Die Goliath-antennanetwerk het Nazi-leierskap toegelaat om met hul geheime U-boot-vloot te kommunikeer - Wetenskap - 2022
Wat doen u as u met 'n bemanning van 50 matrose ondergedompel in 'n duikboot op 'n onbekende plek êrens in die wêreld se oseane? Dit was 'n moeilike, maar belangrike vraag wat die leiers van die vloot in die Tweede Wêreldoorlog moes beantwoord.
Radiogolwe beweeg nie maklik deur soutwater nie, wat beteken dat die verkryging van aktiewe kommunikasie met 'n duikbemanning beteken dat die oppervlak van die duikboot as 'n antenne gebruik word. Dit was die voor die hand liggende oplossing, maar dit het ook die voorheen bedekte duikbote in sigbare teikens verander.
Ingenieurs wat 'n meer geheime oplossing moet vind, het gou ontdek dat radiogolwe met lae frekwensies rondom is 10 kHz, kan soutwater binnedring tot dieptes van tot ongeveer 20 meter. Hulle het besef dat as die transponders op duikbote na hierdie frekwensiegebiede oorgeskakel word, hulle dan kommunikeer met leierskap op land.
Die probleem met hierdie idee was dat die skep en uitsaai van hierdie lae frekwensie radiogolwe massiewe antennas benodig. Hoe laer die frekwensie van 'n radiogolf, hoe langer en groter moes die antenne wees.
VERWANTE: WANNEER DIE INTERNET- EN SELFONE-NETWERKE ONTWINK, STAAN AMATEUR RADIO-NETWERKOPERATEURS
Ingenieurs het uiteindelik ingeskakel op 'n reeks frekwensies laer as 30 kHz vir duikbootkommunikasie. Die golflengte van hierdie frekwensies was ongeveer 10 kilometer of meer, wat beteken dat ingenieurs massiewe antennas benodig. Die enigste manier om hierdie frekwensies met so 'n hoë reeks te produseer, was om 'n massiewe antennasisteem met groot hoeveelheid krag te gebruik.
Nazi-ingenieurs wat met hul vloot U-bote wou kommunikeer, het dieselfde probleem gehad. Hulle het die Goliat-antennetnetwerk in Sakse-Anhalt, Duitsland, ontwerp. Na die bouwerk is dit gedurende die Tweede Wêreldoorlog bedryf en het 'n transmissievermoë van tot 1 000 kilowatt. Ter vergelyking, dit is gelykstaande aan die krag wat vandag gebruik word500 gemiddeld Amerikaanse huishoudings.
Die Goliath Radiosender
Die Goliat-netwerk stuur gereeld frekwensies tussen 15 kHz en 25 kHz. Dit was kragtig genoeg om enige Duitse duikboot te bereik wat oral in die wêreld onder water was20 meter. Die enigste keer dat kommunikasie belemmer is, was toe Duitse U-bote diep Noorse fjorde opgevaar het.
Die Goliat-antenne het drie verskillende sambreel-antennas gebruik. Dit was in wese massiewe antenntorings wat gehul is met kilometers se ou drade wat uit die mas uitstraal. Dit het nie net die antenntoring ondersteun nie, maar ook 'n deel van die antenna.
In totaal het die stelsel drie,210 meter of 688 voet maste wat in 'n driehoek gerangskik is. Die stelsel het ook kabels rondom begrawe, met 'n totale lengte van 350 kilometer. Nadat dit voltooi is, het die stelsel 'n indrukwekkende doeltreffendheid van 50% by 15 kHz en 90% by 60 kHz.
VERWANTE: U KAN VIDEOSPELE VAN DIE RADIO IN DIE Tagtigerjare aflaai
Hierdie massiewe antenna-werf was ongetwyfeld 'n belangrike strategiese hulpmiddel wat die Duitse vloot gebruik het om met hul U-Boat-vloot te kommunikeer.
Nadat die oorlog geëindig het, het die Sowjets die Goliat afgebreek en dit na Rusland gestuur. Dit is toe weer naby Moskou opgerig. Vandag is een van die oorspronklike torings steeds in werking, wat laefrekwensie-seine aan duikbote kommunikeer en tydseine uitstuur.
'N Dieper duik in hoe lae frekwensie netwerke funksioneer
Laefrekwensie-radiofrekwensies is oral in die reeks 30 tot 300 kHz, en hul golflengtes wissel van 1 tot 10 kilometer.
Omdat hul golflengtes so lank is, is hierdie frekwensies die perfekte hulpmiddel vir langafstand-kommunikasienetwerke. Laagfrekwensie-radiogolwe, of LF-radio, word gebruik vir AM-radiostasies regoor die wêreld, wat hulle in staat stel om vanaf 'n gesentraliseerde plek oor baie honderde kilometers uit te saai.
Een van die ander groot voordele van LF-radioseine is die feit dat hul lang golflengte hulle in staat stel om oor baie groot fisiese struikelblokke, soos berge of selfs die aarde, te brei. LF-golwe kan die kromming van die aarde met gemak volg deur grondgroeivoortplanting te gebruik. Lae frekwensie golwe wat deur grond voortplanting gestuur word, kan duidelik meer as ontvang word1,200 myl uit die oorspronklike bron.
'N Ander manier waarop LF-radiogolwe ultra-lang afstande kan oordra, is deur die golwe van die aarde se ionosfeer doelbewus te weerspieël. Dit word skip-voortplanting of luggolf genoem, en dit laat toe dat frekwensies afstande van meer as oorgedra word 190 myl uit die oorspronklike bron. Nie so ver as die verspreiding van grondgolwe nie, maar tog 'n indrukwekkende afstand.
Die ander voordeel van lae frekwensiegolwe, onderstreep deur die gebruik van die Goliat-sender, is die feit dat lae kHz lae frekwensiegolwe, onder 50 kHz, kan oseaan diepte van ongeveer binnedring 200 meter. Namate die golflengte langer word, word die penetrasie diepte dieper.
Die meeste van die supermoondhede ter wêreld gebruik steeds die een of ander vorm van hierdie LF-transmissie om vandag met duikbote en onderwatervaartuie te kommunikeer. Britse Royal Navy-kernbote wat in die Verenigde Koninkryk gestasioneer is, luister na a 198 kHz frekwensie vir bestellings om hul ballistiese missiele te lanseer.
Die VSA het uiteindelik iets gebou wat die Ground Wave Emergency Network genoem word, genaamd GWEN. Dit loop tussen die reekse van 150 kHz en 175 kHz tot 1999, toe satelliete die nut van die LF-netwerk ver oortref het.