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HF/DF
High Frequency Direction Finder
Guerre
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Une arme contre les allemands (et principalement les sous-marins) est la radiogoniométrie qui permet de localiser les sous-mairins pendant qu'ils émettent. Le système est si perfectionné qu'il permet de localiser un sous-marin en quelques secondes.

Il est possible de localiser la direction d'un émetteur en utilisant une antenne sous forme de cadre: cette antenne est directrice et permet de déterminer la direction de l'émetteur. L'effet est le même avec le cadre de ferrite des récepteurs de radio AM: il faut tourner la radio pour avoir le signal maximum (la précision maximale est obtenue en recherchant un signal minimum).

Image à droite:
Le premier appareil est un radiogoniomètre utilisé par les allemands pour localiser les postes émetteurs de la résistance. Les émissions se font en morse et durent environ une minute, suffisamment longtemps pour que les allemands puissent déterminer la direction approximative de l'émetteur. Il faut plusieurs stations réceptrices pour repérer la position exacte de l'émetteur par triangulation.

Dans un navire, avec ses nombreuses structures métalliques, il n'est plus possible d'utiliser l'antenne rotative pour rechercher le signal le plus puissant. On utilise un double cadre sur le mat et le signal est envoyé à un radiogoniomètre qui se compose de deux petits cadres alimentés par les grands cadres sur le mât et d'un cadre rotatif de réception. Les deux petits cadres reproduisent le signal présent sur le mât, ce qui permet de rechercher la direction de l'émetteur en tournant la bobine réceptrice (système inventés par Ettore Bellini et Alessandro Tosi avant la guerre et repris par les alliés).

Seconde image à droite:
Un radiogoniomètre Bellini-Tosi

Il faut un peu plus d'une minute pour déterminer la direction de l'émetteur. C'est de trop, les radio-opérateurs sur les sous-marins allemands ont appris à envoyer leur message en moins de 20 secondes. Toutes les situations sont représentées par un code de quelques lettres ("Convoi signalé dans la zone!" - "Pratiquement plus de carburant à bord!" - "Au secours! Plus de Kartoffeln à bord!"). Non, je rigole, mais vous voyez le principe.

Il faut un système plus perfectionné, de plus que les alliés doivent écouter sur plusieurs bandes radio. Un premier système a été développé par les français juste avant le début de la guerre. La bobine réceptrice tourne à une vitesse de 120 tpm et est synchronisée avec une carte circulaire contenant une graduation (rose des vents). Quand le signal est présent, une lampe néon fixe illumine la carte, permettant de lire la direction approximative de l'émetteur. Les français ont détruit leur système lors de l'invasion du pays en mai 1940.

Il faut repartir sur d'autres bases. On n'utilise plus de cadre (qui est trop sensible aux parasites et aux ondes indirectes), mais une antenne Adcock, spécialement construite pour cette fonction. Le signal des deux antennes est envoyé à deux amplificateurs parfaitement identiques et le signal résultant est envoyé à un oscilloscope. Les amplificateurs fournissent un signal qui correspond en amplitude et en phase au signal reçu par l'antenne. Il est aisé de déterminer la direction de l'émetteur en mesurant la puissance relative et la phase des deux signaux. La trace de l'oscilloscope pointe directement vers la bonne direction.

Ce système est plus utile que le radar, car plus sensible: il n'est pas basé sur l'onde en retour qui est très faible, mais sur l'onde principale émise par le sous-marin. Il est possible de localiser un sous marin à plus de mille km, alors que le radar ne porte même pas à 100km, à cause de la faiblesse su signal en retour.

Toutes les fréquences que les allemands peuvent utiliser sont continuellement balayées. Une fois qu'un signal est reçu, le récepteur est bloqué sur cette fréquence et l'opérateur règle finement la fréquence pour avoir le signal le plus net possible.

Le système HF/DF (Huff Duff) permet de repérer un sous-marin ennemi en moins de 20 secondes. Les sous marins allemands ne peuvent plus émettre, car ils sont presque sûrs d'être repérés dès qu'ils émettent. Le systeme de radiogoniométrie a joué un rôle important dans la bataille de l'Atlantique, bien plus que le radar.

Mais les sous-marins sont la seule arme vraiment efficace dont les allemands disposent encore. Mais la communication avec l'etat-major est importante pour signaler les points de rendez-vous et pour d'autres fonctions de logistique. Il faut absolument perfectionner la radio allemande.

Ce perfectionnement sera le système Kurier (KZG44/2), développé à partir d'août 1944. Il se compose du coté de l'émetteur d'un tambour avec 85 lamelles métalliques qui peuvent être déplacées vers l'intérieur (inactives) ou l'extérieur (actives). Le message à envoyer est codé sur le tambour en morse, un point étant indiqué par une lamelle poussée vers l'extérieur (active), suivie d'une lamelle poussée vers l'intérieur (une pause), tandis qu'une barre était codée par deux lamelles poussées vers l'extérieur, également suivies d'une pause. Entre chaque lettre il y avait deux pauses. Le tambour est mis en rotation et l'émetteur est enclenché pendant une rotation du tambour.

Troisième et quatrième image à droite:
Le tambour de l'installation Kurier (KZG44/2) et le circuit d'amplification du signal du bobinage du pick up.

Le message commencait par 25 lamelles actives pour enclencher l'enregistreur, suivi d'une pause de 20ms et puis du message. La présence ou non d'une lamelle était détectée par un pick up (bobinage) dont le signal était fortement amplifié et commandait directement le tube émetteur (à la place de la clef morse). La transmission d'un message complet demandait moins d'une seconde.

Avec ce système Kurier, il n'était plus possible de localiser l'émetteur. Les alliés ont finalement trouvé la riposte (un appareil photo qui prend automatiquement une photo de l'écran), mais la guerre était pratiquement finie pour les allemands, et le nombre d'appareils Kurier mis en service était très petit.

Le système de réception KGR-1 était également fort avancé pour permettre d'enregistrer un message qui dure moins d'une seconde. Le signal d'antenne est amplifié et envoyé à un oscilloscope dont on n'utilise que la déflection Y. Pour éviter de griller le phosphore, l'oscilloscope est bloqué tant que le signal de synchronisation n'est pas détecté. Celui-ci va activer un électro-aimant qui va libérer un petit tambour qui contient du papier photosensible. Ce tambour va faire une rotation et pendant ce même temps le code sera enregistré sur le papier photosensible.

Cinquième et sixième image:
Représentation du récepteur et image laissée su papier photosensible par un message de test.

Il s'agit d'un message de test, car dans une situation réelle, les tops de synchronisation ne sont pas enregistrés, le circuit électronique et l'électro-aimant ayant besoin d'un peu plus de 100ms pour s'enclencher et permettre la rotation du cylindre et de son papier photo-sensible.

Tout comme le Hellschreiber le récepteur KGR-1 a un avantage certain: l'interprétation des données est laissée à un humain, qui fait cela bien mieux qu'une machine. Il est ainsi possible d'éliminer facilement les parasites, même dans un message fort brouillé.

Le récepteur complet se compose en fait de trois récepteurs, un accordé sur la fréquence exacte et les deux autres légèrement desaccordés. Ainsi si l'émetteur ne travaille pas sur la fréquence exacte (ce qui peut arriver dans les conditions d'utilisation à bord d'un sous-marin), le message peut malgré tout être reçu. Il n'y a en effet pas d'opérateur présent pour corriger si nécessaire la syntonisation. Les trois récepteurs commandent trois oscilloscopes qui écrivent sur la même bande de papier sensible.

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