משתמש:Lirdon/מציאת כיוון רדיו

מציאת כיוון רדיו (באנגלית: Direction finding בראשי תיבות: DF, או Radio Direction Finding בראשי תיבות: RDF) מוגדרת כאיתור רדיו על ידי קליטת גלי רדיו ומציאת כיוון המוצא של הגלים, קרי כיוון משדר הרדיו יחסית למקלט. מכשירים אלו הנקראים מוצאי כיוון^[1] משמשים בתעופה וימאות למטרות ניווט, מחקר ומודיעין אותות.

עקרון פעולה

אחת התכונות של גלים אלקטרומגנטיים היא שהם, בדומה לגלי אור, מתקדמים בקווים ישרים, ולכן עם שימוש באנטנה מתאימה ניתן למצוא את הקו בו עובר הגל. אנטנות בעלות תכונות קוטביות נוטות להוציא אות מקסימלי כאשר הן מכוונות עם כיוון הגל, ואות נמוך כאשר הן מכוונות בניצב. כלומר האנטנה תיתן את אותה התוצאה אם היא מצביעה אל המקור של הגל, או הרחק ממנו.

מכשירי מציאת כיוון מוקדמים כללו שתי שיטות לאיתור כיוון גל הרדיו. שיטה אחת היא התקנת אנטנות מרובות המכוונות לכיוונים שונים, ודגימתם לפי הסדר בצורה מחזורית ומתמדת. השיטה השנייה היא שימוש באנטנה אחת וסיבובה בצורה מכאנית למציאת כיוון המשדר. האנטנות המאפיינות מערכות מציאת כיוון רדיו הן אנטנות לולאה, ואנטנות דו-קוטביות.

בשביל לקלוט אותות בצורה מיטבית גודל האנטנה אמור להיות בגודל משמעותי יחסית לאורך הגל, לרוב כחצי מאורך הגל.

היסטוריה

מכשיר מוצא כיוון מוקדם המשתמש באנטנת לולאה במהלך ניסויים. שנת 1919.

בשנת 1888 הממציא הגרמני היינריך הרץ שם לב לתופעת קוטביות אנטנת הלולאה שלו שהוציאה אות מקסימלי כאשר היא מכוונת לכיוון מסוים, ואות מינימלי כאשר היא מסובבת ב-90 מעלות לכיוון זה. ניסויים מאוחרים יותר באנטנות דו-קוטביות הראו התנהגות דומה, אך הפוכה במופע שלה - ערך מינימלי כאשר האנטנה מוצבת לאורך כיוון האות, ואות מקסימלי כאשר היא מכוונת בניצב.

לקראת המאה ה-20 מוצאי כיוון שונים כללו אנטנת לולאה או אנטנה דו-קוטבית מסתובבת וניסויים שונים ניסו ליצור טכנולוגיות ישימות מיכולת זאת.

מערכות מוצאי כיוון מסוימות השתמשו חוטים או במוטות מוליך קבועות המותקנות בצורה אופקית לאורך רדיאלים סביב עיגול, מערכת מיתוג הייתה מחברת שתי מוטות בכיוונים מנוגדים וכך יוצרת אנטנה דו-קוטבית. על ידי מיתוג בין זוגות של אנטנות היה ניתן למצוא את כיוון הגל, ועם שני מכשירים כאלו, היה ניתן לאתר את המקור על ידי טריאנגולציה.

בגלל דרישת הגודל של האנטנה יחסית לאורך הגל רוב המכשירים הללו היו מורכבים, גדולים ומסורבלים.

בשנת 1909 המהנדסים אטורה בליני ואלסנדרו טוסי הציגו מכשיר מוצא כיוון הקרוי על שמם בליני-טוסי או בקיצור B-T. המכשיר כלל שתי אנטנות לולאה (לרוב בצורת משולש) קבועות המותקנות בניצב אחת לשנייה. הלולאות היו מחוברות לסלילים המותקנים על גבי מסגרת עץ קטנה בגודל של פחית שתייה ובתוכה הותקנה אנטנת לולאה סובבת. האנטנות הקבועות היו קולטות אותות שהיו עוברים לסלילים שהיו משרים על האנטנה סביבת אותות דומה למתרחש בחוץ וכך האנטנה הקטנה יכלה לחפש כיוון ללא הצורך בסיבוב האנטנות החיצוניות הגדולות. המכשיר היה הרבה יותר פשוט ומעשי מהפתרונות באותה תקופה והיה לפופולרי בתעופה.