Nocions de Radiogoniometría.
(Caçant a les Ones)

En aquest interessant article, Javier Moldes, EB1HBK, ens introduïx en els conceptes bàsics de la Radiogoniometría,conegut pels cebeístes d'antany com a, "Caça de la Guineu". Aquesta activitat, durant anys, va arrossegar a centenars d'afeccionats que, amb les seves antenes autoconstruídas i artilugios diversos, competien per ser els millors "*cazazorros" de cada ciutat. En Catalunya, es va arribar a organitzar, per dos anys consecutius, el *Campiontat de Catalunya de*Radiogoniometría Esportiva, amb afluéncies massives de participants que, durant el cap de setmana, donaven colorit i espectacle a la ciutat que acollia la celebració d'una prova oficial, amb un desplegament de mitjans, tècnics i humans, gairebé dignes d'una celebració d'una prova de F1.

La radiogoniometría consisteix a determinar el lloc del que procedeix un senyal de ràdio. Les aplicacions d'aquesta tècnica són molt extenses, encara que en el camp de la radioafició importen sobretot dues; la radiogoniometría esportiva, també anomenada "caça de la guineu", i la localització de senyals interferents, ja siguin fonts de soroll industrial o domèstic, o portadores malintencionades.

Més enllà de la radioafició, la radiogoniometría i la comparança de fases, han estat durant molt temps elements clau en la navegació marítima. Encara que avui dia el GPS supera de bon tros les prestacions d'altres sistemes clàssics, com el LORAN i el DECCA, no ha d'oblidar-se la importància que ha tingut l'ona llarga per a aquesta activitat. Amb la seva xarxa de radiofaros sincronitzats de llarg a llarg del món, era possible localitzar la posició del vaixell sobre una carta especial amb seguretat i exactitud. Fins i tot un receptor adequat podia anar traçant en temps real la ruta del vaixell sobre la carta nàutica. Tot amb tècniques analògiques, gens de sistemes digitals.

Avui els sistemes de navegació en general són, gràcies als computadors, molt mes precisos, senzills d'usar i econòmics. Però també molt mes complexos en la seva tecnologia i de vegades no tot el fiables que cabria esperar. Per això la determinació de posició basada en radiobalizas d'ona llarga no aquesta per complet en desús. Per posar un exemple, és necessari saber multiplicar encara que tinguem una calculadora. Si la màquina falla, sempre podem usar llapis i paper, elements que a més no esgoten les seves bateries.

L'ús d'ona llarga per a radiolocalitzaciò es deu a les particulars condicions de propagació de les ones de ràdio en aquest marge de freqüències. Des de l'antena emissora, l'ona avança en línia recta en totes adreces, sense experimentar tot just retards ni desviacions en la seva trajectòria. Pràcticament com si d'un far convencional es tractés, l'emissor constitueix un punt de referència fiable sobre el qual prendre un rumb (figura 1). Si disposem de mes emissors amb els quals repetir l'operació és possible determinar la posició pròpia per triangulació. Aquest és el sistema mes senzill i el qual empren habitualment els radioaficionats en les seves competicions de radiolocalització, encara que no empren ona llarga, clar.

Els receptors LORAN i DECCA utilitzen inicialment el senyal de dos radiofaros que emeten polsos sincronitzats, amiden el desfasament entre els dos senyals rebudes (comparen quant mes triga a arribar el senyal d'un radiofaro sobre la de l'altre) i calculen la distància relativa del vaixell a cadascun d'ells. Després amb un tercer radiofaro es realitza la mateixa operació i d'aquesta manera queda fixada la posició del vaixell. Aquesta tècnica es diu també "navegació hiperbòlica" ja que per a un mateix valor de desfasament, el vaixell pot trobar-se al llarg d'una línia que pren la forma d'una hipèrbola. Les cartes nàutiques especials tenen impreses ja aquestes línies que es corresponen amb els desfasaments amidats pel receptor, i és sobre elles on es calcula la posició.

