Le Système Bernhard

Traduction française de Pascal BIMAS F1ULT de la page The Bernhard Navigation System de ZL1BPU.

"Bernhard" était un système de navigation développé durant le tout début de la Deuxième Guerre Mondiale pour remplacer le système défaillant "Knickebein", qui avait été mis hors de service de manière efficace par brouillage des Alliés. Un autre problème avec le système Knickebein , qui consistait en une suite de beams radio semi-fixes s'entrecoupant, était que les Britanniques étaient capable de déduire, en recherchant les beams, où les prochains raids étaient attendus, la défense anti-aérienne pouvait donc être en attente.
Etant donné les contraintes de l'équipement aéroporté existant, surtout les récepteurs, le  "Bernhard" fut développé pour opérer dans la même gamme de fréquence (30 à 33,3 MHz), et avec les même récepteurs comme le système d'aide à l'atterrissage Lorentz déjà disponible et le "Knickebein". Dons dès le départ, les développeurs savaient que les performances en robustesse en présence de brouillage étaient importantes puisque c'était une certaine méthode pour cacher la destination prévue de l'aéronef.
Une qualité essentielle de ces tous premiers systèmes de navigation , et de beaucoup d'autres depuis, était la forme de radiation de l'antenne de transmission - deux lobes étroits et fixes espacés de quelques degrés l'un de l'autre, de sorte qu'une zone où les deux signaux s'annulent, soit formée entre ces deux lobes. Dans les tous premiers systèmes, un émetteur modulé par une seule tonalité alimentait les deux antennes, le signal étant connecté entre les antennes par la lettre "A" en Morse , de sorte que lorsqu'une beam était en usage, l'autre ne l'était pas. Ainsi (au chômage), pendant qu'une beam envoyait un "A", l'autre beam transmettait la lettre "N" dans les intervalles. Un aéronef volant exactement dans la zone d'annulation entre les beams écoutait une tonalité régulière, d'un côté un "A", de l'autre un "N".
Cette qualité essentielle fut retenue dans le système "Bernhard" FuSAn 724/725 de Telefunken  mais certaines techniques spéciales furent rajoutées :
C'est là où le Hellschreiber entre en jeu - les angles étaient transmises en Hellschreiber 7x7 points! Le débit de transmission était probablement de l'ordre de 350 baud, puisque je suppose qu'il y avait environ 7,2 caractères/sec.

La forme de
radiation de l'antenne
"Bernhard"
L'antenne la plus haute transmettait l'information angulaire en Hell, la paire d'antenne en-dessous envoyait deux lobes avec un nul centré sur le lobe angulaire.
Le "Bernhard" était à l'origine destiné pour les terrains d'aviation sur, une courte portée et les systèmes expérimentaux opéraient alors sur 300 MHz. La sensibilité des récepteurs pour cette  fréquence fut problématique puisqu'il fallait pouvoir générer une puissance HF suffisante pour assurer une portée nécessaire, en conséquence le système fut modifié pour le 30 MHz pour s'adapter au matériel existant.
Les Emetteurs
Deux émetteurs étaient utilisés à chaque station de sol. Ils avaient chacun une capacité de 5 kW en sortie, connectable à 500 W en basse puissance. Les deux émetteurs étaient opérés suffisamment proche en fréquence que les deux signaux étaient reçus en même temps par le récepteur relativement large . Les émetteurs étaient logés dans un large bâtiment pivotant d'environ 25 m de long et 6 m de large, monté en-dessous l' antenne.
Un émetteurs n'était pas modulé mais connecté entre les antennes à un débit audio comme décrit au-dessus, tandis que l'autre était modulé en AM avec une tonalité manipulée en Hellschreiber. L'information angulaire provenait d'un disque en verre tournant, gravé avec les angles en Hellschreiber en chiffres, tous les 10 degrés, et avec une marque tous les cinq degrés. Le disque tournait en synchronisme avec l'antenne et le signal Hell était read off optically comme le disque de verre tournait.
Il était également possible pour la station au sol d'être employée pour envoyer de courts  groupes codés de lettres ou de chiffres à l'avion pour transmettre des ordres ou des informations de guidage. Ceci était fait en utilisant un émetteur Hell conventionnel, à la place du générateur d'affichage angulaire.
Les Antennes
L'émetteur modulé en Hell alimentait l'antenne la plus haute du réseau, un réseau de six dipôles verticaux et colinéaire de 10 m de hauteur, avec un écran réflecteur imposant, utilisé pour obtenir des lobes arrières et de côté très bas. L'autre émetteur alimentait deux antennes identiques montées côte à côte, toutes les deux constituées  d'un réseau de huit dipôles colinéaire verticaux avec des brins réflecteurs, chacune mesurant 10 m de hauteur pour environ 15m de large. Ces antennes étaient orientées en azimuth par rapport à l'antenne la plus haute de quelques degrés de chaque côté pour fournir une zone nulle qui correspondait au pic du signal Hell.

