Ignorantiae autem fatuorum effunde.

A partir de aquí, esta conferencia ya se está convirtiendo en un asunto personal. Me había unido al personal del Ministerio del Aire en 1936, en gran parte porque el Comité Tizard deseaba ver qué se podría hacer con las técnicas infrarrojas como un medio para detectar bombarderos entrantes, un problema defensivo, pero inevitablemente también había pensado en los problemas del bombardero. Y yo había sugerido que el bombardero podría ser capaz de encontrar ciudades mediante la detección de la radiación infrarroja que emiten.

Cuando en 1939 me habían trasladado a la Inteligencia Aérea, no fue fácil para un civil subalterno desafiar las afirmaciones de varios oficiales superiores de que los bombarderos podían encontrar sus objetivos en Alemania, pero no pude resistirme a hacer la pregunta de cómo era, si la navegación aérea era tan buena como se afirmaba, ¿qué tantos de nuestros bombarderos en vuelos de práctica en 1938 y 1939 habían volado a colinas en Inglaterra? Y, por lo tanto, un aspecto de la Luftwaffe que observé con más atención fue su posible desarrollo de nuevas técnicas de radio para dirigir sus bombarderos, más allá de tomar rodamientos de radio en B.B.C. y otros transmisores; estos los habíamos hecho inutilizables por dispositivos tales como un sistema de balizas de «enmascaramiento» o «meacons».

En los primeros meses de 1940 recibí dos pistas. La primera llegó, no por lo general, durante un almuerzo. Esto fue con el Sr. A. E. Woodward-Nutt, quien había sido en parte responsable de mi traslado a Inteligencia. Me mencionó que había habido un informe de los franceses sobre los alemanes que habían establecido un sistema de transmisores de haz para bombardear objetivos en Francia, pero que nadie se tomó muy en serio. Sin embargo, había pedido a nuestros expertos en radio en Farnborough que estimaran la nitidez que ahora podría lograr un haz de radio, y se había sorprendido de lo extraño que podría ser esto. Dado que algunos de nuestros mejores científicos se sorprendieron más tarde de manera similar, vale la pena explicar el punto, que de hecho es de interés científico adecuado. Existe un teorema bien conocido en la difracción óptica relacionado con la nitidez de un haz transmitido a través de una abertura que establece, aproximadamente, que la nitidez angular del haz es aproximadamente igual a la longitud de onda empleada dividida por el ancho de la apertura. Para tomar un ejemplo específico, supongamos que los alemanes desean navegar sus bombarderos a un objetivo en Londres no más de una milla cuadrada. En el rango de Cherbour g, aproximadamente 150 millas, esto implica un ancho angular de 1 en 150. De acuerdo con el teorema óptico que he mencionado, el ancho de una antena en Cherburgo que se necesitaría para transmitir un haz de este tipo en una longitud de onda de 10 metros sería de 10 metros x 150 = 1500 metros. Muchos científicos, tanto antes como después de la guerra, habrían descartado el asunto allí. Afortunadamente, yo mismo ya había encontrado el problema algunos años antes, y había encontrado la falacia en el argumento. Es bastante cierto que si uno tratara de hacer un haz real lo suficientemente estrecho, se requeriría una antena muy grande; pero se puede lograr el mismo efecto utilizando dos haces mucho más anchos provenientes de dos antenas mucho más pequeñas, y superándolos para producir una zona equiseñal estrecha en la región de superposición, utilizando exactamente la técnica que la Compañía Lorenz había patentado en 1907. El juicio de igualdad de las señales provenientes de los haces derecho e izquierdo es tan sensible que se puede detectar fácilmente un desplazamiento de una centésima parte del ancho de un haz. Por lo tanto, las antenas pueden ser cada una centésima parte del ancho requerido para hacer una viga verdaderamente estrecha, o unos 15 metros, de modo que si se van a colocar una al lado de la otra, el ancho total no debe ser más de 30 metros. Para el beneficio de los teóricos ópticos, puedo expresar la diferencia como entre el poder de resolución de Rayleigh de un sistema cuando se está tratando de distinguir entre dos objetos simultáneamente, y la precisión con la que ese sistema puede ser utilizado para establecer la posición de un solo objeto en su campo.