Aquesta tècnica guarda certa similitud amb el funcionament del sistema GPS. En aquest cas el sistema, ja totalment digital, es basa en una xarxa de satèl·lits que transmeten senyals amb una codificació de temps. El receptor al rebre aquesta informació la compara amb el seu rellotge intern i determina quant ha trigat a arribar el senyal (figura 2). Estem parlant de fraccions de temps molt petites, pel que els rellotges de receptor i satèl·lit han de ser extraordinàriament precisos i guardar certa sincronització. L'aparell receptor pot ser extremadament petit i necessita almenys el senyal de tres satèl·lits per a proporcionar les coordenades de latitud i longitud, amb un quart satèl·lit pot facilitar també l'altura. En general els receptors solen emprar el senyal de diversos satèl·lits per a reduir l'error i augmentar la precisió.

Tant la navegació hiperbòlica com la navegació GPS són tècniques relativament complexes que precisen l'ús de receptors especials. Però tal com si deixéssim de costat la calculadora i prenguéssim llapis i paper, veurem ara la tècnica bàsica de radiolocalització per triangulació, que per a oferir certa exactitud necessita uns elements mínims com un receptor, una antena directiva, un mapa i brúixola, llapis i regla. L'antena directiva és necessària per a determinar l'adreça i sentit del senyal de ràdio. Si és bidirectiva, com un dipolo, solament ens indicarà l'adreça però no el sentit. Existeix també una tècnica per a determinar l'adreça i sentit del senyal amb l'ocupació d'antenes no directives, però que requereixen l'ús d'aparells especials per a detectar l'efecte Doppler sobri l'ona, en el qual es basen.

Tampoc és molt precís el sistema usat habitualment en les "caceres de guineu" de Banda Ciutadana, que consisteix a determinar la localització de l'emissor observant la intensitat del senyal en el S-meter del receptor i usant una antena omnidireccional instal·lada sobre el vehicle. Donades les limitacions del receptor per a detectar petites variacions de senyal quan l'emissor aquesta pròxim i el no oferir cap indicació d'adreça, fan que l'esdeveniment consisteixi a començar a donar voltes amb el vehicle en una espècie d'espiral fins a arribar finalment a l'emissor. Aquí juga un paper mes important fins i tot la intuïció del participant i el coneixement del terreny, que la tècnica pròpiament dita.

Per a fixar amb major precisió l'adreça del senyal emprant una antena directiva s'utilitza el costat que l'antena és menys sensible (figura 3). Per a veure el perquè d'això n'hi ha prou amb fer un cop d'ull al diagrama de radiació de l'antena. S'aprecia que l'angle de major guany del cercle és relativament ampli, el que es traduïx en una zona folgada de màxima recepció. Podem girar un poc l'antena a banda i banda i no apreciarem canvis significatius en el nivell de senyal. Així no és possible establir una adreça concreta.

Si girem el cercle 90º pel que fa al senyal màxim s'observa clarament una reducció de la seva intensitat, però ho mes important és que aquest punt o adreça de mínim senyal és molt mes crític i per poc que girem l'antena el senyal augmenta de nou. Això ens permet fixar una adreça molt mes exacta. En la practica s'usa el costat de màxim guany de l'antena per a aproximació i delimitar la zona de recerca, passant després al de mínim guany per a afinar en l'adreça i determinar un rumb mes exacte.

Per a localitzar l'origen d'un senyal cal conèixer almenys dues adreces perpendiculars entre si, ja que la precisió és major que si s'aparten d'aquesta condició. Per a això l'operador ha de disposar d'un mapa de la zona i situar sobre el la seva posició (figura 4). Se suposa que partim d'un lloc conegut i fàcilment ubicable en el mapa, tal com un encreuament de carreteres, un pont, una lloma, o alguna cosa així. Marquem aquest punt amb un llapis. Si el senyal fos feble hem de tenir en compte les característiques del lloc (accidents geogràfics edificis, etc.) que puguin causar atenuació o reflexions en el senyal, i anar realitzant aproximacions successives fins que tinguem indicis clars de la relativa proximitat de l'emissor.

