NVIS en Radio in WW2 Battle Arnhem Nederlands

 

Originele bron op de Duitstalige pagina http://www.pa3ect.eu/start/nvis-en-radio-in-ww2-kampf-arnheim-deutsch/

Vertaald door PA3ECT

Hallo Hans,

Ik zal antwoorden in het Duits, simpelweg omdat het voor mij gemakkelijker is dan in het Engels (uw antwoord kan gelukkig in het Engels zijn, geen probleem). Ik hoop dat het gaat. U bent van harte welkom om deze dingen van mij te gebruiken op uw website . Het is een oudere lezing, die ik ooit hebt gehouden. Op dat moment,  kenden we allemaal niet de antenne tuner, die behoorde tot de 15W.SEb en ik had nog steeds het vermoeden, dat  de antenne tuner er een was, die behoorde tot de bunker antenne-installaties. Het “luciferdoosje” van de 15W.SEb  kun je zien bij LA6NCA.

Ik zou graag in onze Duitse groep weer  een ​​lezing geven, omdat dit “luciferdoosje” samen heeft gewerkt met de 15W.SEb.

Een presentatie over het gepantserde radiosysteem FU en hoe de antenne matching werkte in de tank, heeft Arthur Bauer aan zijn kant gepubliceerd. Bekijk dit eens, dat was een interessante technische oplossing. Wat niemand wist, tot mijn onderzoek, is dat het tank radio systeem werkte met 23 ohm antenne-aansluiting impedantie en hoe de aanpassing van de transformatie op de coax aansluiting en andere bijpassende elementen werd gemaakt.

We moeten in contact blijven, kan ik zeker nog het een en ander doen toekomen.

73

Günter, DJ8CY

 

Antennes / eigenschappen / aanpassing

Naar het voorbeeld van militaire radioapparatuur Günter Koning DJ8CY Trassenheide 29 april 2005

Afbeelding1

Verticale mast antenne voor de 15-W transceiver a of b

9-m-uitschuifmast of 6,25-m- steekmast met aangehechte 1,4 m tot 7,5 m staafantenne en voedingsdraad. Enkele of dubbele counterpoise van  3 x 6 m lengte

Verticale mast antenne voor de 15-W transceiver a of b

Bereik 70km A1 en 30 km respectievelijk in A3 Omnidirectioneel

Vorig jaar heb ik gewezen op de volgende voedingspunt impedanties voor de 80 en 40 m-band. Voor deze antenne analyze gebruikte ik EZNEC antenne simulatie:

3.7 MHz Z = 7 – j 670 ohm   7 MHz Z = 21-177 Ohm j

 

Afbeelding2

Afbeelding3

Verticale mast antenne. Een antenne met voor en nadelen

Militair, eenvoudig te bedienen, maar alleen geschikt voor grondgolf. Zenderuitgang niet universeel, maar specifiek gedimensioneerd bij dit type antenne. Zender daarom met weinig andere antennes te gebruiken.
Voorbeelden : ( antennes met cap. reactieve component . )

-Eenvoudige, Elektrisch korte antennes, die direct aan de terminal zijn aangesloten. (bunker of dekking)

-Aard antennes

 

Afbeelding4

Aanpassing naar  50 ohm

De uitgang van de schakeling 15 WSE is gedimensioneerd naar een echte impedantie van 15 ohm en laat geen variatie toe.

De impedantie aanpassing is ontworpen voor elektrisch korte antennes, dwz het kan enkel overwegend met capacitieve impedantie corrigerende componenten verwezenlijkt worden.

Voor de aanpassing naar 50 Ohm is een 1:4 ringkern transformator toegepast.

 

 

 

 

 

 

Afbeelding5

De oorzaak van moeilijkheden bij radiocommunicatie .

Problemen met het zendbereik resulteerde in het midden van de oorlog om de oorzaken te onderzoeken .

„Zentralstelle für Funkberatung“

(Prof. Dr. W. Dieminger)

Oorzaken:

-De grondgolf voortplanting is sterk afhankelijk van het terrein, de gebouwen, de vegetatie en de bodem geleidbaarheid.

-De verticale polarisatie van de golfvoortplanting bij de ruimtegolf leidt tot een grotere dode zone.

