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Le réseau radio qui permettait la communication avec les sous-marins

Le réseau radio qui permettait la communication avec les sous-marins


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Que faites-vous lorsque vous avez besoin de communiquer avec un équipage de 50 marins submergé dans un sous-marin dans un endroit non divulgué quelque part dans les océans du monde? C'était une question difficile mais vitale à laquelle les chefs de la marine devaient répondre pendant la Seconde Guerre mondiale.

Les ondes radio ne se déplacent pas facilement dans l'eau salée, ce qui signifiait que la communication active avec un équipage de sous-marin signifiait utiliser la surface du sous-marin comme antenne. C'était la solution évidente, mais elle a également transformé les sous-marins auparavant secrets en cibles visibles.

La solution au problème

Les ingénieurs chargés de trouver une solution plus secrète ont rapidement découvert que les ondes radio à basses fréquences, 10 kHz, pourrait pénétrer l'eau salée à des profondeurs allant jusqu'à environ 20 mètres. Ils se sont rendu compte que si les transpondeurs des sous-marins étaient commutés sur ces gammes de fréquences, ils communiquaient avec les dirigeants à terre.

Le problème avec cette idée était que la création et la diffusion de ces ondes radio à basse fréquence nécessitaient des antennes massives. Essentiellement, plus la fréquence d'une onde radio était basse, plus l'antenne devait être longue et grande.

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Les ingénieurs se sont finalement perfectionnés sur une gamme de fréquences inférieures à 30 kHz pour la communication sous-marine. La longueur d'onde de ces fréquences était à peu près 10 kilomètres ou plus, ce qui signifie que les ingénieurs auraient besoin d'antennes massives. La seule façon de produire ces fréquences avec une gamme aussi élevée était d'utiliser un système massif d'antennes avec des quantités massives de puissance.

Les ingénieurs nazis cherchant à communiquer avec leur flotte de sous-marins avaient le même problème. Ils ont conçu le réseau d'antennes Goliath en Saxe-Anhalt, en Allemagne. Après la construction, il a été exploité pendant la Seconde Guerre mondiale et avait une puissance de transmission allant jusqu'à 1 000 kilowatts. A titre de comparaison, cela équivaut à la puissance utilisée aujourd'hui par500 en moyenne Ménages américains.

L'émetteur radio Goliath

Le réseau Goliath transmettrait régulièrement des fréquences entre 15 kHz et 25 kHz. Il était assez puissant pour atteindre n'importe quel sous-marin allemand situé n'importe où dans le monde submergé jusqu'à20 mètres. La seule fois où la communication a été entravée, c'est lorsque les sous-marins allemands naviguaient dans les fjords norvégiens profonds.

L'antenne Goliath utilisait trois antennes parapluie différentes. Il s'agissait essentiellement de tours d'antennes massives recouvertes de kilomètres de haubans rayonnant du mât. Ceux-ci ont non seulement aidé à soutenir la tour d'antenne, mais ils faisaient également partie de l'antenne elle-même.

Au total, le système a utilisé trois,210 mètre ou 688 pieds mâts disposés en triangle. Le système avait également des câbles enterrés autour de lui, avec une longueur totale de 350 kilomètres. Une fois terminé, le système avait une efficacité impressionnante de 50% à 15 kHz et 90% à 60 kHz.

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Ce site d'antenne massif était sans aucun doute un outil stratégique clé utilisé par la marine allemande pour communiquer avec sa flotte de U-Boat.

Après la fin de la guerre, les Soviétiques ont démantelé le Goliath et l'ont expédié en Russie. Il a ensuite été reconstruit près de Moscou. Aujourd'hui, l'une des tours d'origine est toujours en activité, communiquant des signaux basse fréquence aux sous-marins et diffusant des signaux horaires.

Une analyse plus approfondie du fonctionnement des réseaux basse fréquence

Les fréquences radio basse fréquence se situent n'importe où dans la plage de 30 à 300 kHz, et leurs longueurs d'onde vont de 1 à 10 kilomètres.

Parce que leurs longueurs d'onde sont si longues, ces fréquences sont l'outil parfait pour les réseaux de communication longue portée. Les ondes radio basse fréquence, ou radio LF, sont utilisées pour les stations de radio AM à travers le monde, leur permettant de diffuser à partir d'un emplacement centralisé sur plusieurs centaines de kilomètres.

L'un des autres avantages massifs des signaux radio LF est le fait que leur longue longueur d'onde leur permet de se diffracter sur de très grands obstacles physiques, comme les montagnes ou même la Terre. Les ondes BF peuvent suivre la courbure de la Terre avec facilité, en utilisant la propagation des ondes de sol. Les ondes basse fréquence envoyées par propagation au sol peuvent être clairement reçues plus de1 200 kilomètres à partir de la source originale.

Une autre façon dont les ondes radio BF peuvent être transmises sur de très longues distances consiste à réfléchir intentionnellement les ondes de l'ionosphère terrestre. C'est ce qu'on appelle la propagation par saut ou skywave, et cela permet aux fréquences d'être transmises à des distances de plus 300 kilomètres à partir de la source originale. Pas aussi loin que la propagation des ondes de sol, mais toujours une distance impressionnante.

L'autre avantage des ondes basse fréquence, souligné par l'utilisation de l'émetteur Goliath, est le fait que les ondes basse fréquence kHz, sous 50 kHz, peut pénétrer des profondeurs océaniques d'environ 200 mètres. Au fur et à mesure que la longueur d'onde s'allonge, la profondeur de pénétration devient plus profonde.

La plupart des superpuissances du monde utilisent encore une forme ou une autre de cette transmission LF pour communiquer avec les sous-marins et les navires sous-marins aujourd'hui. Les sous-marins nucléaires de la Royal Navy stationnés autour du Royaume-Uni écoutent un 198 kHz fréquence des ordres de lancement de leurs missiles balistiques.

Les États-Unis ont finalement construit quelque chose appelé le réseau d'urgence Ground Wave, appelé GWEN. Il a couru entre les plages de 150 kHz et 175 kHz jusqu'en 1999, lorsque les satellites ont largement surpassé l'utilité du réseau LF.


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