グリムトンラジオ局

グリムトンラジオ局
グリメトンラジオ局 (スウェーデン語)
1960 年代のログ周期アンテナを背景にしたメインの建物。
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一般情報
建築様式	北欧古典主義
位置	Grimeton、ヴァールベリ市、ハッランド県、スウェーデン
座標	北緯57°6′50.4″ 東経12°24′15.8″ / 北緯57.114000° 東経12.404389° / 57.114000; 12.404389
建設開始	1922年11月
完了	1925年5月24日
オープン	1924年12月1日
開館	1925年7月2日
所有者	シュティフテルセン ヴェルドサルベット グリムトン
Webサイト
グリメトン
ユネスコ世界遺産
正式名称	グリムトンラジオ局、ヴァールベリ
基準	文化: ii、iv
参照	1134
碑文	2004年（第28回）
エリア	109.09ヘクタール
緩衝地帯	3,854ヘクタール

グリメトン無線局（スウェーデン語の発音： [ˈɡrɪ̂mːɛˌtɔn]）^[1]は、スウェーデン南部、ハッランド地方のヴァールベリ近郊にあり、1922年から1924年にかけて建設された初期の長波大西洋横断無線電信局で、史跡として保存されています。1920年代から1940年代にかけて、モールス信号で北米やその他の国に電報を送信するために使用され、第二次世界大戦中はスウェーデンと世界の他の地域との唯一の通信リンクでした。これは、アレクサンダーソンオルタネーターと呼ばれる初期の電子化以前の無線送信機技術の唯一の現存例です。 2004年にユネスコ世界遺産リストに追加され、その際「ヴァールベリのグリメトン無線局は、電気通信センターの一種として非常によく保存された例であり、1920年代初頭の技術的成果を示すとともに、約30年間にわたるさらなる発展を記録している」と記された。この無線局は、ヨーロッパ産業遺産の道の拠点でもある。^[2]送信機は現在も稼働しており、毎年アレクサンダーソンの日と呼ばれる日に起動され、ヨーロッパ全土で受信できる短いモールス信号の試験送信を行っている。

1910 年頃から、工業国は他国と電信で通信するために、強力な大洋横断長波 無線電信局のネットワークを構築しました。第一次世界大戦中、長距離無線能力を持たない国は敵に海底電信ケーブルを切断され、世界から孤立する可能性があると認識され、無線は戦略的な技術となりました。^[3] スウェーデンが他国の海底ケーブル ネットワークに地理的に依存していたことと、戦争中にこれらの重要な接続が一時的に失われたことが、1920 年にスウェーデン議会が、大西洋を越えて電報を送信するため、スウェーデンに王立電信局が「大規模無線電信局」を建設するという決定を下すきっかけとなりました。 ^[3]

当時、高出力無線送信には数種類の異なる技術が使用されており、それぞれ異なる巨大産業企業が所有していた。ベルリンのテレフンケン、ロンドンのマルコーニ社、ニューヨークのラジオ・コーポレーション・オブ・アメリカ（RCA）、パリのソシエテ・フランセーズ・ラジオ・エレクトリックに入札が要請された。選ばれた送信機は、スウェーデン系アメリカ人のアーンスト・アレクサンダーソンが発明し、ゼネラル・エレクトリックが製造し、子会社のRCAが販売していたアレクサンダーソン・オルタネーターの200kW版であった。これは、巨大な回転式電気機械式交流発電機（オルタネーター）で構成されており、電気モーターによって十分な速度で回転し、無線周波数の交流電流を発生させ、それがアンテナに印加される。これは、初期のスパークギャップ送信機で使用されていた減衰波よりも長距離で通信できる正弦波連続波を発生させる最初の送信機の1つであった。オルタネーターが選ばれたのは、他のほとんどの大西洋横断ラジオ局で既に使用されており、潜在的な互換性の問題が少ないためであった。^[3]スウェーデン人によって設計されたという事実も影響したかもしれない。^[3]