La segunda pista en la primavera de 1940 vino de prisioneros que hablaban juntos sobre el rendimiento de un dispositivo que llamaron 1X-Ger!it 1 o ‘X-Apparatus’. De las pocas pistas que dieron pensé que esto debía depender de uno de dos principios. El primero fue uno en el que la aeronave envió pulsos que se reflejaban en objetos en el suelo, para dibujar un mapa de rádar mediante el cual el observador pudiera reconocer características geográficas como costas y ciudades. El segundo fue un sistema de cruce de haces utilizando el principio de Lorenz que acabo de discutir. Luego, en marzo de 1940, llegó otra pista, en forma de una entrada en un papel recuperado de un avión derribado de la formación de bombardeo alemana Kampf Geschwader 26. Esto decía ‘Ayuda a la navegación: radiobalizas que trabajan en el plan de balizas A. Adicionalmente a partir de las 0600 horas baliza Dlihnen. Baliza de luz después del anochecer. Radiobaliza Knickebein desde las 0600 horas en 315 grados’. La mención de una dirección para Knickebein sugería que, cualquiera que fuera el tipo de radiobaliza que fuera, debía emitir alguna forma de radiación transmitida, y naturalmente la asocié con mis pensamientos anteriores. Entonces di una advertencia en mayo de que los alemanes probablemente habían desarrollado alguna forma de sistema de haz de intersección para el bombardeo ciego. La evidencia final se produjo el 5 de junio de 1940, cuando interceptamos un mensaje al Director de Señales de Flieger Korps IV: «Knickebein, Kleve, ist auf punkt 53 grad 24 minuten Nord und ein grad West eingerichtet». El punto al que se hace referencia en el mensaje se encuentra aproximadamente en la Great North Road, justo al sur de Retford, y el ‘Kleve’ del mensaje es la ciudad en el oeste de Alemania famosa como el hogar de Ana de Cleves. Si había un transmisor Knickebein en Cleves, la siguiente pregunta era la longitud de onda en la que funcionaba. Aquí fuimos ayudados involuntariamente por un prisionero, quien le dijo a uno de sus compañeros de prisión que incluso si capturamos un avión intacto no descubriríamos el equipo de radio que empleaba. Esto solo podía significar que era un equipo ya instalado en aviones bombarderos alemanes, pero que aparentemente estaba allí para otro propósito. El equipo posiblemente podría ser el Lorenz blind landing receiver. El sistema Lorenz había sido desarrollado a partir de la patente de 1907 para proporcionar un haz de corto alcance para definir la trayectoria de radio a una pista de aterrizaje, y anteriormente se había asumido que este era el único propósito del receptor de aterrizaje ciego instalado en aviones alemanes. Llamé por teléfono al Departamento de Radio de Farnborough y hablé con el líder del escuadrón Cox Walker, quien había analizado el receptor, y le pregunté si había algo inusual al respecto. Al principio dijo ‘No’, pero luego agregó ‘hay algo que hay una cosa: parece mucho más sensible de lo que necesitas solo para el aterrizaje a ciegas’. Eso fue suficiente.

El sistema Lorenz funcionó en longitudes de onda de unos 10 metros, y sin embargo, la distancia de Cleves a Retford es de aproximadamente 300 millas. Así que parecía que, en contraste con lo que la mayoría de nuestros expertos en radio habían pensado, las longitudes de onda de 10 metros se doblarían lo suficiente alrededor de la Tierra para proporcionar señales útiles a un alcance de 300 millas, al menos si el receptor estuviera a una altura de bombardeo de 20,000 pies. El resto de la historia a menudo se ha escrito en libros sobre la guerra: simplemente he esbozado aquí los puntos clave de interés de navegación que posteriormente afectarían nuestro propio pensamiento.

