Elektromagnetische golf

Den meest primitieven vonkzender in den vorm van een vonkenden oefenzoemer (Corver)

Kort, Lang en Midden

Inleiding

De uitvinding van de radio in het laatste decennium van de 19e eeuw maakte het mogelijk om draadloos informatie uit te wisselen. Doordat de techniek nog in de kinderschoenen stond was het aanvankelijk alleen mogelijk dit op (zeer) lage frequenties te doen. Daarbij gold dat een groot bereik met het benodigde grote zendvermogen, alleen op lage frequenties technisch mogelijk was. In de loop van de tijd werden steeds hogere zend- en ontvangfrequenties haalbaar.

Over golflengte en frequentie

Een radiogolf is net als licht een elektromagnetische straling die zich met een snelheid van circa 300.000 km/s voortplant. Het elektrische en magnetische veld staan loodrecht op elkaar. De afstand tussen twee golftoppen wordt de golflengte genoemd  De voortplantingssnelheid gedeeld door de golflengte geeft de frequentie, dat is het aantal trillingen per seconde.
Het gedrag van de radiogolven hangt af van het golflengtegebied. Als de golflengte kleiner wordt is de voortplanting rechtlijniger en uiteindelijk rechtuit, net als licht.
In de begintijd werden zenders aangeduid met de golflengte. In de loop van de jaren werd in plaats van golflengte de frequentie genoemd. Door de voortschrijdende techniek kunnen steeds kleinere golflengten, dus hogere frequenties , worden gebruikt. Met name voor omroep worden de termen lange golf, middengolf en korte golf gebruikt.

Het begint met een stoorzender

Het boek van Corver 'Het draadloos zendstation voor den amateur' begint met:
"Draadloos seinen kan men het eenvoudigst bewerkstelligen met electrische vonken".
Vonken wekken over een breed spectrum radiogolven op. Iedereen heeft dat, luisterend naar een AM radio, wel eens gehoord. Een brommer die langs rijdt, een vonkende elektromotor in bijvoorbeeld haardroger of stofzuiger en niet te vergeten onweer wekken over een breed frequentiegebied radiogolven op.
De eerste zenders die in de radiotelegrafie werden gebruikt waren dan ook vonkenzenders.

Was dit eerst niet veel meer dan een vonkende soort zoemer, rond 1900 werden deze zenders voorzien van spoelen en condensatoren  voor afstemming op een gewenste frequentie. Als noodzender aan boord van schepen blijven dit soort zenders tot in de veertiger jaren in gebruik. Dit vanwege de eenvoudige constructie en de eenvoudige ontvangst. Door het brede spectrum hoeft de ontvanger immers niet zo nauwkeurig worden afgestemd.

Eerst was er lang, zeer lang

Naast het gebruik van vonkenzenders was het mogelijk om zendenergie op te wekken met een wisselstroomgenerator of zendlamp. De ontwikkeling van de zendlampen stond rond 1920 nog in de kinderschoenen. Er konden geen grote zendvermogens mee worden opgewekt die nodig waren voor een groot bereik. Met machinezenders lukte dat wel. Met dergelijke enorme installaties kon men op de lange golf telegraferen naar de andere kant van de wereld. Lange golven buigen enigszins mee met de kromming van de aarde en geven zo een groot bereik.
In Kootwijk werd tussen 1919 en 1922 een zendstation gebouwd voor verbinding met Indië. Het afstemmen van de installatie duurde van november 1922 tot januari 1923. Op 18 januari 1923 kwam de eerste verbinding met Indië tot stand. Een elektromotor van 800 pk drijft dan een generator aan die een frequentie van 5,6 kHz opwekt. Die frequentie werd vermenigvuldigd met 3, 4, 6 of 8 en dat gaf een zendfrequentie tussen de 16,8 en 44,8 kHz. De overeenkomstige golflengte is dan 17,85 tot 6,69 kilometer!  Een zeer lange golf dus. De zender in Kootwijk werd in de 2e wereldoorlog door de Duitsers gebruikt voor verbindingen met hun onderzeeboten. Ook nu worden deze lage frequenties gebruikt voor communicatie met onderzeeboten. Meer over het het zendstation Kootwijk in het venster  "Stemmen op de Veluwe".

Korter dan lang: midden

De aanduiding korte, midden of lange golven geven globaal het golflengtegebied aan. Afhankelijk van de toepassing en het tijdsbestek varieert het bijbehorende frequentiegebied nog wel eens. Eerst werd alleen op lange golf uitgezonden. Toen hogere frequenties mogelijk werden sprak men wel van middelbare golven als men het had over een golflengte van enkele honderden meters.
Nu duiden we het gebied van circa 150 -300 kHz (2 tot 1 km golflengte)  aan als lange golf. De middengolf  loopt van circa 500 kHz tot 1600 á 1700 kHz ( 600 tot 180 m golflengte). Het gebied van 2 tot 30 MHz (150 tot 10 m golflengte) noemen we korte golf. De benaming korte golf is eigenlijk specifiek voor omroep. Meer algemeen spreekt van Hoog Frequent (HF).
Middengolf wordt vanaf de twintiger jaren voor omroepuitzendingen gebruikt. Per 1 september 2015 zendt de Publieke Omroep in Nederland niet meer op de middengolf uit, een aantal kleinere commerciële zenders blijven vooralsnog op de middengolf uitzenden.