慎重な計算の結果、局は北米に最も近いスウェーデン南西海岸のグリムトンに設置され、北大西洋からアメリカ、ノルウェー、デンマーク、スコットランドに至る電波の伝搬条件が良好であった。 ^[3] この土地は1922年秋に購入され、その年の終わりまでに建設が開始され、局は1924年に完成した。 ^[3] 200キロワットのアレクサンダーソン交流発電機が2台設置され、無線トラフィックを中断することなく1台のメンテナンスを行うことができるようになった。^[4] このような長距離での昼間の通信を実現するために、大洋横断局は地球電離層導波機構を利用し、30kHz未満の超低周波（VLF）範囲の周波数で送信する必要があった。無線送信機は、これらの長波を効率的に放射するために極めて大きなアンテナを必要とした。グリメトン放送局には、長さ1.9km (1.2マイル) の巨大な多重同調フラットトップアンテナがあり、12本 (後に8本に短縮) のワイヤが6基の高さ127m (380フィート) の鉄塔で支えられ、一方の端は送信所の建物から伸びる垂直の給電線によって給電されていた。放送局は1924年に運用を開始し、コールサインSAQの無線電信トラフィックを約18,000メートル (16.7kHz) ^[4]の波長で(後に17,442メートル (17.2kHz) に変更) ^[5]ニューヨーク州ロングアイランドにあるRCAラジオセントラル受信機に送信していた。すぐにスウェーデンから米国への電報トラフィックの95%を引き継いだ。^[3]

アレクサンダーソンのオルタネーター技術は、設置されてからも時代遅れになりつつありました。 1907年にリー・ド・フォレストが発明した三極真空管を使用した真空管 電子発振器送信機は、1920年代初頭にほとんどの電子化以前の送信機に取って代わりました。しかし、オルタネーター送信機への多額の資本投資により、所有者はこれらの巨大な送信機を技術的に時代遅れになった後も長く使い続けました。1930年代半ばまでには、大西洋を横断するほとんどの通信は短波に切り替わり、1938年からは、隣接するフィールドのダイポールアンテナと菱形アンテナを使用して、真空管短波送信機がメインビルに設置されました。アレクサンダーソンのオルタネーターは、VLF周波数は海水中に短距離まで浸透できるため、 潜水艦と通信するための海軍送信機としての2番目の用途を見つけました。

1939年から1945年にかけての第二次世界大戦中、この放送局はスカンジナビアから外界への玄関口の一つとして全盛期を迎えた。海底通信ケーブルの接続は再び戦争中の国々によって急速に切断され、無線電信送信が外界とのつながりとなった。そのため、この放送局にはいくつかの新しい送信機が追加された。戦時中のユーザーにはスウェーデン外務省や様々な大使館や公使館が含まれていたため、このラジオ局の送信はイギリスのYサービスなどの信号諜報活動によって傍受される可能性があった。

戦後、送信機が増設され、送信先も増え、1950 年代にはピークを迎え、この放送局は 12 台の短波送信機と 1 台の電子長波送信機 (およびオリジナルの Alexanderson システム) を運用し、ヨーロッパ、アジア、南北アメリカの約 20 か国への通信を維持しました。その時点で、電信送信はモールス信号から無線テレタイプに切り替わり、この放送局は無線ファックスと無線電話サービスも提供していました。

1960 年代までに、多くの送信機は老朽化が目立ち始め、その後廃止され、より近代的な機器に置き換えられました。しかし、元の局舎を改修するのではなく、1966 年に新しい送信機を収容する新しい施設が建設され、古い機器の保存が可能になりました。1960 年代半ばから後半にかけて、いくつかの新しいアンテナも設置されましたが、これらの投資は、国際通信に固定無線局を使用することから衛星や新しいタイプのケーブルへの移行と重なったため、当初の状況では比較的短命でした。代わりに、焦点は最終的に長距離海上無線に移行しました。