Moeilijkheden bij radiocommunicatie verbeterende maatregelen

Met behulp van horizontaal gepolariseerde, steil uitstralende antennes

Ontwikkeling en implementatie van drie dipool antennes voor het gehele frequentiebereik van 15 WSE a of b

Antenne 1 3000 kHz tot 4940 kHz; Resonantiefrequentie 3490 kHz

Antenne 2 4150 kHz tot 6840 kHz; Resonantiefrequentie 4828 kHz

Antenne 3 5675 kHz tot 7500 kHz; Resonantiefrequentie 6600 kHz

Ontwikkeling en implementatie van het antenne aanpas deel van de 15 WSE a of b

Zie: document D 1034/5 „Gebrauchsanleitung für den Antennenanpassteil a für Antennen zur Verbesserung von Kurzwellenverbindungen“ (van 1.8.1944)

 

Dipool en zijn voeding

Afbeelding6Afbeelding7

Enkele draadantenne (omgekeerde-L)

Afbeelding8Afbeelding9

Schuine draadantenne

Afbeelding10

Afbeelding9

Antenneaanpassing een deel van de 15 WSE a of b

Afbeelding11

Let op in de instructies

-De Antenne aanpas unit was in de eerste plaats ontwikkeld voor de 15 watt zendontvanger a of b.Het kan ook worden gebruikt voor kleinere zendvermogens waarvan de antenneketen gelijk geconstrueerd is als de 15 WSE a en b en een frequentiebereik van ongeveer 3000-7500 kHz heeft.

– (Torn.Fu.a2, B1, C, F of k)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Antenne aanpas schakeling

Afbeelding12

Het door Werner Thote beschikbaar gestelde diagram laat zien:

-Het aanpasdeel is niet universeel en werkt alleen in combinatie met de bovengenoemde apparaten die door hun uitgangsschakeling capacitieve impedanties kunnen compenseren.

-In combinatie maakt het universele impedantie aanpassing mogelijk en tot op zekere hoogte een werkelijke reële waarde transformatie.

-De bedienfuncties zijn helaas niet uit het schema af te leiden.

-Handgeschreven notities Door O. Bauer zijn een interessante aanvulling.

Notities O. Bauer, PA0AOB.

Afbeelding14Afbeelding13

Vragen over de antenne aanpassing.

Het antenne aanpassende deel is een ingenieuze oplossing om bovenstaand probleem met maar één knop op te lossen.

Open vragen zijn:

– Waren er verschillende versies voor verschillende apparaten en vermogens?

Moeilijkheden aan de kant van de geallieerden

De moeilijkheden van onvoldoende reikwijdte met de gegeven kortegolf radio-apparatuur, waaraan de verticale antennes en grondgolf voortplanting debet waren, hebben uiteraard geleid tot onderzoek. Ook aan de geallieerde kant. Maar hebben waarschijnlijk niet voldoende aandacht gevonden.

Een overzicht van de draadloze technologie die wordt gebruikt door de verschillende naties, die hier verschillen te zien geven, wat inspiratie biedt voor verder onderzoek.

Engeland Operatie Market Garden

Met de operatie Market Garden, die de Britten tussen 17 en 26 september 1944 uitvoerde en probeerden de voorwaarde te scheppen voor een snelle inval in het Ruhrgebied.

De operatie is mislukt vanwege een niet te onderschatten totaal onvoldoende voorbereiding en deels op het gebied van radio communicatie.

Afbeelding15

Sir Bernard Montgomery opperbevel

NCA.35.000 soldaten.

Doelstelling:

Bezetting en zekerstelling van kritische bruggen en wegen door para eenheden.

Opmars van infanterie en gepantserde eenheden uit België via Eindhoven, Nijmegen richting Arnhem.

Hoewel de Britten in 1943  een wetenschappelijk onderzoek uitvoerden, t.a.v. de radio problemen, werden de bevindingen bij de planning van de operatie uiteraard genegeerd.

Overzicht van de gebruikte apparatuur, die in het frequentiebereik werkte 1,75-2,9 MHz, 2-8 MHz en 2 tot 12 MHz en hun prestaties, alsmede de korte verticale antennes.

Afbeelding16

WS-68P A1 / A3 0,25W 1,75-2,9 MHz variabel / Kristallen, 12 ft. (3,6 m) verticale antenne zonder counterpoise.

Manpack, batterijvoeding

A1 range 5-10 mijl (8-16 km)

Onder de gegeven omstandigheden, minder dan 3 mijl (5 km)!