Hem d'orientar el mapa cap al nord amb ajuda de la brúixola (allunyar-se del vehicle o línies elèctriques que confondran a la brúixola) i després prenem l'adreça del senyal amb l'antena directiva. Traslladem aquesta adreça o rumb al mapa traçant una ratlla que passi sobre el punt que marca la nostra posició. Si usem una antena bidirectiva, tindrem dues possibles orígens del senyal, però aquesta incertesa s'acaba quan realitzem altra mesura.

Amb el mapa en la mà i considerant l'adreça del senyal, hem d'avaluar altre lloc per a repetir l'operació Ha d'estar suficientment distanciat del primer perquè les adreces resultants siguin ho mes perpendiculars possible. L'ideal és realitzar un mínim de tres mesures, les adreces dutes de les quals al mapa seran tres línies que gairebé amb seguretat no es tallessin en un punt, sinó que on s'ajunten formaran un triangle, dintre del com presumiblement es trobés l'emissor que desitgem localitzar.

Si l'emissor resta distant, es produïxen reflexions en muntanyes o edificis, o hem comès algun error, les línies d'adreça tendiran a ser paral·leles creuant-se fora del mapa o no apuntaran cap a una zona comuna. La pràctica serà en aquest cas la qual ens permetrà distingir els senyals veritablement útils.

Quan es tracta de localitzar portadores fastidioses com les quals solen afectar les comunicacions en VHF i Banda Ciutadana, dóna millor resultat la col·laboració entre dues o mes operadors. Aquest tipus d'interferències solen ser recurrents i l'arribar a determinar el seu origen és com participar en una carrera de fons, hi ha realitzar una activitat continuada durant cert temps. Aquí és potser mes important el dissipar sospites, ja que no s'ha d'acusar a ningú, ni tan sols com possibilitat, sense tenir la seguretat suficient sobre l'origen de la interferència.

Per a "caçar als dolents" hem de tenir en la cambra de ràdio un mapa de la zona sobre el qual es va marcant la ubicació de cada estació coneguda així com el seu nivell de senyal mig. Cal disposar d'antena directiva (millor exterior) i sistema de rotor. Per a això és suficient una petita antena i un rotor econòmic, en cas que no tinguem ja uneixo instal·lat.

Sobre el mapa, i al voltant de cada punt que representen les nostres estacions, es dibuixa un cercle amb una escala en graus sobre el qual durem el rumb que ens indica el senyal. Així es traça una línia amb una regla o un fil.

Aquesta operació repetida per altre operador facilita altre rumb des de la seva estació. A l'intercanviar-se les dades, cada operador pot traçar sobre el seu mapa les línies corresponents a ambdues estacions i observar la zona d'encreuament origen probable de l'emissor interferent.

Al tenir ja marcades sobre el mapa les estacions conegudes i els seus senyals, és fàcil distingir els senyals nous que poden coincidir aparentment en adreça amb les estacions de sempre. O conèixer si es tracta d'una estació fixa o mòbil. Amb això és possible determinar la zona de procedència de la interferència, com actuar després ja és cosa de cadascun.

Antenes adequades per a radiogoniometría són aquelles que mostren una característica directiva, des d'un dipolo fins a una parabòlica, passat per yagis, cúbiques etc. (figura 5). Tradicionalment en navegació s'han emprat antenes magnètiques per la seva immunitat al soroll, acusada directividad i reduït grandària. Són d'aquest tipus les antenes de ferrita i les antenes de quadre, ja sigui ressonants o de banda ampla. També per a la localització d'emissores clandestines es va utilitzar l'antena en H, formada per dos elements alimentats en oposició de fase. Per al nostre propòsit i en VHF les antenes magnètiques són perfectament vàlides, molt petites i discretes, podent-se connectar directament sobre un walkie .

Amb l'equip de ràdio habitual, una antena directiva i un poc de constància es progressa molt ràpid en radiolocalización. Però és normal que al principi ens acorrali la incertesa a l'agafar la brúixola i posar-se a donar voltes per a trobar el Nord.

Javier Moldes. EB1HBK