Así, en 1914 se habían concebido tres importantes técnicas de radio para establecer las demoras de aeronaves, y ahora se trataba de determinar cuáles serían adecuadas para los fines de la guerra. las primeras pruebas serias vinieron en las incursiones del Zeppelín en Inglaterra por la noche, que comenzó el 19 de enero de 1915. Las primeras incursiones dependían de la observación visual de los rasgos de la superficie, complementados por el cálculo de los muertos. Los errores consiguientes mostraron rápidamente la necesidad de nuevas ayudas, y se establecieron estaciones de radiogoniometría en Borkum y en Nordholz, que más tarde se complementaron con otras en Sylt y cerca de Bruges.
El sistema tenía graves defectos; los primeros fueron debidos a fenómenos de propagación inesperados, principalmente debido a las reflexiones de la capa de Heaviside o ionosfera, y si se comprobaba la precisión de las demoras, aparecían errores de más de 50 millas. La segunda falla del sistema, dependiente como era de las estaciones terrestres D/F, era que la aeronave tenía que transmitir, revelando así sus posiciones tanto al enemigo como a sus propias bases; y otra falla fue que la capacidad del sistema estaba muy limitada porque las estaciones terrestres sólo podían localizar una aeronave a la vez. Aún así, von Buttlar-Brandenfels, el único comandante de zepelín que voló durante la guerra, concluyó que la navegación por radio era mucho mejor que la basada en observaciones astronómicas.
Los Zepelines no lograron hacer un daño serio a Inglaterra, y sus bajas (tanto por la mala navegación como por la defensa contraria) fueron tan graves que en 1917 los alemanes cambiaron a los aviones para el ataque. Al principio, en el verano de 1917, estos ataques fueron de día; pero en el otoño de ese año los principales ataques se habían cambiado a la noche, donde la navegación básica seguía siendo la lectura de mapas, el uso de la luz de la luna y la selección de objetivos fácilmente identificables por su proximidad a las costas o estuarios.
En cuanto al desarrollo británico de las técnicas de navegación por radio, teníamos muchas pruebas de los errores involucrados, de las intercepciones, de las «fijaciones» de radio alemanas en los zepelines, que podrían compararse con sus posiciones reales registradas por nuestras defensas terrestres. Esta evidencia mostró que deberíamos necesitar un sistema mucho mejor si, como se pretendía en 1918, íbamos a intentar bombardear Berlín; pero se pensó que ya se habían logrado las mejoras necesarias en la técnica, por lo que la precisión debería ser del orden de 5-7 millas.
La guerra terminó antes de que esta creencia tan optimista pudiera ser puesta a prueba.

Uno de los pasos esenciales en las operaciones de la guerra es saber donde está tu enemigo, para que puedas hacer contacto con él o evitarlo, lo mismo se aplica a cualquier fuerza amiga con la que puede comunicarse. Y paralelamente a estos pasos, también debe establecer su posición en relación con cualquier peligro natural que pueda tener que evitar o explotar.

Así que si puede establecer las posiciones de usted, sus amigos, el enemigo, y los peligros en relación con la superficie de la Tierra, puede utilizar la información para controlar sus propios movimientos como desee: alternativamente, puede a veces por uno u otro medio establecer directamente la posición del enemigo en relación con la suya, y proceder en consecuencia (un proceso igualmente útil en la búsqueda de un lugar donde descansar o en la evasión).  Aunque algunas de las técnicas se remontan al principio de la navegación humana, y antes de eso a los «sentidos especiales» de los animales, se desarrollaron intensamente nuevos métodos bajo las presiones militares de la Segunda Guerra Mundial.

