RADIOGONIOMETRIA

 

A evolução da Eletrônica nas primeiras décadas do século XX influiu consideravelmente na filosofia militar, originando achamada guerra eletrônica. As forças armadas tinham agora um eficiente processo de comunicação pela transferência de sinais de rádio em diversas modalidades de transmissão como: fonia, código, teletipo, fac-símile e pulsos. Durante as transmissões estes sinais eram ainda monitorados, cifrados como contra-informados, que era o campo da inteligência eletrônica. Além disso outras formas de armamento eletrônico surgiram como o SONAR, o RADAR e a, RADIONAVEGAÇÃO.

 

Ilustração do princípio da radiogoniometria desenvolvido em 1910 por Bellini-Tosi.

Ilustração parcial do mecanismo de uma bússola giroscópica, mostrando o giroscópio, usado em sistemas de navegação inercial

a) Aparelho usado em radioalinhamento modelo DW-1 com dial azimutal, rotativo, fabricado pela Bendix, Radio em 1941, EUA. O uso de sinais de rádio para o correto posicionamento de navios e aeronaves foi originalmente desenvolvid o em 1930 pelos engenheiros americanos J. b) Indicador de bordo com escala azimutal e a antena rotativa que era fixada na fuselagem da aeronave. Dillinger, H. Diamond e E. Dumore. Basicamente consistia em usar rádio faróis  direcionados,  transmitindo  sinais em código Morse, modulados em freqüências de ondas longas. (a) No inicio da segunda guerra mundial,  a força aérea alemã, LUFTWAFF, já dispunha do seu próprio sistema de radioalinhamento conhecido sob o codinome de KNICKENBEIN, literalmente perna torta. Originalmente  projetado pelas firmas  Lorenz e Telefunken,  destinado a orientar  aviões bombardeiros quando em missões noturnas sobre a Inglaterra utilizando-se  de dois radio faróis  localizados nas costas do mar do Norte e do canal da Mancha. Entre 1938 a 1945 surgiram vários tipos de radioalinhamento dentre os quais se destacam os sistemas de radionavegação por pulso modulado que tinha a vantagem de fornecer a indicação direta da aeronave ou navio com excelente precisão; como exemplo  tem-se  os  sistema de origem inglês  GEE e DECCA, bem como do americano,  LORAM, Long Range Navigation Aid. c) Indicador de bordo da aeronave mostrando o seu dial ou escala calibrada em 360º. (a) Rádio receptor usado no sistema LORAN. Basicamente  nestes  dois sistemas de radionavegação media-se sobre a tela de um  osciloscópio as diferenças no tempo de chegada ao receptor, dos pulsos de radiofreqüência, transmitidos simultaneamente ou em intervalos definidos de um conjunto de transmissores localizados em terra. O sistema GEE operava em freqüências de 20 - 80 MHz e o DECCA em 100 MHz. Por sua vez o sistema LORAN operava em freqüências de ondas longas, na faixa de 1900 kHz. (b) Em 1946 surge o sistema de radionavegação multidirecional  por comparação de fase, conhecido por VOR ou VHF Omini Direcional Range, que permita que a aeronave voasse ao longo de uma rota pré-determinada dentro de uma zona aproximação cujos sinais do radiofarol eram captados em distâncias de 100 a 200 Km. Assim, além do radiofarol transmitir contínuas e inúmeras trilhas eletrônicas o sistema tinha ainda a vantagem de dispor de um equipamento aerotransportado bastante simples, podendo, também, operar simultaneamente com os transceptores da aeronave. (c) (b) Radio operador a bordo de aeronave usando sistema de radio navegação, por volta de 1939. (Radio News) (a) Ilustração do sistema de radionavegação DECCA, mostrando as coordenadas, os pontos com os rádiofarois e os instrumentos indicadores dorádio-sinal no painel da aeronave. Radioalinhamento, uma estrada invisível no céu.   (b) Instrumento no painel da aeronave usado no sistema VOR.   (c) Primitivo instrumento para posicionamento e orientação de vôo .

RADAR é uma acrossemia de RADIO DETECTING AND RANGING, ou seja, detecção por telemetria radielétrica, termo este adotado pela primeira vez em 1941, pela marinha americana. Na realidade é uma técnica que utiliza emissão de sinais modulados em microondas, cuja análise dos pulos refletidos permite a localização e determinação da velocidade como a natureza de objeto móveis ou estacionários(a).
Foi originalmente desenvolvido como um processo para detectar aproximação de aviões de ataque a longas distâncias e, assim, permitir uma defesa ou contra ataque em tempo hábil.

(a) - O princípio de operação do RADAR.

Entretanto, devido ainda possuir as vantagens de medir a distância como a direção do alvo foi, também, largamente empregado no campo da vigilância e aquisição de dados sobre o alvo (b).
Em 1900, Tesla propõe pela primeira vez o conceito atual da reflexão e detecção de ondas sobre um corpo. Em 1904, Christian Hulsmeyer inventa o primeiro aparelho com aplicações práticas para a detecção de objetos a distância. Denominado de TELEMOBILOSCPIO, e fora concebido para evitar colisões entre navios. Consistia de um transmissor por centelha, operando na freqüência de

b) - Ilustração da disposição dos sinais ou pulsos emitidos e refletidos na tela do tubo de raios catódicos de um receptor de RADAR.

