юный радиолюбитель (В.Г. Борисов Юный Радиолюбитель (позновательная книга)), страница 8

Допустим, частота тока в антенне радиоста~шии составляет 1 МГц. Значит, период этого тока и возбужденного им электромагнитного поля равен одной миллионной доле секунды. За 1 с радиоволна проходит расстояние 300000 км, или 300000000 м. За одну миллионную долю секунды она пройдет расстояние в миллион раз меньше, т.е. 300000000: 1000000. Следовательно, ллина волны ланной радиостанции равна 300 м. Итак, длина волны радиостанции зависит от частоты тока в ее антенне: чем больше частота тока, тем короче волна, и наоборот, чем меньше частота тока, тем длиннее волна.

Чтобы узнать длину волны радиостанции, надо скорость распространения радиоволн, выраженную в метрах, разделить иа частоту тока в ее антенне. И наоборот, чтобы узнать частоту тока в антенне радиостанции, надо скорость распространения радиоволн разделить на длину волны этой радиостанции. Для перевода частоты тока передатчика в лпгагерцах в длину волны в метрах и обратно удобно пользоваться такими формулами: ). (м) = 300/( (МГц); ( (МГц) = 300/)' (м), где ). (греческая буква «лямбда») — длина волны; (-частота колебаний, 300 скорость распространения радиоволн, выраженная в тысячах километров в секунду. Хочу тебя предупредить; не пугай понятие о длине волны, на которой работаст ралиостанпия, с даяьностью ее действия, г.е. с расстоянием, на котором передачи этой станции могут быть приняты.

Дальность действия радиостаннии, правда. зависит от длины волны, но не отождествляется с нею. Так, передача станции, работающей на волне длиной в несколько десятков метров, может быть услышана на расстоянии в несколько тысяч километров, но не всегда слышна на более близких расстояниях. В то же время передача радиосинции, работающей на волне длиной в сотни и тысячи метров, час~о не сльппна на таких больших расстояниях, на которых слышны передачи коротковолновых станций. Итак, каждая радиаввщагнельиая станция рабаитет иа определенной, отведенной для иве частите, называемой несущей.

Длины волн различных радиостанций неодинаковы, но строго постоянны для каждой из них. Это и дает возможность принимать передачи каждой радиостанции в отдельности, а не все одновременно. РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫЕ ДИАПАЗОНЫ ВОЛН Весьма широкий участок радиоволн, отведенный для радиовещательных станций, условно подразделен на несколько лиапазонов: длинноволновый (сокращенно ДВ), средневолновый (СВ), корот- коволновый (КВ), ультракоротковолновый (УКВ). В нашей стране длинноволновый диапазон охватывает радиоволны ллиной от 735,3 до ЮОО м, что соответствует частотам 408- 150 кГц; средневолновый радиоволны длиной от 186,9 до 571,4 м (радиочастоты 1605 — 525 кГц); коротковолновый — радиоволны длиной от 24,8 до 75,5 (радио- частоты 12,1 — 3,95 МГц); ультракоротковолновый-радиоволны длиной от 4,11 до 4,56 м (радночастоты 3 .65,8 МГц).

Радиоволны УКВ диапазона называют также метровыми волнами; вообще же ультракороткими волнами называют все волны короче 10 м. В этом диапазоне ведутся телевизионные передачи, работанзт связные радиостанции, оборудованные на автомашинах пожарной охраны, такси, медицинского обслуживания населения на дому, безопасности уличного движения. Радиочастоты коротковолновых вещательных станций неравномерно распределены по диапазону: больше всего их работает на волнах длиной около 25, 31, 41 и 50 м. Сооз.ветственно этому коротковолновый радиовещательный диапазон подразделяется на 25, 31, 41 и 50-метровый поддиапазоны. Согласно междунаролному соглашению волна длиной 600 м (500 кГц) отвелена для передачи сигналов бедствия кораблями в море-БОБ.

На этой волне работают все морские аварийные радиопередатчики,на эту волну настроены приемники спасательных станций и маяков. РАДИОПЕРЕДАЧА Если сложное техническое оснащение радиовещательной станции изобразить упрощенно в виде условных знаков и прямоугольников, то получится ее структурная схема в таком виде, как показано на рис.

18. Здесь пять основных приборов и устройств: студийный микрофон, усилитель звуковой частоты (ЗЧ), генератор колебаний радночастоты (Р Ч), усилитель мощности колебаний радиочастоты и антенна, излучающая электромагнитную энергию радиоволн. Пока студийный микрофон не включен, в антенне станции течет. ток высокой (несущей), но строго посз оянной частоты и амплитуды (см. левые части Рнс. 18. Структурная схема рялнопешятельпой стапцяи графиков на рис.

19). Антенна при этом излучает радиоволны неизменной длины и мощности. Но вот в студии включили микрофон, и люди, находящиеся за десятки, сотни и тысячи километров от радиостанции, услышали знакомый голос диктора. Что же в это время происходит в передах чике радиостанции7 Колебания звуковой частоты, созданные микрофоном и усиленные студииным усилителем ЗЧ, подают в так называемый модулятор, входящий в усилитель мощности передатчики', и там, воздействуя на ток высоной частоты генератора, нзменянп его амплитуду колебаний. От этого изменяется излучаемая антенной а л~ Рнс. 19. При действия звука ня мвкрофев ток высокой часюты в антенне передатчика изменяется тю амплптуле 26 передатчика электромагнитная энергия (см.

правые части графиков на рис. 19). Чем больше частота тока, поступающего из радиостудии в передатчик, тем с большей частотой изменяются амплитуды тока в антенне. Так звук, преобразованный микрофоном в электрические колебания звуковой частоты, получает ппутевкуя в эфир. Процесс изменения амплитуд высокочастотных колебаний под действием тока звуковой частоты называют амляигпудиой модулях)ией (АМ). Изменяемые же по амплитуде тони высокой частоты в антенне и излучаемые ею радиоволны носит название модулированных колебаний ра.лиочасготы.