Por lo tanto, es sobre esa fase que propongo principalmente hablar; pero para ponerla en perspectiva veamos brevemente algunos episodios anteriores. Hay una leyenda china que dice que el emperador Hoang, que reinó alrededor del 2400 a.C., logró perseguir a su enemigo a través de una espesa niebla dirigiendo sus tropas con la ayuda de un dispositivo direccional que Lord Kelvin, que diseñó la brújula de tarjeta seca, usó en el La Marina Real y la Marina Mercante durante muchos años. Posiblemente ha sido cualquier cosa menos una brújula.  Pero el Dr. Joseph Needham ha demostrado que la brújula ya estaba ciertamente en uso en China en los primeros siglos d.C., la primera vez que se aclaró. La descripción de una brújula en China (o en cualquier otro lugar del mundo) es no anterior al año 1088 D. C.; al mismo tiempo se ha prestado atención a una descripción de la preparación y uso de una brújula en el manual chino de tecnología militar del año 1044 D. C. La «cuchara» de piedra lodosa que la precedió puede, incidentalmente, ser usada como una brújula; y puede ser más que una especulación fantasiosa sugerir que la forma de cuchara se derivó de la señal de San Miguel, «La Osa Mayor». El Dr. Needham también ha demostrado que la leyenda del compás se ha confundido con el hecho de que, tal vez desde el año 1000 A.C. y ciertamente en el 255 D.C., los chinos usaban un carro de dos ruedas con dirección sur como referencia. El puntero era impulsado de manera diferente por el engranaje de las ruedas, de modo que se mantenía una dirección constante mientras el carro atravesaba cualquier sucesión de curvas. Se ha utilizado un dispositivo que sigue principios similares en este siglo en tanques militares, ya que una brújula magnética no funcionará dentro de un casco de acero.

Mientras la velocidad de las fuerzas armadas en el mar o en la tierra fuera menor de 30 a 40 millas por hora, las diferencias en la capacidad de navegación entre los enemigos rara vez tuvo efectos espectaculares en la batalla. La marinería era, por supuesto, vital, y esto en combinación con el uso de James Cook de la carta de San Lorenzo, que contribuyó en gran medida a la conquista de Quebec, donde el gobernador francés, Vaudreuil, se quejó de que ‘el enemigo ha pasado 60 naves de guerra no nos atrevemos a arriesgar una nave de 100 toneladas de noche y de día’.

Si bien los efectos rara vez eran espectaculares, eran sin embargo profundos en el sentido de que, junto con los avances en la tecnología militar, la navegación hacía posible la dominación de la mayor parte del mundo por las naciones de Europa Occidental. Y hubo otro efecto en que las exigencias de navegantes como Drake y Frobisher de mejores instrumentos llevaron al desarrollo de la pericia en la fabricación de instrumentos en Londres, que fue uno de los ingredientes importantes del auge de la ciencia en el siglo XVII, ejemplificado por la formación de la Royal Society en 1660; ésta a su vez reaccionó en general sobre la tecnología de la guerra, con los efectos que hemos visto particularmente desde 1914.

Y los problemas de la navegación del Atlántico y del mundo experimentados en el siglo XVIII por la Marina Real, enfatizados por la pérdida del escuadrón de Sir Cloudesly Shovdl en 1707 en las Scillies, llevó a la solución del problema de la determinación de la longitud por las tablas lunares de Tobias Mayer y el cronómetro de Harrison, que benefició a todos los navegantes, tanto navales como mercantiles. El comandante Waters ha llamado la atención sobre el hecho de que la navegación a menudo determinaba los lugares de las acciones navales antes de que se resolviera el problema de la longitud.

Era relativamente fácil determinar la latitud, por lo que un comandante que buscara una caída segura en tierra, y conociendo su latitud, navegaría a la latitud correcta lejos del mar, y luego navegaría hacia el este o el oeste según fuera necesario. Un comandante adversario que quisiera interceptarlo sería capaz de hacer una suposición razonable acerca de dónde acechar.

En esta entrada incluiré algunas imágenes y gráficas relativas al sistema de posicionamiento hiperbólico Decca, primo hermano del sistema Consol.

La anterior imagen representa las bandas de frecuencias que fueron asignadas para la operación del sistema Decca en todo el mundo, establecidas en la Conferencia de Atlantic City de 1947.

La segunda imagen es un mapa que representa la cadena Decca británica, con las hipérbolas y los carriles que surgen de ellas

La imagen anterior es una representación en diagrama de bloques del receptor empleado en el sistema de posicionamiento Decca.

