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foto del Tracor Mod 599 H
Questi
ricevitori sono dei mostri di complessità e con ciò una bella palestra di
radiotecnica. Quelli che conosco sono ancora dei tardi anni '60 , in clima di
guerra fredda e quando si cercavano modi di comunicazione invulnerabili, nel
senso di modo di emissione. Potevano essere utilizzati per scopi non
esclusivamente bellici, ovvero per ricevere e tracciare frequenze campione o per
stabilire la posizione tramite i sistema Alfa e Omega ed altri. In particolare
ad un battello in navigazione sapere l'ora è indispensabile per conoscere la
propria posizione, aiutandosi traguardando le stelle. L'ora deve essere
precisissima ed a suo tempo furono realizzati favolosi cronometri ormai
ricercati oggetti da collezione. A terra l'ora si faceva traguardando il
passaggio di una stella dal meridiano e si faceva solo da Osservatori
scientifici. Nel 1911 la Torre Eiffel cominciò ad irradiare l'ora di Parigi per
tutto il Mediterraneo mettendo a subbuglio i vari Osservatori.
EEC Mod 880
Tutto questo avveniva sulle onde lunge e lunghissime, onde che si propagano strisciando sul suolo e delle quale si può determinare con precisione il tempo di transito, a differenza di quelle in HF che possono arrivare riflesse da strati a distanze diverse. Si devono sempre aggiustare i tempi a seconda della stagione e del territorio, ma questa è una costante fissa che si ricava dalle cartine.
Da questo l'utilità di trasmettere in VLF dei segnali da stazioni con clock precisissimi, sfruttando la risonanza atomica o che altro. Addirittura questi segnali possono servire ad aggiustare il dispositivo Frequency Standard
mod. Navi Ship 1407 URQ
locale del ricevitore, che può essere anche di precisione atomica, ma mai come quella di uno standard di un grande laboratorio.
Lo studio di questi apparati è possibile , dato che erano di concezione analogica e costituiti di componenti discreti od a bassa scala di integrazione. Gli algoritmi di funzionamento erano risolti in Hardware e non in Software, praticamente impossibile da interpretare.
Un ricevitore di una sensibilità superiore ad 1/100 di microvolt ( 100 Hz di
larghezza di banda) del tipo supereterodina ad una o più conversioni, porta il
segnale ricevuto in una media frequenza intorno ai 1000 Hz, monitorabile da un
altoparlante. Questo segnale viene confrontato con quello interno del Frequency
Standard, quest'ultimo forzato a seguire quello della trasmittente, ottenendo
una frequenza assolutamente precisa. Tanto precisa che per avere un leggero
spostamento di fase rispetto al riferimento occorrono alcuni giorni. Inoltre
tutte le correzioni eseguite automaticamente sono registrate in contatori e su
stampanti a carta, oltre che sullo strumento a lancetta.
A volte sono corredati di complessi limitatori di disturbo, adatti per gli
atmosferici che sono il principale disturbo per queste gamme.
Tutti sappiamo che se inseriamo due frequenze (che supponiamo perfette) sui due ingressi di un Mixer (anch'esso ritenuto perfetto), all'uscita troviamo la somma e la differenza delle due frequenze. Magari non sappiamo che se le due frequenze d'ingresso sono uguali, ma di fase diversa, troveremo sull'uscita della corrente continua, zero se la fase è perfetta, massima se lo sfasamento è di 90 gradi.
Mod. 1407 URQ
A questo punto, quando una delle due frequenze inizia a slittare, si presenterà immediatamente una differenza di fase ed una tensione continua all'uscita che può servire a correggere l'oscillatore che se ne va con un VCO analogico. Altrimenti il mixer potrà essere digitale e la differenza di fase si trasformerà in impulsi che possono sommarsi o sottrarsi a quelli del sintetizzatore o far avanzare un contatore digitale, di quelli del tipo avanti/indietro, secondo il verso della fase, ed utilizzarne l'uscita per correggere il solito VCO dopo averla resa analogica don un convertitore D/A. VCO è per oscillatore a frequenza variabile con la tensione. In questo modo si ottiene la cosiddetta ricezione sincrona.
Questi in particolare che descrivo non sono specifici per la localizzazione su mare o su terreno, che può essere fatta riverendosi al ritardo tra il tempo di partenza del segnale (universalmente stabilito e diverso per le varie stazioni di riferimento) e quello di arrivo oppure riferendosi ad i tempi in successione di tre stazioni. In questi occorre una speciale carta e dei calcoli manuali. In quelli specifici la determinazione della posizione è computerizzata.