Кроме амплитудной модуляции существует еще так называемая иастпатиал модуляция (ЧМ). При таком виде модуляции изменяется частота, а амплитуда колебаний радиочастоты в антенне радиосшнции остается неизменной. Частотную модуляцию применяют, например, для передачи звукового сопровождения в телевидении, в радиовещании на УКВ. В радиовещании на ДВ, СВ н КВ используют только амплитудную модуляцию. Радиоволны не могут быть обнаружены ни одним органом наших чувств.

Но если на их пути встречается проводник, онн отдают ему часть своей энергии. На этом явлении н основан прием радиопередач. Улавливание энергии радиоволн приемником осуществляет антенна радиоприемника. Отдавая антенне часть электромагнитной энергии, радиоволны инду цируют в ней модулированные колебания ралиочастотьь В приемнике имеют место процессы, обратные тем, которые происходят в студии я на передатчике радиостанции.

Если там звук последовательно преобразуют сначала в электрические колебания звуковой частоты, а затем в модулированные колебания ралиочастоты, то при рвдиоприеме решается обратная задача: модулированные колебания радио час готы, возбужденные в антенне, приемник преобразует в электрические колебания звуковой частоты, а затем в звук В простейшем приемнике, работанлцсм только благодаря энергии, уловленной антенной, модулированные колебания радиочастоты преобразуются в колебания звуковой частоты детектором, а эти колебания в звук-головными телефонами. Но вель антенну приемника пронизы- вают радиоволны множества радиостанций, возбуждая в ней модулированные колебания самых различных радиочастот. И если все эти рцциосигналы преобразовать в звуки, то мы усльппали бы сотни голосов людей, разговаривающих на разных языках.

Вряд ли такой радиоприем нас устроил бы. Разумеется, интересно послушать передачи разных с|анций, но только, конечно, не все одновременно„а каждую в отдельности. А для этого из колебаний всех частот, возбуждающихся в антенне, надо вьщелить колебания с частотой тай радиостанции, передачи которой хотим слушать Эту задачу выполняет колсбатсльный контур, являющийся обязательной частью как самого простого так и самого сложного радиовещательного приемника. Именно с помощью колебательного контура ты будешь и слелукапей беседе настраивать свой первый приемник на сигналы радиостанций разной длины волны. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В заключение этой беседы, которая, налеюсг„помогла тебе разобраться в сущности радиопередачи и радиоприема, надо сказать о некоторых особенностях распространения радиоволн.

Дело а том, что радиоволны разных диапазонов обладают неодинаковыми свойствами, влияющими на дальнасп их распрост)хгнения. Волны одной длины преодолевают болыпие расстояния, волны другой длины «теряются» за пределами горизонта. Бывает так, что радиосигнал превосходно слышен где-то по ту сторону Земли или в Космосе, но его невозможно обнаружить в нескольких десязках километров от радиостанции. Чем это объяснить? Что влияет на «дальнабойносп» радиоволн разной длины? Земля и окружающая ее атмосфера.

Земля — проводник тока, хотя и не такой хороший, как, скажем медные провода. Земная атмосфера состоит из трех слоев. Первый слой, верхняя граница которого кончается в 10-!2 км от поверхности Земли, называется тролосферой. Над ним, километров до 50 от поверхности Земли, второй слой-стравтсфера.

А выше, примерно до 400 км над Землей, простирается третий слой— ионосфера (рис. 20). Ионосфера играет решающую роль в распространении радиоволн, особенно коротких. Рис. 20. Путя ралиоволи Воздух в ионосфере сильно разрежен. Под действием солнечных излучений там из атомов газов иыделяется много свободных электронов, в результате чего появляются положительные ионы. Происходит, как говорят, ионизация верхнего слоя атмосферы. Ионизированный слой способен поглощать радиоволны и искривлять их путь.

В течение суток в зависимости от интенсивности солнечного излучения количество свободных электронов в ионизированном слое, его толщина и высота изменяются, а от этого изменяются и электрические свойства этого слоя. Антенны )яглиостанций излучают радиоволны вдоль поверхности Земли и вверх под различными углами к ней. Волны, идущие вдоль поверхности, называют земными или поесрхвостиыми, под различными углами — прастраиспаенньь«и. При передаче сигналов ДВ станций используется главным образом энергия поверхностных волн, которые хорошо огибают поверхность Земли.

Но Земля, являясь проводником, поглощает энергию радиоволн. Поэтому по мере удаления от ДВ станции громкость приема ее передач постепенно уменыпается, и, наконец, прием совсем прекращается. Средние волны хуже огибают Землю и, кроме того, сильнее„чем длинные, поглощаются ею.

Этим-то и объясняется меныпая «дальнобойность» СВ радиовещательных станций по сравнению с ДВ станциями. Так, например, сигналы радиостанции, работающей на волне длиной 300 — 400 м, могут быть приняты на расстоянии, в два-три раза меныпем, чем сигналы станции такой же мощности, но работающей на волне длиной ! 500-2000 м. Чтобы повысить дальность действия СВ станций, приходится увеличивать их мощность. В вечернее и ночное время суток передачи ДВ и СВ радиостанций можно слышать на болыпих расстояниях, чем днем. Дело в том, что излучаемая вверх часть энергии радиоволн этих станций днем бесследно теряется в атмосфере. После же захода Солнца нижний слой ионосферы искривляет их путь так, что они возвращаются к Земле на таких расстояниях, на которых прием этих станций поверхностными волнами уже невозможен.