La imagen que precede este párrafo representa la respuesta en frecuencia del filtro empleado en el receptor Decca para poder trabajar con distintas estaciones a la vez. Para conseguir este filtro de cristal con la precisa selectividad en frecuencia era preciso tallar el cristal de una manera concreta.

El anterior esquema representa las frecuencias empleadas en la cadena Decca del Támesis.

La imagen que precede representa la sensibilidad de la frecuencia resonante en la pieza de cristal en relación a la variación de la temperatura.

Se representan en la anterior imagen los carriles en los que quedaba dividido el espacio de navegación por mediación de las hipérbolas Decca.

Lo mismo ocurre en la imagen que le sigue, que también representa los carriles, en particular la red de identificación.

El esquema anterior es un diagrama de bloques del circuito destinado a identificar la cadena Decca de la que se recibe la señal, en el supuesto de que haya varias operando en la zona donde se encuentra el navío o avión.

Para ya finalizar, se representa en la anterior fotografía el sistema de presentación de Decca.

Créditos de las imágenes: Revista General de Marina. Estado Mayor de la Armada. Edición de septiembre de 1949.

Inserto en esta entrada imágenes complementarias autoexplicativas relativas a los sistemas de posicionamiento hiperbólicos.

La primera imagen describe la operativa implícita en la circuitería de las cadenas Decca. Se pueden observar las conversiones de frecuencia que se efectúan en las antenas esclavas para evitar interferencias a la misma frecuencia en el receptor de señales emitidas por distintas antenas de la cadena. También se representan las conversiones de frecuencia que son acometidas en el receptor para poder determinar la diferencia de fase mediante el discriminador de fase correspondiente a la señal diferencia Rojo.

La segunda imagen representa esquemáticamente los radiales que surgían de cada estación Consol. Se puede advertir la notable componente hiperbólica en las proximidades de las antenas, donde era impracticable la operativa de escucha por radiales, lo que condicionaba el emplazamiento de las estaciones.

La tercera imagen de la serie representa los sectores angulares utilizables para la estación de Stavanger.

La imagen que sigue representa las curvas de nivel relativas a la precisión diurna obtenida con el sistema en el Atlántico Norte.

A continuación se muestran las mismas curvas de nivel, sólo que para la recepción nocturna. Debido a las distintas condiciones de propagación en ambos períodos horarios, se obtenían distintas precisiones si se empleaba el sistema por el día o por la noche.

Para ya finalizar, incluyo aquí la tabla de azimuts verdaderos en forma numérica para la antigua estación Consol de Arneiro (Lugo). Los valores tabulados representan los ángulos de azimut correctos para cada conteo de rayas antes de la equiseñal, el cual varía entre 1 y 60 rayas.

En este apartado añadiré imágenes relativas al funcionamiento del sistema Consol, extraidas del libro Funksystem für Ortung und Navigation, cuyo autor es Ernst Kramar.

En la primera imagen se aprecia la apariencia técnica general del sistema, con su distribución de antenas, y el mecanismo desfasador.

En la imagen que sigue se pueden ver dos cronogramas típicos de lo que podría ser un período de la señal recibida, incluyendo la emisión de baliza NDB y el subperíodo de señal de orientación.

La figura que sigue es otra representación de la parte de señal del subperíodo de orientación.

A continuación se muestra un esquema en el que se explica la composición del fasor de la señal recibida, en función de los fasores de las dos señales extremas y del de la señal central.

Para ya finalizar, en las dos tablas que siguen se tabulan los parámetros relativos a las estaciones Consol activas después de la confrontación bélica.

Habiendo pasado ya bastante tiempo de mi publicación inicial de la información histórica que obraba en mi poder, tengo algunas revisiones importantes que acometer al respecto de dichos datos, a la luz de nueva documentación al respecto que he ido recabando. Seguiré el mismo orden que empleé originalmente y adjuntaré las evidencias de mis afirmaciones una a una.

