Technik kurz erklärt Die Entwicklung des Telemobiloskops

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In unserer Serie „Technik kurz erklärt“ stellen wir regelmäßig Meisterwerke der Konstruktion und besondere Entwicklungen vor. Heute: das Telemobiloskop, Vorläufer der Radarfalle.

Den Grundstein für die Entwicklung des Radars legte bereits Heinrich Hertz: Er stellte 1886 beim experimentellen Nachweis von elektromagnetischen Wellen fest, dass Radiowellen von metallischen Gegenständen reflektiert werden. Er nutzte dafür spezielle Spiegel.

1904 führte der deutsche Hochfrequenztechniker Christian Hülsmeyer (1881-1957) dann die ersten Versuche zur Ortung mittels Radarwellen durch. Er bemerkte beim Experimentieren mit den Hertz'schen Spiegelversuchen, dass von einem Sender ausgesandte und von Metallflächen zurückgeworfene elektrische Wellen zur Ermittlung entfernter metallischer Objekte verwendet werden können. Er entwickelte ein Gerät, das die Laufzeit von reflektierten Wellen messen konnte: das sogenannte Telemobiloskop.

In der heutigen Welt der fortschrittlichen Radar- und Geschwindigkeitsüberwachungssysteme mag es vielleicht unscheinbar wirken, doch das Telemobiloskop war eine Pionierleistung in der Anwendung elektromagnetischer Wellen zur Erkennung von metallischen Gegenständen wie Schiffen. Diese Technologie legte schließlich den Grundstein für die Entwicklung der ersten Radarfalle. Am 30. April 1904 meldete Hülsmeyer das Verfahren zum Patent an und gilt somit als Erfinder des Radars.

Aufbau und Funktionsweise des Telemobiloskops

Das Telemobiloskop sendete elektrische Wellen mit einer Wellenlänge von etwa 400 bis 500 mm aus. Wenn ein metallisches Objekt, wie ein Schiff, in diese Wellenbahn eintraf, wurden die Wellen reflektiert. Ein Empfänger, ausgestattet mit einem trichterförmigen Reflektor und zwei beweglichen Antennen, detektierte diese Signale. Das Gerät arbeitet nach dem Prinzip der Reflexion elektromagnetischer Wellen:

• Es nutzte einen Funkenerzeuger, um hochfrequente elektromagnetische Wellen zu senden. Diese Wellen wurden von metallischen Objekten, wie Schiffen, reflektiert und über eine einfache Parabolantennen-Anordnung empfangen.

• Der Empfang der reflektierten Wellen erfolgte über ein Empfangselement (sogenannter Kohärer), das bei Erkennung eines Signals eine elektrische Klingel ertönen ließ, um den Benutzer auf das Vorhandensein eines Objekts hinzuweisen.

• Das Gerät beinhaltete einen Zahnradmechanismus, mit dem Anwender die Richtung des erkannten Objekts bestimmen konnten, und es wurde später im Jahr 1904 um eine Entfernungsmessung erweitert.

• Es konnte Objekte bis zu 3 Kilometer Entfernung erkennen und war in der Lage, bei Nacht oder schlechten Sichtverhältnissen zu arbeiten, was es besonders für maritime Anwendungen geeignet machte.

Öffentliche Demonstration des Telemobiloskops

Bei der Vorstellung seiner Erfindung am 17. Mai 1904 war der Hochfrequenzphysiker Christian Hülsmeyer gerade 22 Jahre alt. Der junge Mann behauptete, mithilfe seines Telemobiloskops Schiffe selbst bei Dunkelheit und Nebel verlässlich orten zu können. In seinem Versuch richtete er die Antennen des Geräts auf den Rhein – und tatsächlich: Sobald sich Schiffe näherten, reflektierten sie die Wellen. Das Telemobiloskop empfing die Reflexionen, und zusätzlich zu einer Glocke, die es zu ihrer Meldung ertönen ließ, zeigte das Gerät sogar die Richtung an, aus der sie sich näherten.

Patente und Weiterentwicklungen

Hülsmeyers Erfindung wurde unter der deutschen Patentnummer DE 165546 registriert. Es beschrieb die Verwendung von elektromagnetischen Wellen zur Detektion metallischer Objekte und legte besonderes Augenmerk auf Meerestrukturen wie Schiffsrümpfe. Detailliert wurde die Konstruktion von Sendern und Empfängern diskutiert, einschließlich der Antennenstrukturen und des Kohärers als grundlegende Empfangskomponente.

Am 11. November 1904 reichte er den Antrag für ein Zusatzpatent zur Entfernungsmessung ein. Es wurde am 2. April 1906 als separates Patent (DE 169154) erteilt. Es beschreibt die Verwendung von zwei vertikalen Messungen und trigonometrischer Berechnung der ungefähren Entfernung. Er ließ seine Erfindung in mehreren Ländern Europas (am 10. Juni 1904 in Großbritannien unter der Nr. 13.170) und in den USA patentieren.

Demonstrationen vor Reedern und Angebote an die Marine bleiben jedoch ohne Aufträge. Obwohl Schiffszusammenstöße häufig sind, lehnen alle den Einsatz des Telemobiloskops freundlich ab. Die Begründung: Die aktuell verwendeten Dampfpfeifen seien über eine größere Entfernung hin zu hören als die Reichweite des Telemobiloskops. Da alle Bemühungen erfolglos bleiben, lässt Hülsmeyer 1905 von der Weiterentwickung des Geräts ab. Erst 30 Jahre später wurde das Radar von Deutschen und Engländern wiederentdeckt - für den Kriegseinsatz.

Die erste Radarfalle in Deutschland

Das grundlegende Patent von Hülsmeyer legte den Grundstein für spätere Entwicklungen der Radarfallen. Die tatsächliche Anwendung von Radar zur Geschwindigkeitsmessung fand jedoch erst Mitte des 20. Jahrhunderts statt. Im Jahr 1959 wurde in Deutschland die erste praktische Radarfalle zur Geschwindigkeitskontrolle zwischen Düsseldorf und Ratingen eingeführt. Dabei handelte es sich um die erste bekannte Radarfalle im modernen Sinne, die zur Überwachung und Kontrolle der Fahrzeuggeschwindigkeiten genutzt wurde.

Quellen:

www.fhr.fraunhofer.de

www.radartutorial.eu

www.daidalos.blog

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