Asta nu ești surprinsă de acum, așa că e comunicarea prin radio! Orice student spune cu îndrăzneală că, cu ajutorul oamenilor unde radio vorbesc, fiind de mii de kilometri unul de altul, în căutarea la Moscova și Irkutsk, rapoarte direct de televiziune din America, a se vedea ce se întâmplă pe Lună, uverturi suprafata lui Venus si Marte.
Omul a învățat să genereze unde electromagnetice (unde radio) pentru a cripta informații (sunet sau imagine) în așa fel încât să devină doar o trăsătură de sine a undelor radio, unde radio cauza transferul acestor informații în direcția dorită și la distanța dorită. În locul potrivit, un dispozitiv special captează undele radio și extrage informații utile criptate în ele. Deci, în principiu, orice legătură radio funcționează. Se compune întotdeauna din trei elemente principale - un transmițător radio, un receptor radio și un mediu de propagare a undelor între ele.
Rolul emițătorului radio este clar - în el, în mod strict, se naște un radio. Inima oricărui transmițător este "circuitul oscilator" - un dispozitiv de radiocomunicație care creează o schimbare periodică rapidă în timp a rezistenței curentului electric care curge în elementele circuitului. Deoarece curentul electric are un câmp magnetic, câmpul magnetic se schimbă la fel de rapid. Putem spune că transmițătorul radio procesează energia electrică a unui curent direct sau alternativ furnizat lui în energia oscilațiilor electromagnetice neinflamate.
Un dispozitiv pentru radiația undelor radio în spațiu se numește o antenă de transmisie. Dacă antena radiază uniform în toate direcțiile, se numește nedirecțională. Dar, cel mai adesea, în practica radiocomunicațiilor se folosesc astfel de antene, care emit aproape toată energia într-un con îngust, a cărui axă are o directivitate definită.
Oscilațiile electromagnetice neinformate generate de un emițător radio au în mod natural o anumită frecvență (numărul de oscilații pe secundă) și o lungime de undă care este rigid legată de frecvență. Aceasta înseamnă că cu cât este mai mare frecvența, cu atât este mai mică lungimea de undă, valul "mai scurt". Viteza undelor radio în gol este de 300 mii km / s. Frecvența undelor radio este măsurată în unități speciale - hertz (în onoarea fizicianului Heinrich Hertz). O oscilație pe secundă este egală cu 1 Hz.
Oscilațiile electromagnetice pot avea o frecvență foarte mare, de exemplu, lumina este, de asemenea, oscilații electromagnetice de înaltă frecvență. Undele radio sunt doar astfel de unde electromagnetice, a căror frecvență este mai mică de 3 • 105 milioane Hz și, prin urmare, lungimea de undă este mai mare de 1 mm.
Radiștii au împărțit undele radio în zone sau zone diferite. Ulterior s-a dovedit că condițiile pentru călătoria undelor radio în spațiu sunt foarte diferite pentru valuri de diferite lungimi. Prima gamă este cea a undelor ultra-lungi, valuri uriase, cu lungimea de peste 10.000 m.
Următoarea gamă este doar valuri lungi, de la 10 000 la 1000 m. Undele lungi sunt veterani reali ai comunicațiilor radio. Au fost folosite la începutul ingineriei radio. Și acum, pe unde lungi programe de difuzare, rapoarte meteorologice, semnale pentru orientarea transferului instanțelor. Frecvența acestor valuri este de la 30 la 300 kHz.
A treia gamă este formată de valurile medii. Lungimea lor este de la 1000 la 100 m, iar frecvența este de la 300 kHz la 3 MHz.
A patra gamă se numește valuri scurte. Acesta a grupat valuri de la 100 la 10 m în lungime.
Cea de-a doua serie este valurile ultra-scurte sau abreviate VHF. Aceasta include valuri cu o lungime mai mică de 10 m - metru, decimetru, centimetru, milimetru. Este clar că frecvența acestor valuri depășește 30 de milioane de vibrații pe secundă, adică 30 MHz, deci sunt deseori denumite oscilații în microunde - frecvențe cu microunde. VHF este utilizat pe scară largă pentru transmiterea programelor de televiziune, în radar, radioastronomie și comunicații radio.
Unda ne-amortizată generată în generatorul de transmițătoare radio acționează ca un "cabman", trebuie să transfere informații. Acesta este numele ei în radiotehnică - "transportator". Toate informațiile sunt "încărcate" pe o undă purtătoare într-o unitate specială de modulator de transmițători. Modulatorul convertește sunetul sau imaginea în oscilații electromagnetice (de obicei, frecvență joasă) și le suprapune pe frecvența purtătoare. Este acest val "modulate" care este radiat de antenă în spațiu.
Cu toate acestea, există o legătură care nu dă naștere îmbunătățirilor tehnice și își trăiește propria viață, aproape dincolo de controlul nostru. În același timp, determină în mare măsură calitatea comunicării radio. Și această legătură este mediul de distribuție, adică solul, apa, atmosfera sau spațiul cosmic. Filiala specială a științei - propagarea undelor radio - studiază influența caracteristicilor mediului extern asupra condițiilor de recepție radio.
