Funknavigation: Consol
Abb.: Naut. Funkdienst und Meldau-Steppes  - 

Das System:
Das Consol-Navigationsverfahren wurde 1941-43 von dem deutschen Ingenieur Dr. Kramer (C. Lorenz AG) entwickelt und unter dem Namen "Sonne" eingeführt. Nach Kriegsende wurde für dieses Verfahren die englische Bezeichnung "Consol" beibehalten. Zur Consolfunkfeuer-Anlage (C.F.F.) gehört ein Antennensystem, das aus drei Antennenmasten besteht, die in einer Linie angeordnet sind. 
Sektorenschema des C.F.F. Stavanger
Geographische Richtung der Verbindungslinie und Abstand der Antennenmasten sind bei den einzelnen Stationen angegeben. Ein Consolfunkfeuer sendet in kurzfristigem Wechsel: Ungerichtete Signale (als Kreisfunkfeuer) und gerichtete Signale. Die ungerichteten Signale bestehen aus der Kennung des C.F.F. und einem Strich. Sie dienen der Grobpeilung. Die gerichteten Signale und ihre Drehung ergeben sich aus der Interferenz der von den drei Masten mit gleicher Welle aber wechselnder Phase ausgestrahlten Zeichen. Sie werden in zwei Bereichen ausgestrahlt, die zu beiden Seiten der Verbindungslinie der Antennenmasten liegen. Sie sind 10 bis 15 Grad breite Sektoren eingeteilt. 
Leitstrahlen heißen die Grenzen zwischen den Sektoren. Sie sind an dem Dauerton erkennbar, der sich beim Wechsel von Punkten zu Strichen oder umgekehrt ergibt. Hauptleitstrahlen sind die Sektorengrenzen, die bei Sendebeginn senkrecht auf der Verbindungslinie der Antennenmasten stehen. A-Sektoren senden bei  Sende- beginn Punkte, B-Sektoren Striche. Während der Sendezeit der gerichteten Signale dreht sich das Ausstrahlungsschema um eine Sektorenbreite, und zwar in die Pfeilrichtung, die auf den Sektorenkarten der C.F.F. angegeben ist. Bei Sende- schluß sind also in den A-Sektoren Striche und in den B-Sektoren Punkte zu hören. 
Die Leitstrahlen überstreichen während einer Sendezeit eine Sektorenbreite. Nach Beendigung des Umlaufs kehrt das Ausstrahlungsschema zu seiner Ausgangs- stellung zurück. Reichweite bei Tage über See: 1000 sm, über Land: 800 sm, bei Nacht: größer.
Empfänger:
Die gerichteten Signale können mit jedem Mittelwellenempfänger aufgenommen werden, der Schmalbandcharakteristik hat. Empfänger mit automatischem Schwundausgleich dürfen zum Empfang der Richtsignale nicht benutzt werden, da durch den Schwundausgleich gerade die feinen Lautstärkeunterschiede der Zeichen verwischt werden, die beobachtet werden sollen. 

Empfang und Auswertung:
Bei der Consolfunkpeilung gilt es, aus der Beobachtung des Dauertons beim Durchgang des Leitstrahls durch den Schiffsort die rechtweisende Großkreispeilung des Schiffes vom C.F.F. aus zu bestimmen. Dazu ist erforderlich, mit Sicherheit den A- oder B-Sektor zu erkennen, in dem sich das Schiff befindet. Hierzu dient die bei den Angaben eines jeden C.F.F. beigefügte Sektorenkarte. Dann ist abzuzählen, wann der Leitstrahl durch den Schiffsort geht.
Bei Sendebeginn wird man gewöhnlich Punkte oder Striche vernehmen. Sie werden allmählich schwächer und gehen schließlich in einen, einige Sekunden währenden Dauerton über, aus dem sich dann, allmählich stärker werdend, das jeweils andere Signale herauslöst.
Auf diesen Übergang von Punkten zu Strichen oder umgekehrt, kommt es für die Richtungsbestimmung an. Man hört den Übergang jedoch nicht ohne weiteres und unmittelbar, da er durch einen kurzen Dauerton verdeckt wird. Deshalb hört man auch nicht 60 Zeichen, aus denen das Signal besteht, sondern vier bis fünf weniger. 


