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Ortungen mit VLF/ ELF Teil 1

Der Anfang

Vorab:

Es wurde ein billiges und sicheres Verfahren gesucht, mit dem sich unterirdische Hohlräume und Bauten wie Bunker, Tanks etc. aufspüren lassen. Traditionell werden hierzu Verfahren wie Bodenradar, Messungen des Erdwiderstandes oder seismische Messungen verwendet. Herkömmliche Sonden sind aus vielerlei Gründen ungeeignet, die anderen Verfahren bedingen jede Menge Erfahrung bzw. hochteure Gerätschaften.

In diesem Artikel wird geschrieben, wie alles begann und welche Überlegungen uns damals geleitet haben. Wir haben ihn auf den Seiten stehen gelassen um zu zeigen, wie sich solche Forschungen über einen längeren Zeitraum entwickeln. Die Fortsetzung findet sich hier.

Die Grundüberlegung:

Funkverbindungen vom Land zu getauchten U- Booten wurden im WK II über Lang- und Längstwellen betrieben. Das hatte auch seinen Grund: Nur diese Wellen breiten sich nennenswert auch im Erdboden oder im Wasser aus. Wellen höherer Frequenz fehlt diese Eigenschaft. Je höher die Frequenz, desto geringer die Eindringtiefe. Auch heute noch werden Sender mit hoher Leistung im Längst- und Langwellenbereich betrieben.
Überall im Boden müssten also diese Wellen nachzuweisen sein.
Die Ausbreitung im Boden erfolgt nicht gleichmäßig. Das hängt mit dem unterschiedlichen Leitwert der Bodenschichten zusammen. Salzhaltige Schichten z.B. hemmen die Ausbreitung der Wellen. Aber auch andere Anomalien wie z.B. Stahlbetoneinbauten, größere Hohlräume etc. müssen Einfluß auf die Ausbreitung der Wellen haben und damit müssen solche Anomalien auch messtechnisch zu erfassen sein.

Die praktische Anwendung ist nicht neu und auch keine Erfindung von uns. Mit den bislang verwendeten Verfahren wird statisch gemessen und letztlich unter Rückgriff auf aus den Werten einer Feldkomponente errechnete Bodenwiderstandswerte ein zwei- oder dreidimensionales Modell errechnet. Die Ergebnisse entsprachen also in etwa dem der Bodenwiderstandsmessung.
Unser Ansatz ist anders. Es wird die Feldstärke mit speziell entwickelten Antennen hoher Richtwirkung punktgenau in kurzen Abständen auf einer Meßstrecke erfaßt, eine Auswertung erfolgt vorerst nur visuell. Rein praktisch sieht es also so aus, das beim Überqueren eines Stahlbetonbunkers verschiedene typische Effekte auftreten, die auch ohne hochteure Auswertungssoftware darauf schließen lassen, das es sich eigentlich nur um Stahlbeton handeln kann. Für diesen Anwendungsfall sind die theoretischen Erklärungen auch recht einfach. Der Stahlbeton wirkt wie eine große Antenne. Er bündelt die Feldlinien und es bildet sich ein eigenes magnetisches Feld aus. Da die Ablenkung nicht gleichmäßig über die gesamte Bunkerlänge erfolgt, gibt es Interferenzen. Feldkomponenten überlagern sich und verstärken sich dabei oder löschen sich gegenseitig aus. Da durch die Antenne nur senkrecht gemessen wird, schwankt die Feldstärke über dem Stahlbetonbunker in kurzen Abständen. Bei Hohlräumen gibt es ebenfalls typische Effekte, nur ist die theoretische Erklärung schwieriger.

Die Eindringtiefen und damit die maximale Tiefe, in der man messen kann, sind von der verwendeten Frequenz abhängig. Bei 250 kHz sind es ungefähr 15 m, bei 10 kHz rund 85 m.

Was benötigt wird:

Zur praktischen Anwendung benötigt man also als Minimum einen Empfänger, der geeignet ist, in diesen niedrigen Frequenzbereichen zu empfangen und der irgendeine Einrichtung besitzt, mit der man die Empfangsfeldstärke ablesen oder abschätzen kann. Erste Versuche zeigten sehr schnell, das man doch etwas mehr Aufwand betreiben muß, um auswertefähige Ergebnisse zu erzielen.