元のシステムのうち、オルタネーター送信機の 1 つは、局舎のスペースを空けるために 1950 年代に徐々に解体され、廃棄されました。残ったオルタネーターは、1990 年代初頭に最新のソリッド ステート LF 送信機に置き換えられるまで、海軍の送信に使用され続けました。

グリメトンラジオ局は、1918年から1924年にかけて建設され、すべてアレクサンダーソンオルタネーターを備えた大西洋横断ネットワークの9つの長波放送局の中で現在残っている唯一の放送局です。2004年にユネスコ世界遺産リストに追加されました。グリメトン送信機は、アレクサンダーソンオルタネーターの最後の現存例であり、真空管以前の時代から残っている唯一のラジオ局であり、現在も稼働しています。毎年、 6月の最終日曜日または7月の最初の日曜日のいずれか7月2日に近い方のアレクサンダーソンデーと呼ばれる日に、この施設で一般公開が行われ、送信機が起動して、コールサインSAQを使用して17.2kHzでテストメッセージが送信されます。このメッセージはヨーロッパ全土で受信できます。

グリメトンの電気機械式送信機は 17.2 kHz、つまり VLF 範囲の周波数で送信し、アメリカまで到達することができました。

原理的には、発電機（A）がこの目的に使用されます。これは、ギアボックス（セットアップ比：2.97）を介してモーター（500 HP、711.3 rpm）によって回転され、17.2 kHzまたは17,200 Hzの連続正弦波AC電圧（B）を生成します。 ^[6]

比較すると、公共電力網の発電機は、国に応じて 50 Hz または 60 Hz の交流電圧を生成します。発電機でこのような高周波数を生成するには、特別に設計された高速回転発電機 (毎分 2115 回転) が必要です。

グリメトンでは、主にモールス信号が送信されていました。生成された交流電圧で情報を送信するために、送信するテキストは、モールスキー (D) によってモールス信号に従って一連の短いパルスと長いパルスに変換されます。スイッチギア (C) は、これらのパルスを使用して、アンテナ (F) への AC 電圧の送信を制御します。キーが押されると、AC 電圧はアンテナに渡され、そこから送信されます。キーが押されていない場合、AC 電圧はスイッチギアによって抑制され、信号は送信されません。したがって、たとえば (E) に示すように、文字 A は短波パケットと長波パケットによって送信され、受信機で検出されます。

生成される交流電圧は2000ボルト^[7]、電力は200kW ^[6]です（ただし、現在では通常80kW程度に制限されています）。このような強い信号は単純なスイッチでオン・オフを切り替えることはできず、かなりの火花が発生します。グリメトンでは、この目的のために別の効果が使用されました。

歴史的なラジオから知られているように、アンテナと隣接するコイルおよびコンデンサは共振回路を形成し、エネルギーが最適に伝送されるように、この共振回路を目的の周波数に調整する必要があります。グリメトンでは、モールス信号キーが押されていないときに、この振動回路の調整がスイッチギア (C) で乱され、伝送が抑制されます。したがって、小さな電力 (3 kW DC) で 200 kW の AC 電力に影響を与えることができます。

アンテナ共振回路は基本的にアンテナ（I）、変圧器（D）、磁気増幅器（G）から構成される。^{[6] [8]}

発電機では通常、回転磁界によって発電機 (A) の隣接するコイル (B) に交流電圧が生成されます。グリメトンでは、これらのコイルはステータに取り付けられ、ローターの両側で 2x32 セクターに分割されています。セクターの個々の巻線は、トランス (D) の対応する一次巻線 (C) に接続されています。一次電圧がトランスの二次巻線 (E) に伝送されると、これらの電圧が重ね合わされて強力な正弦波出力信号が形成され、アンテナに出力されて送信されます。