 

 

 

 

 

Operatie Market Garden gebruikte radio’s

Afbeelding17

WS-22 A1 / A3 1.5W / 1W 2-8 MHz 12 ft. (3,6 m) verticale antenne, batterij

A1 bereik ongeveer 10-20 mijl (16-32 km)

 

 

 

 

 

WS-19 A1 / A3 12 W 2 … 8 MHz 12 tot 16ft. (3,6-4,2m) verticale antenne. Counterpoise.

Bereik ongeveer 15-25 mijl (24-40 km)

 

Afbeelding20Afbeelding18

WS-19HP A1 / A3 30 W 2-8 MHz 12-16ft. (3,6-4,2m) verticale antenne. Counterpoise

Bereik ongeveer 25-35 mijl (40-56 km)

Batterijvoeding.

WS-76 alleen CW-slechts 9 W 2-12 MHz kristal operatie, de R-109 Verticale en horizontale antenne voor “Long Range Communication”.

Bereik van> 300 mijl (> 500 km).

Er waren grote en bekende problemen vaak defecte kristallen.

Abusievelijk verkeerde kristal frequenties.

Afbeelding21

Afbeelding22

WS-76 en R-109 ontvanger zender.

Operatie Market Garden communicatie problemen 

De communicatie van Corps Commander Browning naar zijn troepen en het hoofdkwartier, tijdens de slag om Arnhem, was volstrekt onvoldoende. Vaak niet of slechts marginale verbindingen.

In het bijzonder faalde de communicatie naar de diverse luchtlandings-eenheden, zoals deze meestal uitgerust werden met slecht presterende WS-68P apparaten.

De afstand van 10 … 13 km ten westen van Arnhem en de groep op het zuiden 20 mijl (32 km)en het lokale hoofdkwartier was te groot om te overbruggen.

Er waren slechts 2 krachtigere apparaten WS-19 met het gebruik van WS-19 High Power, waarmee de verbinding met de grondtroepen moesten worden onderhouden.

Op het hoofdkantoor, was er een WS-76 set voor de communicatie met het hoofdkantoor in Engeland. In deze set waren er frequentie problemen als gevolg van onjuist uitgegeven kristallen.

De operatie mislukte niet alleen door de radio problemen.

Aorg onderzoek NVIS operatie

De problemen met draadloze apparatuur waren voorspelbaar en te voorkomen geweest. In 1943 had de “Army Operationele Research Group,” subgroep 3 (AORG3 “signaal in het veld”)  een gedetailleerd wetenschappelijk onderzoek uitgevoerd.

Vastgesteld werd dat de beschikbare apparatuur in het frequentiegebied tussen 2 … 12 MHz met de bestaande verticale antennes praktisch uitsluitend gebruik maakte van de grondgolf voortplanting en de haalbare afstanden slechts één of enkele mijlen waren! De techniek, ook van de Duitse apparatuur werd ingericht met korte verticale antennes. Er werd voorgesteld om de ruimtegolf voortplanting te gebruiken door eenvoudige draad antennes (omgekeerde-L) toe te passen om de bestaande apparatuur te gebruiken, indien mogelijk, zonder verdere toevoegingen. Er werden eenvoudige instructies gegeven om de troepen het gebruik van deze “steil” stralende antennes te leren kennen. (september 1943).

Het fenomeen is bekend geworden als “Near Vertical Incidence Skywave-‘kort NVIS .

NVIS document omgekeerde L-antenne

Afbeelding24

Afbeelding23

 

De afmetingen van de omgekeerde L-antenne voor de betreffende werkfrequenties kunnen gemakkelijk worden bepaald met behulp van het diagram.

Deze aanpassing was mogelijk met de bestaande apparaten. Met een capacitieve ingangsimpedantie, zoals het geval is met korte verticale antennes, kon de juiste lengte van de antenne worden bepaald.

Als dit niet mogelijk was, (variabele condensator) werd de algemene regeling van het capacitieve gebied gecorrigeerd door tussenkomst van een serie condensator.

Near Vertical Incidence Skywave-NVIS

Onderzoek ook aan de Duitse kant van het “Zentralstelle für Funkberatung” de Aorg kwam tot de conclusie dat in het frequentiegebied van 2 tot 12 MHz, draadloze transmissie op een afstand van> 10 km tot 200 … 250 km door het gebruik van “steil” uitstralende antennes, significant verbeterde of zelfs voor het eerst mogelijk werd.