Empfang des Tastzyklus eines C.F.F in einem A-Sektor
(mit einem Oszilloskop aufgenommen)
Beispiel:
Man hört: 16 Punkte, einige Sekunden Dauerstrich, 40 Striche oder: 23 Striche, kurzer Dauerton, 32 Punkte.
Für die Auswertung der Richtungsbestimmung sucht man die Differenz der insgesamt wahrgenommenen und abgezählten Zeichen gegen 60 , also bei dem ersten Beispiel 4, bei dem zweiten 5. Diese Zahl wird halbiert. Das Resultat fügt man der Zahl der vor dem Wechsel gehörten Zeichen hinzu; bei der Halbierung von ungeraden Zahlen entstehende Bruchteile werden nicht berücksichtigt. Man stellt also fest:
Beim ersten Beispiel erfolgt der genaue Wechsel nach 18 Punkten des Signals, bei dem zweiten Beispiel erfolgt der genaue Wechsel nach 25 Strichen.
Es kann vorkommen, daß man nur eine Art von Richtsignalen hört, wenn man sich nämlich auf einem Leitstrahl befindet oder in dessen Nachbarschaft. Man achte dann darauf, ob sie anfangs kaum hörbar sind und zum Schluß klar erkennbar oder umgekehrt. Im ersten Fall liegt der Wechsel nach 55 bis 59 Zeichen, im zweiten Fall nach 1 bis 5, je nach der Zahl der abgezählten Zeichen. 
Mit der ermittelten Punktzahl in den A-Sektoren, bzw. Strichzahl in den B-Sektoren als Eingang entnimmt man den Peiltafeln bei den C.F.F. die rechtweisende Großkreispeilung des Schiffes vom C.F.F. aus. Die weitere Auswertung der Peilung erfolgt als Funkfremdpeilung, soweit man nicht eine Karte mit eingedrucktem Consolnetz zur Verfügung hat. 
Die Sendeanlage:
Die Sendeanlage eines C.F.F besteht aus 3 Hochantennen und einem Sender mit Umtaster und Phasenschieber. Die Antennen sind Rundstrahler, die auf einer geraden Linien in gleichen Abständen voneinander aufgestellt sind. Jede der 2 äusseren Antennen ist etwa 3 Wellenlängen von der Mittelantenne entfernt.
Die 3 Antennen werden gemeinsam von einem Sender gespeist und strahlen A1-Wellen im Langwellen-Bereich (940 - 1167 m / 255 - 320 kHz) aus. Die Antennen sind ca. 100 m hoch und so konstruiert, dass die Abstrahlung von Bodenwellen gegenüber Raumwellen begünstigt wird. Die mittlere Antenne M ist unmittelbar mit dem Sender verbunden, die äusseren Antennen A und B werden über einen Umtaster und einen Phasenschieber gespeist.

Blockschaltbild einer Consol-Sendeanlage

Bei Betrieb des Senders herrscht folgender Zustand:

1.) Die Ströme in den äusseren Antennen A und B sind gleich stark, der Strom in der mittleren Antenne M ist etwa 4 mal so stark.
2.) Bei Beginn des Tastzyklus sind die Ströme in den äusseren Antennen um je 90º in der Phase gegenüber der mittleren Antenne verschoben. Der Strom in A eilt dem in M um 90º voraus, der Strom in B ist dem in M um 90º verspätet.
3.) Während des Tastzyklus werden die Phasenwinkel der Ströme in A und B gleichmässig verändert.
Die Wellen A und B verlassen also die Antenne mit gleicher Amplitude aber mit einem Phasenunterschied von 180º