Aproape înainte de inginerii de proiectare link-ul de radio este întotdeauna întrebarea cum de a oferi transmisie de înaltă calitate a unei cantități date de informații între corespondenți (una dintre ele poate fi în mina subterană, iar celălalt - în vecinătatea lui Venus sau Marte), la o viteză și fiabilitate predeterminată. Mai întâi de toate, trebuie să înțelegem în ce mediu se vor propaga undele radio pentru a alege intervalul corect de valuri de lucru. Și pentru aceasta este necesar să cunoaștem legile propagării valurilor.
În primii ani de comunicare radio preferința a fost dată undelor lungi. Se credea că undele radio s-au propagat, precum și lumina, adică, conform legilor optice. Și lumina se propagă rectiliniu și dacă fasciculul de lumină este capabil să ocolească un obiect situat în calea sa, atunci numai atunci când dimensiunile obiectului sunt comparabile cu lungimea de undă.
Dorind să pună în aplicare comunicația radio pe distanțe lungi de-a lungul suprafeței curbată a Pământului, operatorii de radio au căutat să se asigure că valul a fost mai ușor pentru a merge în jurul valorii de această suprafață, și lungimi de undă aplicate. Dar costul și există un astfel de tip de comunicare este foarte scump - a trebuit să construiască un imens sisteme de antenă voluminoase (legi radio, astfel încât dimensiunea antenei este determinată și de lungimea de undă), și emițătoare puternice, care ocupă clădiri întregi și consumă cantități semnificative de energie electrică. Și, desigur, nu este surprinzător faptul că la început erau foarte puține posturi de radio cu undă lungă.
În plus, foarte curând a fost descoperit că comunicarea radio pe unde lungi nu este întotdeauna posibilă. La urma urmei, calea undelor radio de la emițător la receptor este adesea lungă și complicată. Valul trece peste mare și peste stepa, peste tundra acoperită de zăpadă și deșertul roșu-cald, peste munți și taiga. Toate aceste părți ale suprafeței de bază a pământului au proprietăți electrice diferite și fiecare în felul său afectează propagarea undelor radio.
Rolul principal aici este jucat de absorbția energiei undei radio datorită curenților electrici care apar în suprafața de bază. Fugind deasupra Pământului de-a lungul suprafeței sale, valul se numește - pământesc, superficial. Cu o distanță mare de la emițător, puterea câmpului electromagnetic poate fi slăbită atât de mult încât valul este amortizat, iar apoi antena receptoare nu va putea accepta nimic. Cu cat lungimea de unda este mai mica, cu atat valul de suprafata se atenueaza mai rapid cu un interval de crestere. Prin urmare, pentru valurile scurte, semnalele "grave" nu au acordat atenție în primul rând. Această gamă a fost lăsată de entuziaștii de radio amatori, care au construit ei înșiși posturi de radio cu putere mică, cu antene mici (valurile sunt scurte!) Și au stabilit comunicarea radio între ele.
Anul 1901. Începutul secolului nostru. Omenirea nu sa recuperat încă de la uimire - numai în 1895 a fost inventată o metodă de a transmite semnale pe o distanță fără fire. Acest lucru a fost făcut de fizicianul rus Alexander Stepanovitch Popov și de tânărul inventator inginer italian Guglielmo Marconi. În viața de zi cu zi există cuvinte noi neobișnuite pentru auz: "radio", "telegraf fără fir". Și Marconi planifică o experiență îndrăzneață - încercând să facă comunicațiile radio nu la zece kilometri, ci pentru distanțe uriașe între continente. Transmițătorul este instalat în Anglia, pe Peninsula Cornwall. Dispozitiv de recepție - pentru mii de kilometri, în America de Nord, pe peninsula Newfoundland (frumos, apropo, numele - în limba engleză, suna ca "New Found Land").
Din punct de vedere teoretic, a fost un experiment, sortit eșecului. Undele radio nu au putut să călătorească mii de kilometri de Oceanul Atlantic în jurul valorii de bulgăre a globului, valul trebuie să cadă cu siguranță. Acesta a fost verdictul unei teorii fizice stricte. Dar, așa cum se întâmplă adesea, experimentul cu această circumstanță nu a fost luat în calcul. A fost realizată comunicația radio pe o lungă cale radio prin Atlantic. Iar puterea semnalului a fost de multe ori mai mare decât cea calculată! A fost necesar pentru oamenii de știință. caută urgent o explicație pentru acest "miracol". Dar explicația ar putea fi doar un singur - care se extinde nu numai în parte, dar, de asemenea, în sus, undele radio au întâlnit pe drum un obstacol, ecran, reflectate de la ea și a venit înapoi pe Pământ, la o distanță mare de la transmițător. Ce este acest ecran, ce fel de o oglindă în jurul planetei, din care undele radio sunt reflectate ca o rază de soare de pe oglinzi? Unde se află? Cum se formează? Există întotdeauna? Acestea și mii de întrebări au avut pentru a obține un răspuns.
Deci, în primul rând, unde? Era clar că la o altitudine suficient de mare - peste 100 km deasupra suprafeței Pământului. Dar ce este acolo? Atmosferă, aer sau altceva? Poate o substanță specială capabilă să reflecte undele radio?
Kazimirovsky E. S.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: