30 august 2013

Staţii radio în România acum 100 de ani
de Gheorghe Oproescu – Tavi, YO4BKM

În România s-au folosit staţii de radio emisie-recepţie pentru trafic radio cu peste 100 de ani în urmă, practic de la prima lor apariţie în lume. În 1905 funcţiona o staţie de coastă de tip Marconi la Constanţa, raza de acţiune până la 600 km, ceea ce plasează România în rândul primilor utilizatori ai acestui ultramodern mijloc de comunicaţii, dacă ţinem cont de faptul că nu trecuseră decât 6 ani de când Marconi realizase prima legătură radio peste Canalul Mânecii şi doar 4 ani de la prima legătură radio peste Atlantic. Era pus la punct întregul formalism fizico-matematic de la ecuaţiile lui Maxwell şi experimentele lui Hertz, elementele de circuit precum inductanţe, capacităţi, rezistoare erau definite exact ca astăzi, numai că unitatea de măsură a capacităţii era cm, aproximativ egală cu 1pF. 
Ca dispozitive specifice radiocomunicaţiilor se mai utilizau detectoarele de diverse tipuri precum cu pilitură metalică (coherorul Branly), termoelectrice, electrolitice, magnetice, cu cristal şi căştile telefonice de înaltă impedanţă (peste 2000 Ohm). Transmisia era telegrafică, aşadar nu se folosea microfonul (cunoscut de la telefonia cu fir), iar difuzorul încă nu apăruse pe scară largă. Tuburile electronice erau reprezentate doar de dioda cu vid (numită valvă), cu sensibilitate scăzută dar stabilă şi, cât priveşte semiconductorii, erau cunoscuţi doar cei naturali precum cristalul din sulfură de plumb (galena) care prezenta, după cum se spunea pe atunci, conducţie asimetrică, foarte sensibil dar instabil mecanic. Terminologia de specialitate era la începutul formării sale şi mulţi termeni erau împrumutaţi din alte domenii sau erau compuşi pe atunci în mod artificial.
Staţiile de radio destinate emisiei şi recepţiei se împărţeau de pe atunci în staţii fixe (precum staţiile de coastă), cu puteri de ordinul zecilor de kW, staţii mobile (terestre sau maritime) cu puteri de ordinul kW, staţii portabile cu puteri de ordinul zecilor de W. Din punct de vedere funcţional staţiile fixe şi mobile nu se deosebesc între ele, diferenţa este dată de modul de amplasare, puterea sursei de excitaţie, calitatea materialelor folosite şi degajarea antenelor. Staţiile portabile funcţionau pe principii puţin diferite, pretenţiile cerute acestora fiind mult mai reduse. Din acest motiv voi prezenta concret staţiile fixe şi mobile la un loc, iar staţiile portabile separat.

Staţii fixe şi mobile
Principiul de funcţionare a emiţătorului se bazează pe producerea de oscilaţii cu mare putere într-un circuit acordat, excitat de un dispozitiv zis “cu scântei” deoarece curentul prin circuitul acordat este întrerupt periodic pe cale mecanică, contactele întreruptorului producând scântei. Exista impresia – şi mai există încă – după care un tren de scântei (eventual un arc electric) este o sursă de oscilaţii elctromagnetice cu spectru foarte larg din care un circuit acordat extrage frecvenţa dorită. Parţial este adevărat numai în măsura în care arcul electric este instabil, adică funcţionează cu curenţi variabili destul de rapid. Un spectru de armonice mult mai larg este produs prin cuplarea-decuplarea periodică a unui circuit acordat la o sursă de tensiune, în care caz regimurile tranzitorii care apar la cuplare şi la decuplare sunt foarte bogate în componente armonice, cu atât mai bogate, cu cât duratele regimurilor tranzitorii, dar şi staţionare, sunt mai scurte. În concluzie, întreaga putere a emiţătorului se produce direct într-un singur circuit acordat, de unde trebuie transferată antenei. O descriere detaliată a emiţătorului se face pe baza schemei din figura 1, pe care o voi parcurge de la stânga la dreapta.


Generatorul de curent, de tip alternator cu autoexcitaţie, este acţionat de un motor termic de 8CP. Alternatorul are 12 poli şi produce 1,5kW cu frecvenţa de 200Hz la 1000 r.p.m, sub o tensiune de 175 V. Curentul alimentează primarul unui transformator ridicător de tensiune Tr cu raportul 100:1, rezultând în secundar cca 17500 V. Alimentarea transformatorului Tr se face prin manipulatorul telegrafic Key, astfel că întreaga putere este manipulată direct. Secundarul transformatorului Tr alimentează circuitele care urmează prin două şocuri de radiofrecvenţă S1 şi S2, care împiedică pătrunderea în transformator - sau în generator, manipulator etc. – a înaltei tensiuni de radiofrecvenţă ce se formează imediat mai departe.
După cele două şocuri urmează un eclator de protecţie Ek1 care limitează, prin descărcare, tensiunea la cei aproximativ 17500V indiferent frecvenţa cu care apare această tensiune. Un disc D prevăzut cu 12 vârfuri (se numeau broşe) echidistante se roteşte sincron cu alternatorul, fiind fixat pe acelaşi ax. La mică distanţă de broşe (zecimi de mm) se află doi electrozi în poziţie fixă, formând ceea ce se numea “câmp de scântei” CS, adică zona unde întreaga înaltă tensiune este scurtcircuitată prin electrozi, arc electric, broşe şi disc. Din cauza procesului de scurtcircuitare foarte rapidă, dar şi a inductanţelor, scurtcircuitul nu se instalează imediat dar produce o variaţie însemnată şi destul de bruscă a tensiunii la bornele electrozilor din câmpul de scântei. Poziţionarea electrozilor faţă de broşe se face astfel încât descărarea electrică să se producă în momentele în care tensiunea alternativă trece prin valoarea sa maximă.
Câmpul de scântei excită în continuare circuitul acordat L1, L2, C. Bobina L1 este o bobină plană, din bandă de cupru argintat, are trei cursoare (cleme) mobile reglabile pentru preselectarea a 3 diferite lungimi de undă cuprinse între 500 şi 1400 m, ceea ce înseamnă acordul pe frecvenţe cuprinse între 214 şi 600 kHz. Măsurarea lungimii de undă se face cu un undametru cu absorbţie şi cadran gradat pe condensatorul variabil al undametrului. Comutatorul K1 cu trei poziţii se fixează pe o anumită lungime de undă din cele preselectate. Condensatorul C este o butelie de Leida, pentru a rezista la şocurile mecanice în timpul transportului dar şi la înalta tensiune. Lărgimea de bandă este de cca 8-10 kHz. Circuitul acordat va genera un semnal de radiofrecvenţă modulat în amplitudine cu un ton de 200 Hz care este frecvenţa de generare a scânteilor excitatoare. 
Bobinele L2 (3 spire) şi L3 (15 spire) formează un transformator de radiofrecvenţă (jijer). Fiecare spiră a bobinei L3 are câte o priză care serveşte la acordarea (sintonizarea) antenei. Sintonizarea este completată cu bobina L4 (19 spire) prevăzută şi ea cu prize la fiecare spiră. Şi aici se află un comutator K2 cu trei poziţii prin care, cu ajutorul unor cabluri cu banane la capăt, se poate acorda (sintoniza) antena pe fiecare frecvenţă fixată din L1 şi K1. Din acest motiv K1 şi K2 sunt solidare.
Legătura la pământ se face prin eclatorul Ek2 şi şocul S3. Şocul S3 are o inductanţă foarte redusă, practic neglijabilă (1 spiră) şi serveşte ca şunt de măsură pentru curentul din antenă. Curentul este măsurat de lampa cu incandescenţă L şi de ampermetrul termic A folosind un reostat R pentru reglajul sensibilităţii. Eclatorul Ek2 are distanţa foarte mică între electrozi (cca 0,1 mm) şi nu se opune trecerii tensiunii generate de emiţător. În schimb, când emiţătorul “tace”, baza antenei este separată de pământ şi poate fi folosită de receptor care are propriile circuite de acord şi de adaptare.
