Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 3
Текст из файла (страница 3)
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИОТЕХНИКЕ Ионасгугера Рнс. ! Ун Пути распространения электромагнитных волн действием ультрафиолетового излучения Солнца и космических лучей нейтральные атомы газов, входящие в состав атмосферы, распадаются на положительно заряженные ионы н электроньь образуя так называемую ионосферу. Под действием пришедшей электро магнитной, волны свободные заряды в иоиизированных слоях совершают упорядоченное колебательное пвиженяе, что является прячиной возникновения нового излучения, часть которого может вернуться на Землю. Однако не вся энергия падающей волны переходит в отраженную волну: часть ее превращается в тепло. Теория и опыт показали, что доля поглощенной энергии возрастает с увеличением длины волны (т.
е. с уменьшением частоты). На волнах более 3000 м поглощение в земной поверхности оказывается очень малым, а поглощение в ионосфере очень большим. Благодаря тому, что эти волны, кроме того, хорошо огибают земную поверхность, с помощью земного луча удается осуществлять связь на расстояния в несколько тысяч километров. Из-за сильного поглощения в ионосфере пространственный луч не может быть использован для связи. Волны, длина которых превышает 1000 м, называют д л и н н ы м и (ДВ) или километровыми (соответствующие им частоты меньше 300 кГц).
На более коротких волнах (от 1000 до 100 м), которые принято называть с редким и (СВ) или гектометровыми, 8 поглощение земного луча возрастает, и связь с его помощью может осуществляться только на сравнительно небольшие расстояния; однако начинает появляться достаточно интенсивный отраженный от ионосферы пространственный луч, за счет которого дальность связи также может достигать нескольких тысяч километров. Диапазону средних волн соответствуют частоты от 300 кГц до 3 Мгц.
На волнах к о р от к о вол но ного (КВ) или декаыетрового д и й п а з о н а, к которому принято относить волны от 100 до 1О м (чему соответствуют частоты от 3 до 30 МГц), поглощение в земле становится столь большим, что практически связь на расстояниях свыше нескольких десятков километров земным лучом становится невозможной, зато поглощение пространственного лучи в ионосфере резко уменьшается, и связь может осуществляться на огромные расстояния с помощью волн, отраженных от ионосферы.
Более короткие волны, которые получили название у л ь х р а к о р о т. к их — УКВ (длкна волны менее 10 м), проходят сквозь ионосферу, обычно не испытывая отражения. По мере укорочения волны свойства радиоволн все более и более приближаются н свойствам световых волн. Ультракороткяе вол. ны почти не обладают способностью огибать земную поверхность, поэтому связь с их помощью может практически осуществляться только в пределах зоны 1.4.
КРАТКИИ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ РАДИОТЕХНИКИ а) Рис. 1.5. Передатчик н приемник А. С. Попова: а — грозоотметчик (приемник); б — передатчин прямой видимости. Это, конечно, снижает возможности непользования УКВ, но, с другой стороны, благодаря этому иснлючаются взаимные помехи радиостанций, расположенных на расстояниях более нескольких десятков километров. Атмосферные и промышленные помехи практически отсутствуют в этом диапазоне. Диапазон УКВ обычно, разделяют на диапазоны метровых (от 1О до 1 м), дециметровых (от 100 до 10 см) и сантимет оных (от 10 до 1 см) волн. опользование ультракоротких волн открыло перед радиотехникой ряд интересных возможностей.
7 мая 1895 г. на засела~пни Руссиого физико-химического общества А. С. Попов продемонстрировал изобретенное им устройство, регистрирующее электромагнитное излучение, вызываемое грозовыми разрядами. По сути дела, грозоотметчик, как его назвал А. С. Попов, явился первым радиоприемным устройством, что дает нам основание считать данную дату днем изобретения радио. 80 декабря 1897 г. А. С. Попов продемонстрировал в Петербурге действие первой радиолннии, состоявшей из передатчика с передающей антенной и приемнииа с приемной антенной, разнесенных на расстояние в 250 м.
С помощью этой аппаратуры была передана первая радиограмма, состоявша|я из двух слов; «Генрих Герц». В передатчике А. С. Попова (рис. !.5) источник постоянного тока питал преобразователь, на выходе которого создавалось высокое напряжение. Оно подводилось к двум разделенным разрядным промежутиам относительно длинным проводам, которые выполняли Как уже упоминалось, эффективное излучение достигается только при длине антенны, соизмеримой с длиной волны. При малой длине волны отирывается возможность создания сложных антенных систем, концентрирующих излучение в определенных нужных направлениях. Только на УКВ оказывается возможным построение радиолокационных, телевизионных станций, линий телеуправления а ряда других специальных устройств.