Photo rechts:
Phasenunterschied an den Consol-Sendeantennen
Phasenverhältnisse im Empfänger:
a.) Empfang in S1
b.) Empfang in S2
c.) Empfang in S3
a.) Empfang in S1 auf dem Hauptleistrahl, also der Mittelsenkrechten der Basis AB.
Die beiden von A und B kommenden Wellen haben bis zum Standort des Schiffes in S1 gleiche Wege zurückgelegt, diese sind aber länger als die Wellen, die die Strecke von M bis S1 hinter sich haben. Infolge der längeren Wege haben die Wellen von A einen Teil ihren Phasenvorsprungs vor M verloren, die Wellen von B haben ihren Phasennachlauf vergrössert. Beide erreichen S1 aber immer noch mit gleicher Amplitude und einem Phasenunterschied von 180º, sie heben sich also am Empfangsort S1 auf und man hört nur das von Antenne M kommende Signal.
Die Standlinien, auf denen man nur die Aussendung der Mittelantenne hört, nennt man Leitstrahlen. Die Mittelsenkrechte der Basis AB nennt man Hauptleitstrahl.
b.) Empfang in S2
Steht das Schiff ausserhalb der Mittelsenkrechten in S2 auf der gleichen Seite wie B, so ist die Strecke AS2 länger und die Strecke BS2 kürzer als MS2. Die von A kommende Welle hat bis S2 also einen Teil ihres Phasenvorsprungs verloren, die von B kommende Welle hat den Phasennachlauf aber verkürzt. In S2 treffen die Wellen von A und B also nicht gegenphasig ein. Daher ist die resultierende Aplitude der 3 Wellen in S2 grösser als die Amplitude von M.
c.) Empfang in S3
Steht das Schiff in S3, so ergeben sich genau umgekehrte Verhältnisse wie in S2. 
Die resultierende Amplitude ist also kleiner als die von M

Das Entstehen des Punkt-Strich-Schemas
Duch den in die Sendeanlage eingebauten Umtaster (siehe Blockschaltbild weiter oben) werden in bestimmtem Tastrhythmus die Phasen der Ströme in den Antennen A und B sprunghaft und in sehr kurzer Zeit um je 180º verändert. Dies bedeutet, dass die Welle von A nach dem Umtasten  gegen die Welle von M um 90º zurück, die Welle von B um 90º voraus ist. Innerhalb der Sektoren zwischen den Leitstrahlen bewirkt das Umtasten folgendes: Steht das Schiff in S2 hört man den Sender vor dem Umtasten laut, nach dem Umtasten leise. Die Umtastperiode beträgt 0,5 Sekunden. Die Umtastung geschieht im Verhältnis 1:3, also nach 1/8 Sek. und 3/8 Sek. Man hört kurze laute Punktzeichen. Das Schiff befindet sich in einem Punkt-Sektor (A-Sektor). In S3 sind die Verhältnisse wieder genau umgekehrt: Man hört 1/8 Sekunden Pause und dann 3/8 Sekunden lauten Empfang von Strichen. Das Schiff befindet sich also in einem Strich-Sektor (B-Sektor)

Die Drehung des Consol-Systems
Bisher wurde vorausgesetzt, dass der Strom in Antenne A gegenüber Antenne M um 90º vorauseilt, der in B um 90º verspätet ist. Das ist aber nur zu Beginn eines Tastzyklus der Fall. In A wird die Phase beim Tastzyklus von 30 Sekunden um je 6º in der Sekunde vorgeschoben, in B um den gleichen Wert verzögert. 5 Sekunden nach Beginn des Tastzyklus eilt der Strom in A also dem in M schon 120º voraus, der in B läuft 120º nach. Am Ende eines Tastzyklus hat sich jeder Leitstrahl soweit um den Sender gedreht, dass er genau die Position des vorher benachbarten Leitstrahls einnimmt, die dieser zu Beginn des Tastzyklus gehabt hat. Erfasst man also die Zeit vom Beginn des Tastzyklus bis zum Beginn des Gleichsignals durch Auszählen der empfangenen Punkte oder Striche, so erhält man daraus - bei bekanntem Sektor - die Richtung der Consol-Standlinie des Schiffes.

Consol heute
Alle Consol-Funkfeuer wurden in den 70er und 80er Jahren abgeschaltet.


Benutzte Quellen: 
"Nautischer Funkdienst"  und  "Meldau-Steppes"
Bildnachweis:

Abb. "Sektorenschema": Nautischer Funkdienst
Alle weiteren Abbildungen: Quelle: Meldau-Steppes  (Urheber dort nicht genannt)
Zur Seefunk-Homepage
Version: 23-Aug-01 / Rev.: 01-Feb-10 / 13-Jun-11 / HBu