Pentru a acorda şi adapta antena pe lungimile de undă dorite se foloseşte un excitator de mică putere alcătuit din bobina Ruhmkorff BR (cu autoîntrerupere prin contactul mobil CM) alimentată în primar de la o baterie E prin întrerupătorul I1. În secundarul acesteia apare o tensiune de câteva mii de volţi care produce descărcări electrice pe eclatorul Ek2, excitând antena. Cu undametrul cu absorbţie se măsoară lungimea de undă la care lampa L indică, prin strălucirea maximă, frecvenţa de lucru a antenei. Astfel se reglează acordul antenei folosind prizele bobinelor L3 şi L4 şi conductorii prevăzuţi cu banane. Secundarul bobinei Ruhmkorff formează un şoc cu inductanţă foarte mare şi împiedică o punere a radiofrecvenţei la pământ.
Receptorul este foarte simplu şi, ca principiu constructiv, a fost folosit până prin 1955 şi ca receptor ieftin pentru radiodifuziune. Autorul acestor rânduri îl cunoaşte foarte bine deoarece îşi construise un astfel de receptor, cu detecţie pe cristal din galenă, cu bobină fund de coş, antene avea destule întinse printre copaci şi asculta radio când, copil fiind, păştea toată vara vacile familiei. Căştile cu impedanţă de 2000 Ohm se găseau mai uşor ca astăzi, fie păstrate în familie din “captură de război” (a se înţelege materiale militare aruncate sau pierdute de beligeranţi cu cca 10 ani în urmă, zona unde am copilărit – Valea Buzăului – fiind un traseu de retragere a celei mai mari părţi din armata germană), fie la magazine printre alte produse precum sticle de lampă, gaz etc.
Descrierea va urma acelaşi traseu, de la stânga la dreapta. Din antenă semnalul se aplică pe bobina L1, cu cursor mobil, care face adaptarea antenei. Şocul S pune la masă tensiunea electrostatică, foarte mare dacă ne gândim la dimensiunile de sute de metri ale antenei iar eclatorul Ek1 (maxim 0,1 mm) protejează receptorul faţă de tensiunile mari de radiofrecvenţă ale vreunui emiţător prea apropiat.  Condensatorul C cuplează jijerul de recepţie (bobinele L2 şi L3) la antenă. Bobina L2 este mobilă, putându-se modifica cuplajul cu L3 pentru sensibilitate maximă. L3 împreună cu condensatorul variabil CV realizează acordul pe frecvenţa dorită. Detecţia este posibil de făcut fie pe valva D1 (diodă cu vid, puţin sensibilă datorită vidului imperfect şi cu durată scurtă de viaţă, maxim 20 ore, dar stabilă) fie pe cristal de galenă D2 (sensibil, dar instabil, contactul dintre acul detectorului şi cristal trebuind să fie refăcut manual periodic). Bateria alimentează filamentul valvei prin reostatul R dar, dacă întrerupătorul I este închis şi detecţia se face pe cristal, se produce şi o polarizare variabilă a cristalului plus o premagnetizare a bobinei căştii telefonice T, pentru sensibilitate maximă. Nivelul audiţiei în casca telefonică (una sau două) se fixează din potenţiometrul P.
În felul acesta se puteau transmite semnale telegrafice cu tonul de 200 Hz (frecvenţa întreruperilor din câmpul de scântei) dar, dacă turaţia motorului se măreşte la 1800 r.p.m. (valoarea maximă), tonul devine de 360 Hz. Antena are 130 m lungime şi se instalează la o înălţime de 8---21 m pe catarge ancorate. Bătaia maximă este de 410 km în teren şes, 250 km în teren muntos.
Dacă este folosită ca staţie militară, întregul echipament este instalat pe 2 trăsuri trase de câte 4---6 cai fiecare, una cu aparatele, alta cu pilonii, ancorele şi antenele, la care se adaugă trăsurile cu materialele de întreţinere, reparaţii şi de subzistenţă pentru max. 15 zile. Personalul este compus dintr-un ofiţer, un plutonier şi 35 grade inferioare.