En el punto 3 se explicitaba que la estación de Bush Mills (Irlanda), se había construido después de la Segunda Guerra Mundial. Pero quedó (mal) redactado (a pesar de que yo ya sabía cómo debía quedar), y se podría interpretar como si no hubiese más estaciones que la ahora mencionada y las originales usadas en la guerra. Esa interpretación sería totalmente errónea. Aunque en este preciso instante no aportaré la lista de estaciones con sus respectivas frecuencias, cosa que dejaré para otra entrada, sí puedo adelantar que después de la confrontación bélica se fue completando la cobertura del sistema Consol. En particular, en el Atlántico más septentrional se construyeron estaciones en las islas de Jan Majen y Bjornoya, así como en la costa de Noruega, en la localidad de Andoya. Para probar esta afirmación, incluyo a continuación un mapa con el enclavamiento geográfico de estas tres estaciones, extraido del libro Funk-system für Ortung und Navigation, de Ernst Kramar.

En los anteriores subapartados de esta misma sección, dentro del análisis del sistema de posicionamiento Consol, se han considerado las antenas dipolo de manera aislada. En la práctica, si existen obstáculos cerca de una antena, éstos consiguen modificar el diagrama de radiación de la propia antena en relación a la situación de ubicación en el vacío. La propia presencia de la tierra en el lugar físico donde se halla la antena condiciona sus características de radiación-recepción. La energía que radia la antena es reflejada en mayor o menor medida en la superficie terrestre, según sea fundamentalmente el grado de conductividad o facilidad de conducción de la corriente eléctrica que posea la tierra. Así, pasamos a tener no sólo la onda radiada directamente por la antena, sino además una onda reflejada por la superficie.

En electromagnetismo se utiliza la teoría de imágenes para obtener una antena a todos los efectos equivalente a la situación de proximidad de la antena real a la tierra. Para ello, se busca la geometría de una distribución de corrientes ideal que estuviese por debajo del plano de la tierra, y que fuese tal que, suponiendo que éste fuese un plano conductor perfecto, se obtuvieran las condiciones de contorno reales que existen sobre el mismo, en términos de valores de los campos eléctrico y magnético. Garantizando esto se estaría en una situación de equivalencia a todos los efectos en la propagación y magnitudes de la onda de espacio (formada por la onda directa y la onda reflejada), en la región en la que ésta puede ser recibida por un receptor, que es el espacio por encima de la superficie terrestre. Es decir, se puede sustituir un plano conductor perfecto por unas corrientes equivalentes. Este hecho se aprovecha en las antenas monopolo sobre masa, del cual las antenas del sistema Elektra-Sonne eran un caso particular. Este tipo de antenas se usan fundamentalmente a bajas frecuencias, dado que sería muy difícil construir un dipolo operando a la frecuencia de portadora, dado el gran tamaño necesario. Las antenas monopolo sobre masa son antenas lineales situadas en posición vertical sobre la tierra, conectadas a uno de los terminales de la línea de transmisión que trae la onda de corriente desde el transmisor, estando el otro terminal de la línea conectado a tierra.

El equivalente del monopolo y su imagen es una antena dipolo, de tal manera que en el espacio sobre la tierra los campos reales serán los de un dipolo de longitud igual a la doble del monopolo. De esta manera, tanto la distribución de corriente como el diagrama de radiación serán los mismos que los del dipolo. Como sólo se radia en la mitad del espacio, el monopolo radiará la mitad de la potencia radiada por el dipolo equivalente y por tanto la resistencia de radiación será también la mitad de la resistencia de radiación del dipolo equivalente, siendo además la directividad doble de la dicho dipolo.

Todo lo anterior sería válido si considerásemos una tierra perfecta, es decir, de conductividad infinita. En la práctica la conductividad es finita, y ello acarrea la presencia de pérdidas de energía, que causan una menor eficiencia de la antena y una elevación del lóbulo –en el plano vertical- en su diagrama de radiación. En los mástiles de radiodifusión de Onda Media, con el objeto de contrarrestar las pérdidas por la conductividad finita de la tierra, se aumenta ésta enterrando platinas metálicas conductoras (tiras conductoras) conectadas entre sí, en la base de la antena y sus proximidades, y también humedeciendo el terreno para que aumente su conductividad. Estas medidas fueron puestas en práctica durante la operatividad del sistema Elektra-Sonne.