Le Système FuSAn 724/725 de Telefunken
L'immense réseau d'antennes, 28 m de haut, 35 m de large et pesant environ 120 tonnes, était tourné électriquement, en lui faisant suivre une voie circulaire de 22 m de diamètre. L' antenne effectuait deux rotations chaque minute, donc la beam passait devant un avion toutes les 30 secondes et le recevait pendant seulement 3 à 5 secondes.
L'antenne de réception était probablement un fouet vertical.
Le Récepteur
Le récepteur standard de navigation aéroporté était employé et la sortie audio était prise sur l'imprimante de radionavigation pour aller sur le récepteur Hellschreiber "Bernhardine" compact et spécialement conçu à cet effet. Ce récepteur contenait un amplificateur audio, des filtres audio spéciaux pour séparer la tonalité de nulle et le signal Hell, ainsi qu'un mécanisme plutôt conventionnel d'impression Hellschreiber avec un vis sans fin tournante.
Le Récepteur FuG 120a
Le récepteur  FuG 120a  fonctionnait avec un mode Start-Stop sans doute contrôlé par la réception d'une tonalité, le ruban de papier se déplaçait et la position du moment était indiquée seulement une fois que la beam était passé en direction de l'avion. On ne sait pas quelle méthode était employé pour corriger la phase des transmissions Hell, quoique le texte était apparemment imprimé une seule fois comme dans le système GL-Hell d'avant guerre.
Une indication supplémentaire était imprimée sur le papier, elle indiquait la force du moment de la tonalité du nul angulaire à partir des deux antennes inférieures. Cela fournissait bien sûr un nul précis de l'orientation exacte, elle servait aussi d' "aiguille" utile et précise  pour la lecture de la direction à partir de la graduation Hellschreiber ci-dessous. On ne sait pas comment cette indication, une série de lignes verticales, était convertie à partir de la tonalité audio en marques imprimées.

L'impression angulaire en Hell
A la fin de la guerre un récepteur Hell simplifié, probablement appelé "Hermine", fut développé. This lacked the bulky filtres audio , et fournissait une précision médiocre (il probably lacked the null tone scale pointer). Ce récepteur, le FuG 120k, était assez petit pour être placé dans un avion monoplace tel que le Fw190. La résolution plus basse de ± 4° était considéré adéquate pour cette application.
Histoire de la Construction
Le système "Bernhardine" 30 MHz fut testé en premier à Tebbin en 1941, et dès mai 1944 sept stations étaient terminées ou en construction. A la fin de la guerre, environ 2 500 avions avaient été équipés de récepteurs, et peut-être 12 000 appareils radios attendaient d'être installés. La plupart des installations se trouvaient dans des avions Ju88 et Do335. Est-ce que certains de ces récepteurs FuG 120a auraient survécus?
Performance
Le rayon était de 400 km maximum suivant l'altitude de l'avion. Une précision de ± 1° en azimuth était obtenue, elle fut plus tard améliorée à ± 0,5°.
L'immunité aux interférences du système se révéla être extrêmement bonne, le système n'était pas affectée de manière sérieuse par le brouillage et l'affichage angulaire en Hell ne donnait bien sûr jamais de fausses positions. De plus, parce que la beam tournait en continu, aucun indice sur le parcours ou la destination de l'avion utilisant ce système n'était révelé.
 Consulter aussi ce site : Les stations de radio-guidage