650 MHz, cujas emissões eram feitas por meio de duas antenas parabólicas respectivamente, para emitir como captar o sinal refletido. Assim, quando um objeto estivesse a uma certa distância, o sistema captava o sinal refletido e disparava um alarme sônico. Entretanto, por operar em freqüências de ondas contínuas e, não pulsos, o aparelho não podia determinar a distância do objeto. Para contornar esta dificuldade a antena foi direcionada para a superfície da água, assim, as ondas refletiam na mesma e atingiam o objeto cuja distância podia, agora ser calculada conhecendo-se o ângulo de inclinação da antena como a sua altura acima da superfície da água. Apesar da simplicidade e praticidade do TELEMOBILOSCÓPIO, mínimo foi o interesse em sua aplicação. Porém, foi somente a parir de 1930 que se intensificam as pesquisas para obtenção de um aparelho operacional para detecção de objetos a longas distâncias. Elas foram feitas simultaneamente em vários países sob diversas denominações como, por exemplo, FUMG, Funkmess

(c) - O radar ASV consistia de um transmissor-receptor provido com duas antenas tipo YAGI. Este tipo de antena foi desenvolvido em 1921, pelos pesquisadores japoneses H. Yagi e S. Uda da universidade de Tohuku.

Gerät, na Alemanha, DEM ouDetection, Eletromagnetique em França e na Inglaterra, RDF, Radio Direction Finding. Todavia, foi na Inglaterra que R. A. Watson-Watt e A.F. Wilkins, fazem a histórica experiência sobre o RADAR demonstrando finalmente a suas grandes possibilidades práticas.
Em 1938 o panorama de guerra já era uma realidade no continente europeu como asiático de forma que os principais países envolvidos na geopolítica da época. A Alemanha, o Japão e a Inglaterra se preparavam militarmente. Na Alemanha os estudos sobre o RADAR começaram em 1933, sob a supervisão do Dr. Rudolph Kuhnold. As suas forças armadas já dispunha dos RADARES tipo FREYA, SEETAK, LICHTENSTEIN e WURZBURG. Este último foi a base para o desenvolvimento dos RADARES japoneses tipo TAKI-6 e TAKI-1.

(d) - Princípio de operação de um RADAR PPI, mostrando o diagrama polar com os diversos círculos de distância e o pulso ou sinal do objeto detectado.

Por outro lado, a Inglaterra através dos estudos de Watson-Watt já possuía grande conhecimento sobre o RADAR que aliado ao avançado estado evolutivo das novas válvulas de alta freqüência, como o KLYSTRON e o MGNETRON DE PULSO lhe dava uma grande vantagem tecnológica. Assim, a partir de 1937, inicia as instalações de uma cadeia de radares costeiros conhecida como: BRITISH HOME CHAIN FOR EARLY WARNING STATIONS. Este notável sistema de RADAR desempenhou papel fundamental durante a guerra, principalmente na batalha da Inglaterra, pois esta linha de defesa eletrônica podia detectar rapidamente os aviões alemães em altitudes de 3000 m, em distâncias de 180 km, permitindo assim, um contra ataque eficaz. Durante oconflito, os ingleses desenvolveram ainda vários tipos de radares, destinados às mais diversas aplicações tanto de ordem tática como estratégica. Dentre eles tem-se o tipo "Gun Laying", o "Chain Home Low Flying", paradetectar aviões voando em baixa altitude, o sistema "IFF" - Indentification Friend or Foe" que podia identificar se a aeronave era de procedência amiga ou inimiga, o famoso RADAR ASV, "Airborne Search For Surface Vessels" (c) que na realidade foi o responsável pela destruição da frota alemã de submarinos. E, finalmente o RADAR PPI ou "Plan Position Indicator" o qual na realidade foi uma inovação do RADAR CHL (d) (e). Como visto, premidos pela guerra que ameaçava o seu território, os ingleses num curto espaço de tempo, que foi o período de 1939-1940, desenvolveram quase que sozinhos, grande parte da tecnologia do RADAR, cujos reflexos são sentidos atualmente (f).

(e) - Ilustração de um RADAR tipo PPI em operação.

(f) - Um moderno RADAR PPI.

A partir da 1ª guerra mundial, a forças armadas constataram a enorme aplicação da radiocomunicação que em caráter tático, na zona de combate, como estratégico, na rápida comunicação entre o quartel general e a linha de frente. Assim, o  exército,  a marinha e a aeronáutica, aproveitaram o seu conhecimento e experiência, equipando-se, portanto, com aparelhos oriundos das mais variadas e avançadas tecnologias eletrônicas.

 Os equipamentos usados na radiocomunicação militar da 1ª guerra mundial refletiam a tecnologia eletrônica da época e, portanto, ainda não possuíam vários requisitos fundamentais para o seu desempenho operacional como por exemplo rigidez.
Entretanto, lançaram as bases para futuros desenvolvimentos que ocorreriam nos anos subseqüentes a este conflito.

a) Transmissor modelo B Mark II, usando duas válvulas tipo E,  de origem inglesa, com potência de 20 W para operação na faixa de 65 m. Ilustração gentilmente  cedida pela revista  Radio Bygones.

b)Transmissor  por centelha ,para uso aeronáutico, fabricado em 1915 pela companhia inglesa Sterling. Ilustração gentilmente cedida pela revista Radio Bygones.