Korte golf

In de twintiger jaren gaan de ontwikkelingen in de radiotechniek razendsnel. In 1923 was het imposante lange golf zendstation in Kootwijk gereed en konden er telegrammen naar Indië worden gestuurd. Al in december 1923 lukte het zendamateur Henk Jesse uit Leiden om met zijn zendstation PCII verbinding met Amerika te maken. Met een zendvermogen van slechts 100 Watt op een golflengte van rond de 100 meter.

Korte golven reflecteren tegen de ionosfeer en zo kunnen lange afstanden worden overbrugd. De machinezender van het zendstation Kootwijk was gelijk ouderwets. Het bereik van een korte golfzender is afhankelijk van de toestand in de ionosfeer die in de loop van de dag veranderd. Door op een bepaald moment de juiste frequentie te kiezen kan het bereik optimaal worden gemaakt. Op het terrein in Kootwijk werd een aantal barakken neergezet waar men begon met zenders op de korte golf. Het lukte PTT al in 1925 om met een 400 Watt zender een verbinding van Kootwijk met Indië te maken op de korte golf. Ook werd radiotelefonie over grote afstand mogelijk. In die tijd werd elke zender met roepletters aangeduid. Meer hierover in het venster: "Liefhebbers van het eerste uur". Zo heeft de Kootwijkse 50 m telefoniezender in 1927 de roepletters PCMM. Deze zender was open opgebouwd op tafels.
De zender PCLL in 1928, golflengte 18,07 meter was ook geheel open gebouwd. Het was allemaal nog vrij experimenteel.  In 1930 had Kootwijk een reeks telegrafiezenders al in gesloten metalen kasten gebouwd.

Een heel ander gebruik van de korte golf maken de "27MC bakkies". Dit gebruik van de 27MHz band was in de jaren '80 immens populair. Het gebruik van deze zendontvangers was aanvankelijk illegaal maar vanaf 1980 is het gebruik gelegaliseerd. Er moet goedgekeurde apparatuur worden gebruikt. Het bereik van deze zenders is maximaal zo'n 25 km.

Philips en de korte golf

Philips werd als fabrikant van gloeilampen door radiopionier Izerda in 1918 gevraagd om radiolampen te maken.  Dit markeert het begin van de activiteiten van Philips op radiogebied. Philips ging radiolampen en later ook radiotoestellen produceren en verkopen. Ook 'zendlampen' werden ontwikkeld en geproduceerd. Mede door samenwerking en later overname van de Nederlandse Seintoestellen Fabriek begaf Philips zich ook op het terrein van de zenders. In 1926 stond er in het Philips laboratorium een experimentele telefoniezender waarmee op 25 juni 1926 de eerste uitzending werd gedaan op de golflengte van 90,56 meter. Het was de eerste kristal gestuurde kortegolfzender in Europa. Kort daarna, in  maart 1927, was in het laboratorium de telefoniezender PCJJ gereed die gelijk in Indië op de 30,2 meter golflengte werd ontvangen.  Via deze zender spraken Koningin Wilhelmina en Prinses Juliana  op 31 mei de gewesten in West-Indië toe en op 1 juni die in Oost-Indië.
Daarna pakt Philips het uitzenden groots aan. Op 18 juni 1927 wordt de PHOHI opgericht, de Philips Omroep Holland Indië. In Huizen wordt een groot zendstation gebouwd dat vanaf 1928 met korte golf uitzendingen omroepprogramma's bestemd voor Indië verzorgd. Het zendstation zal uiteindelijk tot begin de jaren '50 dienst doen voor omroep op de korte golf. In de laatste jaren met het programma van Radio Nederland Wereldomroep. Meer hierover in het venster: "De stem van NL in den vreemde".

Nog korter

Korte golf radio is nog steeds in  gebruik. Maar net als bij lange en middengolf neemt het gebruik van korte golf frequenties wel af. Dit geldt zowel voor berichtenverkeer als voor de omroep. Radio Nederland Wereldomroep (RNW) is in 2012 gestopt met uitzendingen op de korte golf. Het zendstation op Bonaire is ontmanteld en het zendstation Madagaskar is overgedragen aan een locale gebruiker. Al eerder, in 2007, zijn de RNW uitzendingen vanuit Nederland gestopt.
Door de voortschrijdende techniek kunnen steeds hogere frequenties worden toegepast. Dit leidt tot het gebruik van VHF en UHF frequenties, meer hierover in het venster: "Ultra Kort". In frequenties boven de UHF omroepband speelt zich het mobiele telefoonverkeer zich af en daarboven rond de 2,4 GHz en 5 GHz heeft bijna elk huis zijn eigen WIFI zender. De Gigahertz banden worden ook voor straalverbindingen gebruikt, meer hierover in het venster: "Langs een rechte lijn".

Bronvermeldingen:

Boeken:

- Geschiedkundig overzicht van het radiobedrijf van den rijksdienst der posterijen en telegrafie; door Dr. Ir. N. KOOMANS,Ingenieur der telegrafie. Overgenomen uit het "Gedenkboek ter herinnering aan het tienjarig bestaan van de Nederlandsche vereeniging voor radiotelegrafie 1916-1926".

- Het draadloos zendstation voor den amateur; J.Corver; 1932
- A history of the Marconi Company;  W.J.Baker; 1970

Illustraties

1- Wikipedia.org
2,6, 7,8- Het draadloos zendstation voor den amateur; J.Corver; 1932
3- A history of the Marconi Company;  W.J.Baker; 1970
4, 5, 9 Archief Omroep Zender Museum