Was machst du, wenn du mit einer Crew von kommunizieren musst 50 Seeleute in einem U-Boot an einem unbekannten Ort irgendwo in den Weltmeeren untergetaucht? Das war eine schwierige, aber wichtige Frage, die die Führer der Marine im Zweiten Weltkrieg beantworten mussten.
Radiowellen bewegen sich nicht leicht durch Salzwasser, was bedeutete, dass eine aktive Kommunikation mit einer U-Boot-Besatzung die Oberfläche des U-Bootes als Antenne nutzte. Dies war die offensichtliche Lösung, verwandelte aber auch die zuvor verdeckten U-Boote in sichtbare Ziele.
Die Lösung des Problems
Ingenieure, die mit der Suche nach einer verdeckteren Lösung beauftragt waren, stellten bald fest, dass Radiowellen mit niedrigen Frequenzen in der Nähe sind 10 kHz könnte Salzwasser bis in Tiefen von bis zu etwa durchdringen 20 Meter . Sie erkannten, dass wenn die Transponder von U-Booten auf diese Frequenzbereiche umgeschaltet wurden, sie mit der Führung kommunizieren an Land
Das Problem bei dieser Idee war, dass zum Erzeugen und Senden dieser niederfrequenten Funkwellen massive Antennen erforderlich waren. Je niedriger die Frequenz einer Funkwelle ist, desto länger und größer muss die Antenne sein.
Ingenieure haben sich schließlich auf einen Frequenzbereich eingestellt, der niedriger ist als 30 kHz für die U-Boot-Kommunikation. Die Wellenlänge dieser Frequenzen betrug ungefähr 10 Kilometer oder mehr, was bedeutet, dass Ingenieure massive Antennen benötigen würden. Die einzige Möglichkeit, diese Frequenzen mit einer so hohen Reichweite zu erzeugen, bestand darin, ein massives Antennensystem mit enormen Leistungsmengen zu verwenden.
Nazi-Ingenieure, die mit ihrer Flotte von U-Booten kommunizieren wollten, hatten das gleiche Problem. Sie entwarfen das Goliath-Antennennetz in Sachsen-Anhalt. Nach dem Bau wurde es im Zweiten Weltkrieg betrieben und hatte eine Sendeleistung von bis zu 1.000 Kilowatt . Zum Vergleich entspricht dies der heute von 500 Durchschnitt amerikanische Haushalte.
Der Goliath-Funksender
Das Goliath-Netzwerk überträgt regelmäßig Frequenzen zwischen 15 kHz und 25 kHz . Es war mächtig genug, um jedes deutsche U-Boot zu erreichen, das sich irgendwo auf der Welt befindet. 20 Meter . Die Kommunikation wurde nur behindert, wenn deutsche U-Boote tiefe norwegische Fjorde befahren.
Die Goliath-Antenne verwendete drei verschiedene Schirmantennen. Dies waren im Wesentlichen massive Antennentürme, die mit kilometerlangen Abspanndrähten bedeckt waren, die vom Mast ausstrahlten. Diese trugen nicht nur zur Unterstützung des Antennenturms bei, sondern waren auch Teil der Antenne selbst.
Insgesamt verwendete das System drei 210 Meter oder 688 Fuß Masten in einem Dreieck angeordnet. Das System hatte auch Kabel mit einer Gesamtlänge von 350 Kilometer . Nach seiner Fertigstellung hatte das System eine beeindruckende Effizienz von 50% at 15 kHz und 90% at 60 kHz .
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Dieser riesige Antennenstandort war zweifellos ein wichtiges strategisches Instrument der deutschen Marine bei der Kommunikation mit ihrer U-Boot-Flotte.
Nach Kriegsende bauten die Sowjets den Goliath ab und verschifften ihn nach Russland. Er wurde dann in der Nähe von Moskau wieder aufgebaut. Heute ist einer der ursprünglichen Türme noch in Betrieb und überträgt niederfrequente Signale an U-Boote und SendezeitSignale.
Ein tieferer Einblick in die Funktionsweise von Niederfrequenznetzen
Niederfrequente Funkfrequenzen liegen überall im Bereich von 30 bis 300 kHz , und ihre Wellenlängen reichen von 1 bis 10 Kilometer .
Da ihre Wellenlängen so lang sind, sind diese Frequenzen das perfekte Werkzeug für Kommunikationsnetze mit großer Reichweite. Niederfrequenz-Funkwellen oder LF-Funk werden für AM-Radiosender auf der ganzen Welt verwendet, sodass sie von einem zentralen Ort aus senden könnenüber viele hundert Meilen.
Einer der anderen massiven Vorteile von LF-Funksignalen ist die Tatsache, dass sie aufgrund ihrer langen Wellenlänge über sehr große physikalische Hindernisse wie Berge oder sogar die Erde gebeugt werden können. LF-Wellen können die Krümmung der Erde mit Leichtigkeit verfolgen und nutzenBodenwellenausbreitung Niederfrequenzwellen, die durch Bodenausbreitung gesendet werden, können eindeutig mehr empfangen werden als 1.200 Meilen aus der Originalquelle.
Eine andere Möglichkeit, LF-Funkwellen über extrem lange Entfernungen zu übertragen, besteht darin, die Wellen absichtlich von der Ionosphäre der Erde zu reflektieren. Dies wird als Sprungausbreitung oder Himmelswelle bezeichnet und ermöglicht die Übertragung von Frequenzen über Frequenzen. 190 Meilen von der Originalquelle. Nicht bis zur Ausbreitung der Bodenwelle, aber dennoch eine beeindruckende Entfernung.
Der andere Vorteil von Niederfrequenzwellen, der durch die Verwendung des Goliath-Senders unterstrichen wird, ist die Tatsache, dass Niederfrequenzwellen mit niedriger kHz unter 50 kHz kann Ozean-Tiefen von ungefähr durchdringen 200 Meter . Wenn die Wellenlänge länger wird, wird die Eindringtiefe tiefer.
Die meisten Supermächte der Welt nutzen noch heute irgendeine Form dieser LF-Übertragung, um mit U-Booten und Unterwasserschiffen zu kommunizieren. Atom-U-Boote der britischen Royal Navy, die im Vereinigten Königreich stationiert sind, hören a 198 kHz Häufigkeit für Befehle zum Abschuss ihrer ballistischen Raketen.
Die USA bauten schließlich das sogenannte Ground Wave Emergency Network mit dem Namen GWEN auf. Es lief zwischen den Bereichen von 150 kHz und 175 kHz bis 1999, als Satelliten die Nützlichkeit des LF-Netzwerks bei weitem übertrafen.