Staţii portabile
Staţiile de radio portabile sunt staţii de putere mică, în jur de 40 W. O condiţie impusă acestora este de a realiza un timp instalare şi de punere în funcţiune mai scurt decât timpul în care o ştafetă călare ar putea parcurge distanţa egală cu bătaia staţiei de radio.  La 40 W bătaia ajunge la 8---12 km în orice teren, fiind îndeplinită condiţia de mai sus, deoarece timpul de instalare este cuprins între 4---8 minute.


Principiul de lucru este acelaşi, dar construcţia este mult simplificată. La emiţător o baterie E1 alimentează, prin manipulatorul key, primarul unei bobine Ruhmkorff BR la care frecvenţa cu care funcţionează contactul mobil CM dă frecvenţa (tonul) emisiei. Acest mod de excitare, simplu, are dezavantajul că tonul nu este constant, variind chiar în timpul transmiterii unei linii a alfabetului Morse ca urmare a modificării sarcinii bateriei, ceea ce face ca recepţia să fie mai dificilă. Codensatorul C montat paralel cu contactul mobil măreşte energia transmisă în secundar. Şocurile S1 şi S2 separă înalta tensiune de radiofrecvenţă de partea de excitare. Eclatorul Ek descarcă înalta tensiune produsă de bobina Ruhmkorff cu frecvenţa contactului mobil CM iar semnalul de radiofrecvenţă, foarte bogat în armonice, se transmite antenei prin circuitul de adaptare (sintonizare) L1. Nu există circuit de acord şi de aceea emiţătorul nu are o “sintonizare ascuţită”, respectiv emite pe o bandă foarte largă, dar care nu deranjează dat fiind raza mică de acţiune. Practic L1 lungeşte antena care, la aceste staţii, are o lungime de maxim 40---45 de metri.
Receptorul are construcţia celui descris anterior, cu o singură bobină de sintonizare (L2) şi fără valvă. Dioda cu galenă D este polarizată de o baterie E2, o lampă cu incandescenţă L indică prezenţa tensiunii de polarizare.
Antena este compusă dintr-un pilon înalt de 9 m si şase ancore izolate faţă de pământ care reprezintă antena propriu-zisă, dispuse precum spiţele unei umbrele. 
Staţia este purtată în 4 raniţe de 9---10 kg fiecare, astfel: o raniţă cu emiţătorul, o raniţă cu receptorul şi prizele de pământ, o raniţă cu bateriile (acumulatorii) şi o raniţă cu catargul, ancorele şi antena.

Coduri de trafic
În telegrafie se folosea alfabetul Morse, aşa cum se cunoaşte şi azi. Traficul radio înternaţional a necesitat elaborarea unor coduri de trafic valabile în orice limbă precum şi elaborarea de reglementări de natură tehnică, administrativă, comercială, legislativă. Naufragiul Titanicului din aprilie 1912, la al cărui dezastru a contribuit şi modul cum s-au comportat radiştii de pa navă, a declanşat semnarea la Londra, în 5 iulie 1912, a primei Convenţii Radiotelegrafice Internaţionale, la care România participă prin C. Boerescu. În cele 50 de articole care urmează să fie puse în aplicare la 1 iulie 1913 sunt reglementate organizarea staţiilor telegrafice (frecvenţe, coduri, proceduri), durata serviciului, redactarea şi depunerea telegramelor, taxarea, perceperea taxelor, transmiterea telegramelor, predarea telegramelor la destinaţie, telegrame speciale, arhive, rambursări, contabilitate, birou internaţional, transmiteri meteo, orare etc, dispoziţii finale. Operatorii titulari trebuiau să poată lucra la peste 20 de grupe/minut a câte 5 semne fiecare, operatorii asistenţi trebuiau să facă faţă la 12---19 grupe-minut. Apare codul Q care, cu mici modificări şi cu completări în măsură mult mai mare, este valabil şi azi. Iată-le mai jos, aşa cum erau formulate atunci, unele expresii par chiar comice.