Por otra parte, es un hecho que -para bajas frecuencias- es difícil el poder construir antenas grandes. Además de la dificultad de la construcción de un mástil radiante de gran tamaño, surge el problema de que al disminuir la frecuencia la resistencia de radiación disminuye de manera rápida, y la reactancia de entrada aumenta también con rapidez, presentando valores capacitivos. Esto ya fue descrito en la sección 11.2, cuando se habló del dipolo elemental. Esta reactancia capacitiva vista hacia la derecha de la salida de línea de transmisión sería nociva a efectos operativos, pues representaría la presencia de potencia reactiva en la antena y en la línea, que es potencia que no sólo puede provocar sobrecargas por ser la antena y la línea, en estas circunstancias, una interfase de transferencia y de almacenamiento de energía, sino que además disminuye la magnitud de la energía transferida. Es una situación no deseable, pues en vez de consumirse toda la energía que se entrega a la antena, parte de ella se almacena y no se consigue la optimización de la energía radiada, que lógicamente habrá de ser máxima. Para corregir esta situación, ha de emplearse una bobina, con el objeto de “corregir el factor de potencia”. Esta bobina cancelará el efecto capacitivo de la impedancia de entrada de la antena, y permitirá que toda la energía que se entrega al monopolo –salvo la que se pierde por efecto Joule a causa de su componente resistiva- sea radiada, consiguiéndose que el conjunto de la antena y la bobina logren un comportamiento resonante o de máxima transferencia de energía. Se dice entonces que la antena está en resonancia o que está sintonizada. A escasos metros de los mástiles radiantes de la estación Consol existían unas cabinas donde se hallaban las bobinas variométricas, que habían de ser ajustadas para lograr poner en resonancia las antenas, eliminándose así la potencia reactiva.

Además de esto, como ya se mencionó en anteriores apartados y se puede observar en las fotografías anteriores en este análisis del sistema Elektra-Sonne, los mástiles radiantes Consol estaban terminados en unas caperuzas capacitivas. El hecho de la utilización de estas terminaciones acumuladoras de carga se puede razonar teniendo en cuenta que su presencia fuerza a que la distribución de corriente en la antena no se anule en el extremo y pueda ser vista desde la entrada como la distribución de una antena más larga. Si a partir de la finalización de la línea de transmisión no se hubiese abierto ésta como antena, tendríamos una línea de transmisión terminada en un condensador, el cual puede ser sustituido a todos los efectos por otro tramo de línea de transmisión con la longitud necesaria para presentar la misma impedancia de entrada que el condensador. Se razona entonces que el condensador –o en este caso su equivalente obtenido mediante la caperuza y la tierra, que son sus dos placas- tiene como efecto el de alargar la antena, obteniéndose en el tramo de antena que va desde la base hasta el capuchón capacitivo la distribución de corriente de la antena alargada, pero sólo en ese tramo, que es el que realmente existe, y que será por lo tanto prácticamente uniforme arrojando en el cálculo unos valores de campos electromagnéticos radiados mayores por calcularse los mismos en función del potencial vector, según se vio en la sección 11.1, con la presencia de una densidad de corriente mayor en la antena en relación a la situación del no uso del capuchón capacitivo, al pasarse de una distribución de forma casi triangular a una distribución prácticamente uniforme (constante), dando lugar así a una integral de potencial vector de valor mayor.

Por otra parte, dado que las dos antenas extremas estaban ubicadas lejos del transmisor, era preciso llevar la onda mediante sendas líneas de transmisión desde el mismo a ambas antenas –también era necesaria una línea más corta para hacer lo propio con la antena central-, y para ello era precisa una adaptación de impedancias tanto a la salida del transmisor como a la llegada a las proximidades de las antenas, para conseguir máxima transferencia de energía con reflexiones de onda nulas en los cambios de medio (interfases transmisor-línea y línea-antena). Esto se lograba mediante los oportunos transformadores.