Die Umsetzung - Antennen

Dreh- und Angelpunkt der Umsetzung ist die verwendete Antenne. Nach mehreren Versuchen mit Stabantenne und kleinen Ferritantennen nutzen wir derzeit folgendes Gebilde (leere Schleichwerbung als Größenvergleich):

Es handelt sich um eine im Bereich von 85 bis 200 kHz kapazitiv exakt abstimmbare Antenne mit ausgeprägtem Richtcharakter. Der Kern besteht aus gepresstem Eisenpulver und stammt aus einer industriellen Anwendung. Durch diese Eigenschaften ist gewährleistet, das hauptsächlich nur diejenigen Feldstärken analysiert werden, die sich aus der Ausbreitung im Boden ergeben. Das Geheimnis ist die punktgenaue Ortung, die Vorteile und Nachteile besitzt. Der Vorteil liegt besonders darin, dass man Veränderungen der Feldlinien und somit auch tieferliegende Tanks oder Stahlbetonbauteile exakt einmessen kann. Nachteile ergeben sich insbesondere bei der Interpretation der Messwerte bei flachliegenden Anomalien.

Der Test von Rahmenantennen ist in der Vorbereitungsphase, ebenso der Test von Ferritstäben mit elektrostatischer Schirmung zur weiteren Verbesserung der Richtwirkung. Die Tendenz geht in Richtung engbandiger Rahmenantennen.

Die Umsetzung - Empfänger

Unsere Tests haben gezeigt, dass auch beim Empfänger aufgerüstet werden muß. Erste Versuche wurden noch mit einem Allwellenempfänger durchgeführt. Leider lassen sich hier meist keine Zusatzantennen anschließen, auch ist keine PC- Schnittstelle zur Auswertung bzw. zumindest Dokumentation der Messdaten vorhanden. Die Feldstärke lässt sich nur ungenau schätzen, Anzeigegeräte fehlen meist. Dann sind wir auf Scanner ausgewichen, in unserem Fall auf den MVT 7100 und Nachfolgemodell. Eine Bargraphanzeige sorgt für eine Einschätzung der Feldstärke, Zusatzantennen sind anschließbar, die Betriebsarten wählbar. Wermutstropfen: Die Empfindlichkeit ist im benötigten Frequenzbereich sehr gering. Und was noch schlimmer ist: Was im Berliner Raum mit einem starken Sender oberhalb 100 kHz noch funktioniert, klappt in Thüringen z.B. nicht mehr. Der stärkste Sender dort liegt bei 91 kHz, die Scanner der MVT- Serie ermöglichen einen Empfang erst ab 100 kHz. Benutzt wurde dort ein PCR 1000 in Verbindung mit einem Laptop (und damit der erforderlichen Stromversorgung :-( ), was den Unternehmungen für Außenstehende ein wichtiges Aussehen gegeben haben muß... Für die Beteiligten war es einfach nur eine gewaltige Schlepperei - aber mit Top- Ergebnissen, über die noch gesondert berichtet wird.

Die Ergebnisse

Sicher geortet werden längere Kabel und Leitungen (auch nicht stromdurchflossen) bis in mindestens 3 m Tiefe. Bergwerksstollen ohne Stahlbetonausbau von 5 m Breite und 3 m Höhe wurden bis in 15 m Tiefe sicher erkannt. Untertägige Stahlbetonbauten werden erkannt, zur maximalen Tiefe kann nichts ausgeführt werden - wir haben kein entsprechend tiefliegendes großes Objekt für Testzwecke gefunden. Das trifft auch für Stahltanks zu. Nicht erkannt werden kleinere Objekte wie Unterstände ohne Metallanteil, kleinere Eisenteile etc.

Zum Kostenaufwand kann noch nichts konkretes gesagt werden, wir sind in der Erprobungsphase. Derzeit sind es ohne Laptop und mit einigen elektronischen Grundkenntnissen rund 1400 DM.

Wichtiger Hinweis

Die Arbeiten zur Langwellenortung sind ein Gemeinschaftswerk aller Mitglieder von Team Delta unter Federführung von Jürgen und Dieter TD. Sie dienen dazu, den Bunker- und Stolleninteressierten ein System zur Verfügung zu stellen, das effizient UND bezahlbar ist. Wir entwickeln dieses System in unserer Freizeit und finanzieren diese Entwicklung auch aus unserer eigenen Tasche, um die erforderlichen Angaben und Ergebnisse allen Interessierten kostenfrei zur Verfügung zu stellen. Unterstützt werden wir dabei durch Referenzmessungen des Omega- Teams sowie durch Meßtechnik anderer Systeme, die durch die Finowfurter Bohr- und Baugrundgesellschaft mbH zur Verfügung gestellt wird. Es ist ja keineswegs normal, das jemand ein 30 TDM teueres System mal eben kurz irgendwelchen Bunkerbekloppten zur Verfügung stellt. Wenn ihr wollt, dass dies so bleibt bitten wir euch, irgendwelchen Vermarktungsversuchen von "Unternehmern" entschieden eine Abfuhr zu erteilen. Auch wir haben wenig Lust, Forschungsergebnisse zur Verfügung zu stellen, an denen sich dann andere ohne eigene Ideen eine goldene Nase verdienen.

(c) by Team Delta 2001 - 2004

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