USA

Interessant vanuit de naar voren gebracht gezichtspunten is de Amerikaanse radio technologie tijdens de tweede wereldoorlog. Die laat zien welke hoge technologie en radiotechnische wetenschap voorhanden was.

De Amerikaanse draadloze industrie had voor de oorlog geen vergelijkbaar industrieel niveau vergeleken met Duitsland, maar verdeeld over een paar grote bedrijven en vele kleine, maar zeer innovatieve bedrijven die producten vervaardigde, zoals voor radio-amateurs en andere radio-enthousiastelingen.

Zo wordt de lezer verwezen naar de ontwikkeling van kwarts technologie en radio fabrikanten Hammarlund, Hallicrafters, National,  Collins enz.

De zeer liberale ontwikkeling van de omroep in de vroege jaren ’20 van de vorige eeuw, had in het begin bijgedragen aan de componenten industrie die een breed scala van goedkope elektronische componenten aanbood en er waren tal van radio-apparatuur fabrikanten.

USA zend-ontvangers

In de USA werden bij militaire radio’s de tactische en technische eisen significant hoger gesteld in verhouding tot Engeland.

Kenmerken:

Aeronautical radio in de VHF-bereik van 100 … 156 MHz

-Infanterie / Artillerie / tank 20 … 50 MHz, frequentiemodulatie

-Communicatie Op een hoger niveau, met inbegrip van land, zee en lucht strijdkrachten vond vooral plaats in het kortegolf bereik tussen 2 … 12 MHz in A1, A2, A3 en F1.

Apparatuur technologie, week nauwelijks af van de kenmerken van de  omroep radio’s en amateur radio-apparatuur.

De radio ontwikkeling die zich voortzette in hun aanzienlijke diversiteit is alleen tot stand gekomen met het uitbreken van de oorlog in Europa en heeft zeer snel geleid tot massaproductie.

De technologie na de RADAR, SONAR en andere elektronica ontwikkeling vond plaats zonder duidelijke vertraging, deze overtrof zelfs tijdens de oorlog het niveau in Europa.

USA BC-1306

Als een geschikt voorbeeld van het thema, hier gepresenteerd, is wat ik noem de kleine en veelzijdige kortegolf transceiver BC-1306, die als een parallel apparaat kwam, mogelijk, een opvolger van het infanterie korte golf apparaat BC-654 wat in 1942 in gebruik werd genomen.

Frequentiebereik 3,8 … 6,5 MHz

Vermogen tot 25 W in A1, maximaal 8,5 W A2 en A3

5m verticale antenne voor mobiel gebruik of kort veld afstanden

Omgekeerde L-antenne draad voor afstanden> 10 km

Voeding optioneel handkracht generator en ontvanger batterij of 6-, 12-, 24-volt accu met triller omvormer.

De meest bekende opvolger na de tweede wereldoorlog was de GRC.-9

Universeel gebruik in het leger, de luchtmacht en de marine:

-Oorspronkelijk ontwikkeld als een veld radiostation voor luchtlandingstroepen, de zogenaamde “special forces” en dus klein en licht. Draagbaar, met alle accessoires in rugzakken over  3 … 4 man verdeeld. Veelzijdige en onafhankelijke stroomvoorziening d.m.v. batterijen, handslinger generator of kleine draagbare benzine generator.

-Was voor installatie in voertuigen met een universele triller-omvormer 6/12/24-volt, voertuig-houder en voertuig-antenne.

-Voor vaste stations: suppletie 12m steekmasten. Keuze: dipool, omgekeerd-L of verticale antenne.

Afbeelding25

Afbeelding26

Afbeelding27

ANTENNE GROEPEN / GRA-4

Afbeelding28Afbeelding29

Afbeelding30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Met de capacitieve uitkoppeling van de zender kon ook met de GRA-4 antenne een draaicondensator in serie worden gebruikt. De afstemming op maximale helderheid is d.m.v een neon lamp. Tenslotte werd de resulterende impedantie in het capacitieve bereik afgestemd.