Da alcuni anni il sistema OMEGA è spento essendo stato sostituito dai satelliti, che se pur vulnerabili, in questo clima di rasserenamento sono più comodi: ora con un palmare facciamo molto di più e con maggiore precisione di questi ciclopici apparati che poi, io li avevo, ma quanti altri?
Credo che il sistema russo ALFA sia ancora attivo intorno ai 12 kHz.
I ricevitori del tipo accennato erano in grado di ricevere frequenze nel campo limitato tra 9 kHz e 30 kHz, con una possibilità per i 60 kHz della stazione USA WWvB del National Bureu or Standards.
Le altre sono
WWWL 20,0 Fort Collins Colorado del Natl. Bureau of Standard
NBA 24,0 Balboa, Canal Zone dell'U.S. Navy
NPM 19,8 Lualualei, Hawaii dell'U.S. Navy
NAA 17,8 Cutler, Maine dell'U.S. Navy
NPG 18,6 Jim Creek, Washington dell'U.S. Navy
NSS 21,4 Annapolis Mariland dell'U.S. Navy
GBR 16,0 Rugby England del British Post Office
OMEGA 10,2- 13,6 Varie località della rete mondiale U.S. Navy
Non ci sono richieste particolari per l'antenna che necessariamente sarà sempre troppo corta rispetto alla lunghezza d'onda ricevibile. Pertanto l'enorme sensibilità dei ricevitori. Chiaramente la gamma soffre principalmente dei dei disturbi detti "Spherics", pertanto sofisticati soppressori di rumore per limitazione. Il vantaggio che abbiamo è che ci aspettiamo il tipo di segnale che vogliamo ricevere e la successione di arrivo che ci avvantaggia nell'elaborazione del segnale. L'antenna può essere una comune antenna a filare con o senza accordatore. Se è un Whip , ovvero uno stilo, occorre un trasformatore a scendere per accoppiarsi all'ingresso del ricevitore, che è tenuto generalmente inferiore a 100 ohm. Altrimenti un Loop, ovvero un'antenna a telaio, non risonante, ma la sua reattanza non deve essere superiore all'impedenza dell'ingresso.
Qui la correzione della frequenza avviene facendo ruotare il motorino del servo assembly 27
Questo ricevitore allo stato solido è espressamente progettato per utilizzare frequenze portanti altamente stabilizzate da stazioni VLF. La ricezione ad aggancio di fase da una precisione di poche parti in 10 alla undicesima nell'arco di 24 ore. La ricezione di frequenze del sistema OMEGA richiede un commutatore ausiliario. Un selettore a contraves permette di esplorare 240 canali spaziati di 100 Hz. Il limite è tra 8 kHz e 31,5, ma in certi modelli è inserita anche la frequenza di 60 kHz d WWVB. La larghezza di banda è 50 Hz.
Il ricevitore comprende comparatore di fase, servo phase-shifter, sintetizzatore ed alimentatore. Un contatore sul frontale da in continuità le relative differenze temporali tra la fase del segnale in ingresso e quella della sorgente di frequenza locale. Variazioni di fase di 0,1 microsecondo sono facilmente notate. L'uscita sul registratore a carta da una relazione permanente delle differenze di fase accurate. E' implementata anche una compensazione per l'effetto Doppler. Nello schema a blocchi si nota il comparatore di fase tra il segnale in arrivo e quello del sintetizzatore. L'uscita del comparatore è usata per controllare uno spostatore di fase elettronico in modo di tenerne nulla la differenza ed agganciando la portante interna al segnale.
Il segnale, dopo un amplificazione ed un filtraggio a RF a larga banda o con singolo filtro di canale è convertito in una frequenza intermedia di 1 kHz. Il segnale IF amplificato e filtrato viene rivelato con un rivelatore sincrono. L'uscita di questo da anche l'errore di fase che viene presentata al "\servo". L'uscita dell'altro rivelatore, pilotato in quadratura, dalla tensione coerente per l'AGC.
Il phase shifter lavora a 10 MHz, di conseguenza risponde con impulsi di 0,1 microsecondo agli errori di fase
Per poter tracciare segnali deboli in presenza di forte segnale incoerente si usa anche uno speciale discriminatore di rumore. Un filtraggio nel dominio della frequenza, accompagnato da un "blanking" nel dominio del tempo è usato per ridurre l'effetto degli "sferics" ed altri rumori impulsivi. Il circuito di blanking disconnette effettivamente il ricevitore dall'antenna durante i picchi egli impulsi, ed una lampada sul pannello lo indica.