Поэтому диапазон УКВ привлекает в последние годы особое внимание радио- специалистов. В настоящее время уже находят практическое применение волны длиной в несколько миллиметров. роль антенны. Когда напряженке на проводах антенны превышало напряжение пробоя воздушного промежутка, возникал искровой разряд и в антенной цепи возбуждались затухающие электрические колебания, созда~вавшие в окружающем пространстве электромагнитное излучение. Управление этим излучением осуществлялось с помощью телеграфного ключа, через который замыкалась цепь питания преобразователя.
Замыкая и размыкая ключ, можно было создавать электромагнитные сигналы, пользуясь телеграфной азбукой Морзе. Радиоприемное устройство А. С. Попова состояло из приемной антенны, и цепь которой включался когерер— стеклянная трубка, заполненная металлическими опилками. При появлении переменных токов в цепи приемной антенны отдельные частицы металлического порошка спекалнсь, вследствие чего сопротивление когерера резко падало. Через когерер замыкалась также цепь звонка или обмотка реле пишущего механизма телеграфного аппарата. Прн уменьшении сопротивления когерера в цепи звонка возникал ток, молоточек звонка ударял по чашке и телеграфный сигнал мог быть принят на слух или записан аппаратом.
При обратном ходе молоточек звонка встряхивал когерер, восстанавливая его первоначальное состояние. Здесь когерер играл роль детектора, а звонок — оконечного устройства. А. С. Попов неустанно совершенствовал разработанную им аппаратуру, и если первая радиопередача производилась аа расстояние всего в 250 м, то уже через полтора года он мог передавать радиограммы на расстояние в несколько километров, а в 1899 г.
во время операции по спасению крейсера «Адмирал Апраксин» осуществлял радиосвязь на расстояние в 40 км. В 1901 г. с помощью радиостанции Попова удалось установить связь на расстоянне в 150 км, В !906 г. американский изобретатель Ли де форсст создал первую трехэлентродную электронную лампу, которая открыла новые вазможности для радиотехники. В 19!3 г. немецкий инженер Мейснер создал первый ламповый генератор.
Появившиеся ламповые генераторы и усилители незатухающих колебаний разрешили проблему создания компактных, стабильных, перестраиваемых передатчиков и приемников, с помощью которых стали возможными передача и прием не только телеграфных сигналов, но н человеческой речи, музыки, изображения.
С первых же дней создания Советской власти Коммунистическая партия проявила огромную заботу и внимание к развитию радиотехники. Па указанию В. И. Ленина в Нижнем Новгороде была создана радиолабаратория, в которой были сосредоточены важнейшие разработки радиотехнической аппаратуры. В условиях голода, блокады, экономической разрухи коллектив работников лаборатории во главе с М, А. Бонч- Бруевичем создал первые образцы отечественных электронных ламп, и уже в 1920 г. на Ходынском поле под Москвой была построена весьма мощная по тому времени радиотелефонная станция. В начале 20-х годов под руководством М.
А. Бонч-Бруевича были созданы мощные генераторные триоды, основные конструктивные особенности которых находят отражение и в современных лампах. В 1933 г. под Москвой была построена радиостанция мощностью 500 кВт в антенне, разработанная коллективом инженеров под руководством 40 А. Л. Минца. Строительство мощных радиостанций продолжалось и в последующие годы. Все крупнейшие города нашей страны в настоящее время связаны магистральными линиями радиосвязи, местные радиостанции ведут собстненные передачи и транслируют программы центрального вещания, самые удаленные города связаны между собой многоканальными радиорелейными линиями, работающими в диапазоне УКВ.
По ним передаются сотни и тысячи независимых сообщений, а также производится ретрансляция телевизионных передач. Эту систему связи завершают ретрансляторы, устанавливаемые на искусственных спутниках Земли. Наряду с мощными радиостанциями действуют десятки тысяч служебных: самолетных, судовых, поездных, экспедиционных и других радиостанций самого разного назначения. Начиная с 20-х годов развивалось и обширное радиолюбительсное движение коротковолновиков, устанавливающих сверхдальние связи, «охотников на лис», конструнторов, создающих управляемые по радио модели самолетов, судов, а также многие различные по назначению радиоустройства. В конце 30-х годов и особенно после второй мировой войны стали быстро развиваться и другие отрасли радиотехники: передача изображений по радио— телевидение, управление различными объектами по радио — телеуправление, обнаружение самолетов и судов с помощью отраженных радиоволн — радиолокация, вождение самолетов и судов с помощью радиосредств — радионавигация.
Радиотехнические методы проникают в самые различные отрасли науки и техники; физику, химию, геологию, медицину, астрономию, математику и т. д. Сейчас невозможно указать ни одной отрасли естественных наук, где бы не использовались те или иные радиотехнические устройства. С помощью радиосредств исследуются глубины Вселенной, По радио управляют космическими кораблями. Радиотехнические средства позволяют получать информацию о таинственных и удивительных процессах, происходящих как в отдаленнейших галактннах, так и внутри атомных ядер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