制御巻線 (F) と磁気増幅器 (G) は、モールス信号キー (H) による送信処理を制御する役割を担っています。磁気増幅器はコイルとコンデンサーの配列で、その交流抵抗はモールス信号キーと直流電源によって間接的に影響を受けます。モールス信号キーが開いている場合、簡単に言えば、ソレノイド増幅器が制御巻線 (F) を短絡します。(F) の短絡により送信発振回路が乱れ、最終的には通常のアンテナ電流の 9 % 以下しか流れなくなります [2、53 ページ]。したがって、上記の状況 (完全送信またはまったく送信しない) は近似的にしか実現できませんが、実際にはこれで十分です。

必要な伝送周波数を達成するために、アレクサンダーソンオルタネータ型^{[8] [9]}の発電機は、高速で回転する必要があるだけでなく、多くの磁極を備えた特殊な構造も必要です。この目的のために、鋼鉄製で磁化可能なローターディスク(A)の端には、非磁性材料で満たされた488個のスロット(B)が設けられています。^[7]コイル(D)によって、直流によってステーター内に連続磁場(E)が生成され、その中にコイル(C)も配置されています。回転するローターディスクにより、コイル(C)間のこの磁場は、鋼鉄ディスクによって交互に強化され、非磁性スロットは減衰されます。この周期的に変化する磁場は、コイル(C)に正弦波電圧を誘導します。

上記のスケッチは縮尺通りではなく、ローターとステーターフレームの間の空隙はわずか1mm幅です。^[8]ローターは直径1.6m、周囲の厚さが約7.5cmの鋼鉄製の円盤です。

最大範囲を達成するために、この時代の他の大洋横断無線電信局と同様に、VLF帯域で17.2 キロヘルツの周波数で送信し、波長は約 17,442 メートルになります。アンテナの長さは約 2 km ですが、波長に比べると短いため、あまり効率的ではありません。

アンテナ システムは、高電圧電力線に使用されるようなマストで支えられたアンテナ線で構成されています。6 つのアンテナ マストはそれぞれ、上部に 46 メートルのクロスアームを備え、高さは 127 メートルです。当初は 12 本のアンテナ導体がありましたが、現在は 8 本になっています。

グリメトンで使用されている多重同調アンテナは、EFW アレクサンダーソンによる第一次世界大戦前の発明であり、上部の静電容量と高電圧伝送線の両方として機能するフラットトップワイヤで相互接続された多数の垂直放射ワイヤを使用しています。

各垂直ワイヤは、ワイヤの容量性リアクタンスを調整し、ワイヤ内の電流間の適切な位相関係を確立する役割を果たす、地上に取り付けられたチューニングインダクタンス (または「コイル」) で終端されます。

地面またはカウンターポイズ システムに流入する全電流を複数の接続ポイントに分割することにより、すべての電流が単一の垂直ラジエータに供給される場合と比較して、等価接地損失抵抗が大幅に低減される可能性があります。

これにより、アンテナ効率が約 1 桁向上します。

• 
  1900メートル（1.2マイル）フラットトップアンテナ
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  グリムトンラジオ局の内部
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  送信所横の対数周期短波アンテナ
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  オルタネーターのコントロールパネルが見える送信機ホールの内部
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  アレクサンダーソンオルタネータを示す送信機ホールの内部
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  グリムトン世界遺産エントランスホール
• 
  入り口の警告標識
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  グリメトンVLFマスト。

ウィキメディア・コモンズには、ヴァールベリ・ラジオ局に関連するメディアがあります。

• マスト一覧
• 塔のリスト

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• アレクサンダー - グリムトンベテランラジオの友人
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• ストラクチュラエのグリメトンUHFラジオおよびテレビ塔
• サウンドカードのみでSAQを受信する 2015-11-21にWayback Machineでアーカイブ
• グリメトン VLF 送信塔 1、SkyscraperPage
• グリメトン VLF 送信塔 2、SkyscraperPage
• グリメトン VLF 送信塔 3、SkyscraperPage
• グリメトン VLF 送信塔 4、SkyscraperPage
• グリメトン VLF 送信塔 5、SkyscraperPage
• グリメトン VLF 送信塔 6、SkyscraperPage
• グリメトンテレビ塔、ScyscraperPage
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