SOS = Semnal de pericol de pe vase.
CQ   = Semnal de căutare.
K      = Sfârşit de transmisie.
!       = Se va emite cu mare putere după 30 de secunde
PRB = Doriţi să comunicaţi cu ajutorul codului Q? Doresc să comunic cu ajutorul codului Q.
QRA = Care este numele staţiunii Dv? Numele staţiunii mele este ...
QRB = La ce depărtare de mine vă aflaţi? Mă aflu la .... mile marine.
QRC = Care sunt coordonatele Dv? Coordonatele mele sunt ....
QRD = Unde mergeţi? Merg la ....
QRF = De unde veniţi? Vin de la ....
QRG = Cărei linii de navigaţie aparţineţi? Aparţin de ....
QRH = Care este lungimea de undă a Dv? Lungimea de undă a mea este de ....
QRJ = Câte cuvinte aveţi de transmis? Am de transmis .... cuvinte.
QRK = Cum primiţi? Primesc bine.
QRL = Primiţi oare rău? Să trimit 20 de VE legate pentru regularea aparatelor? Primesc rău, transmiteţi 20 de VE legate pentru regularea aparatelor.
QRM = Sunteţi oare turburat? Sunt turburat.
QRN = Atmosfericele sunt ele foarte tari? Atmosfericele sunt foarte tari.
QRO = Trebuie oare să măresc energia? Măriţi energia.
QRP = Trebuie oare să micşorez energia? Micşoraţi energia.
QRQ = Trebuie oare să transmit mai repede? Transmiteţi mai repede.
QRS = Trebuie oare să transmit mai rar? Transmiteţi mai rar.
QRT = Trebuie oare să încetez transmiterea? Încetaţi transmiterea.
QRU = Aveţi ceva pentru mine? (Nu) (Am) pentru Dv.
QRV = Sunteţi oare gata? Sunt gata.
QRW = Sunteţi oare ocupat?Sunt ocupat (cu ....).
QRX = Trebuie oare să aştept? Aşteptaţi, vă voi chema la ora ....
QRY = Care este rândul meu? Rândul Dv. este ....
QRZ = Semnalele mele sunt oare slabe? Semnalele Dv sunt slabe.
QSA = Semnalele mele sunt oare tari? Semnalele Dv. sunt tari.
QSB = Tonul (scânteia) meu (mea) este rău (rea)? Tonul (scânteia) Dv este rău (rea).  
QSC = Intervalele de transmitere sunt ele rele? Intervalele de transmitere sunt rele.
QSD = Să comparăm orele, am ora .... ce ora aveţi? Ora este ....
QSF Radiogramele să fie transmise în ordine alternativă sau pe serii? Transmiteţi alternativ.
QSG = Transmiteţi pe serii de câte 5.
QSH = Transmiteţi pe serii de câte 10.
QSJ  = Care este taxa de perceput pentru? Taxa de perceput este de ....
QSK = Ultima radiogramă este oare anulată? Ultima radioframă este anulată.
QSL = Primit-aţi adeverinţa? Am primit adeverinţa.
QSM = Care este cursul Dv? Cursul meu este de ... grade
QSN = Comunicaţi oare cu uscatul? Nu comunic cu uscatul.
QSO = Sunteţi în comunicare cu ...? Sunt în comunicare cu ...(prin mijlocirea ...)
QSP = Trebuie oare să înştiinţez pe ... că îl chemaţi? Înştiinţaţi ... că-l chem.
QSQ = Sunt oare chemat de ...? Sunteţi chemat de ....
QSR = Veţi expedia oare radiograma ...? Voiu expedia radiograma ...
QSR = Primit-aţi o chemare generală? Chemare generală la toate staţiunile.
QSU = Rog să mă chemaţi îndată ce veţi termina (sau la ora ...). Vă voiu chema îndată ce voiu termina.
QSV = Corespondenţa publică este ea începută? Corespondenţa publică este începută. Nu turburaţi.
QSW = Trebuie oare să măresc frecvenţa scânteii? Măriţi frecvenţa scânteii.
QSY = Trebuie oare să transmit cu lungimea de undă de ... m? Să trecem la unda de ... m.
QSX = Trebuie oare să micşorez frecvenţa scânteii? Micşoraţi frecvenţa scânteii.

Notă: Schemele din figurile 1---3 sunt redesenate de autor după schemele din sursele bibliografice, folosind un editor grafic. Nimic nu este scanat.

Bibliografie
[1] Stoenescu I, căpitan din geniu. Noţiuni de telegrafie fără fir cu descrierea staţiunilor de telegrafie fără fir din serviciul armatei. Bucureşti, SOCEC & Co, 1914.
[2] Teodorescu H.N. Istoria electronicii şi radiocomunicaţiilor în România. Editura AIT, Bucureşti, 1997.
[3] *** Istoria generală a ştiinţei, vol. IV, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti.   


*   *   * 



Despre mine

Fotografia mea
Constanţa, Constanta, Romania

ARHIVA ARTICOLELOR

free counters Stats Copyright©Francisc Grünberg. Toate drepturile rezervate. All rights reserved