Como se puede observar en las imágenes, que han sido extraidas del libro “Radio Navigation Radar and Position Fixing Systems for use in Marine Navigation”, volumen II, publicado por el Ministerio de Transporte Británico en mayo de 1946, redactado en el “International Meeting on Radio Aids to Marine Navigation”, y en el que se realiza un estudio –entre otras cosas- del sistema Consol con vistas a la instalación en Bush Mills (Irlanda) de la que sería la estación Consol británica, operativa después de la Segunda Guerra Mundial; las líneas de transmisión tenían una impedancia característica de 600 Ohmmios, entre la estación transmisora y las antenas extremas había una distancia de aproximadamente 3 longitudes de onda, en las proximidades de los mástiles radiantes existían unas “Aerial Tunning Unit”, que son los lugares donde se realizaba la sintonía de cada antena, mediante las bobinas variométricas; existían además unas “Balance/Unbalanced Matching Unit”, donde se adaptaban las impedancias, operando además como balun, para conseguir distribución equilibrada o balanceada entre la corriente de ambas ramas del dipolo equivalente; y además, existía un “Monitor Hut”, o punto de monitorización, ubicado en la perpendicular de la línea de antenas a una distancia lo suficientemente grande como para estar situado en la zona de campo lejano –que en la práctica eran unos kilómetros-, cuya misión era la de garantizar que los desfases producidos sobre la onda por haber viajado largo trecho a través de las líneas de transmisión desde el transmisor central, así como los eventuales desfases espurios que se produjesen en la máquina Elektra por su posible y eventual situación de incorrecto ajuste, ambos considerados cooperativamente, no alterasen la operación ideal de funcionamiento del período de transmisión de señal Consol o señal de orientación, según el cual entre las señales aplicadas a las antenas extremas debe mediar un desfase exacto resultado de la alternancia de 0 grados y de 180 grados, más un desfase creciente y lineal en forma de diente de sierra. Esto es, mediante el punto de monitorización, donde se hallaba un receptor de radio, y que estaba comunicado por línea con la estación de control, se lograba saber cuándo pasaba el máximo (o el mínimo, según conveniencia) del lóbulo de radiación perpendicular sobre la línea recta que unía dicho punto de monitorización y la antena central, y que era perpendicular a la línea de antenas, y así se podía avisar a la estación de control, para que allí ajustasen en consecuencia la máquina Elektra (la cual era la responsable de conseguir los dos regímenes de desfase superpuestos P y D de los que se ha hablado en la sección 9, entre las corrientes aplicadas a las dos antenas extremas) para lograr un correcto funcionamiento y la corrección de los factores de fase producidos por el viaje de la onda hasta las antenas y por un ajuste inadecuado de la propia máquina Elektra, consiguiéndose el deseado movimiento de los lóbulos de barrido a ambos lados, que establecen el movimiento de los radiales de equiseñal, y en perfecta sincronía con el comienzo del ciclo de señal de orientación, de tal forma que en alta mar se produjese la observancia del paso del rayo de equiseñal justo en el momento que le corresponde según lo descrito en las cartas de navegación que incluyen los radiales, y según lo prescrito por el diseño, y no antes ni después, cosa que daría lugar a lecturas de posición muy erradas.

En la imagen a continuación se representa el corte horizontal del diagrama de radiación de una estación Consolan, sistema similar a Consol salvo en el número de antenas empleadas (dos para este caso), y en el número de lóbulos del corte horizontal del diagrama de radiación de dicho sistema. El sistema Consolan fue un desarrollo creado posteriormente al sistema Consol, es decir después de la confrontación bélica, y estaba basado en el sistema Elektra-Sonne. La imagen ha sido extraida del libro Funk-systeme für Ortung und Navigation, escrito por Ernst Kramar, y publicado en el año 1973. En cuanto al corte vertical del diagrama de radiación, y para ya concluir con este apartado, faltaría decir únicamente que por ser monopolos sobre tierra las antenas, sería similar al de una antena dipolo.