te vinden.
  • High-Q Tank Circuits for Ultra-High Frequencies, Frederick A. Kolster, QST, May 1934, Vol. XVIII, pp 69-70.
  • IIa. Radar en Von Weiler, prof. dr.ir. J.L. van  Soest (1972). Symposium Elektronische Navigatie, NERG, pdf