Afbeelding31

Afbeelding32

 

 

 

 

 

 

 

ItaliëAfbeelding33

Van zeer groot belang in deze context zijn ongewone beelden van infanterie radio’s van de Italiaanse troepen die opvallen door hun relatief kleine loop antennes.

 

Zouden de Italianen het probleem van een slechte grondgolf verbinding al voor de oorlog opgelost hebben?

hoewel dit werd niet erkend, tot relatief laat in de oorlog, bij zowel de Duitse als geallieerde troepen?

 

Of is er een andere verklaring?

 

 

 

Afbeelding34

Het feit is dat de afgebeelde apparaten gebruikt werden in het kortegolf bereik tussen 2 tot ongeveer 4 MHz.Er waren verschillende radio’s die gesloten loop antennes toepasten .Meer informatie over de apparaten en hun specificaties kan worden verkregen bij Werner Thote.

 

 

 

 

Italië magnetic loop antenne

Het is vrij ongebruikelijk voor die tijd dat er magnetic loop antennes werden toegepast. Deze waren mechanisch verbonden met het hoofddeel en kwamen met een variabele condensator rechtstreeks in resonantie.De totale antenne efficiëntie is niet significant slechter dan voor de korte verticals in hetzelfde frequentiebereik.

De gegenereerde verticaal gerichte magnetische veldlijnen leiden verrassend tot een steile straling (NVIS), dus de ruimtegolf voortplanting.

Theorie:

Misschien was het in de ontwikkeling van draadloze technologie bij de infanterie in Italië, na de eerste wereldoorlog, gezien als een soortgelijk toekomstig oorlogs scenario. Zoals oorlogshandelingen in de Alpen. Het testen van de eerste apparaten met verticale antennes toonde vervolgens met zekerheid dat het bijna onmogelijk was om daarmee van “dal naar dal” te communiceren. Het gebruik van de ruimte golf om het probleem op te lossen was zeker sneller gevonden, dan een technische oplossing, om met verticale straling en met een kleine antenne kon worden verwezenlijkt. De oplossing werd de magnetische loop antenne. Geheel onbekend was de magnetische loop antenne toen niet eens. Er zijn foto’s van de korte golf-veld radio-apparatuur uit de Verenigde Staten rond 1935, die waren voorzien van kleine magnetische loop antennes.

Afbeelding35

Twee decennia later NVIS opnieuw ontdekt

 

Draadloze problemen in de Vietnam-oorlog bracht het onderwerp “Near Vertical Incidence Skywave-‘ terug op tafel en vindt vandaag zelfs plaats op militair gebied van mobiele oplossingen die met magnetic loop antennes werken.

Afbeelding36

 

 

 

 

 

 

NVIS vandaag

Afbeelding37

Dankzegging

Ik dank u voor alle aandacht met veel ideeën, informatie en de verstrekking van documenten, met name door:

–Conrad von Sengbusch, DJ2DK

––Jon Dombrowsky, DJ8WV

––Werner Thote, DL1VHF

––Hubert Drews, DL7DH

––Dietmar Schröer, DL7HZ

––Dieter Mösch, DL7KB

Literatuur:

––D 1025/1: „15 Watt Sender-Empfänger a, 15 Watt Sender-Empfänger b, Prüfgerät SE 15b“

––Günter König: „Die Antenne des 15-W.S.E.b und ihre komplexe Anpassung“ Vortragsmanuskript Trassenheide 2004

––D 1034/5: „Gebrauchsanleitung für den Antennenanpassteil a“

––Fritz Trenkle: „Die deutschen Funknachrichtenanlagen bis 1945“ Band 2 „Der Zweite Weltkrieg“

––B.A. Austin: „Evolution of near vertical incidence skywave communication and the Battle of Arnheim“ IEE Proc. SCI. Meas. Technol. Vol. 149, No. 2, March 2002

––B.A. Austin: „Near vertical incidence skywaves in World War II“ HF Radio Systems and Techniques, Conference Publication No. 474 IEE 2000

––Louis Meulstee: „Wireless for the Warrior“ Volume 1, 2 & 3

––War Department Technical Manual TM 11-230C: „RADIO SET SCR-694-C“ (BC-1306)

––Janusz Piekalkiewicz: “ Rommel und die Geheimdienste in Nordafrika 1941-1943“

––Horst Kalweit: „Kleine Half-Loop-Antennen“ Soldat und Technik/April 2004

Theme Tweaker by Unreal