Документ 4796129

Радио – (от латинского radio –
излучаю,
испускаю
лучи)
–
передача электрической энергии
без проводов электромагнитными
колебаниями в виде радиоволн,
распространяемых в пространстве.
Термин «радио» применительно к
электромагнитным колебаниям был
еще применен французским ученым
Э.Бранли, назвавшим изобретенный
им
в
1890
году
индикатор
радиоволн радиокондуктором.
Способ передачи
информации на
расстояние
посредством
радиоволн
изобрел в 1895
году русский
физик
Александр
Степанович
Попов
(1859-1906)
В 1888 году,
после
опубликования
результатов работ
немецкого физика
Г.Герца по
электромагнитным
волнам, А.С.Попов
приступил к
воспроизведению
опытов Герца с
демонстрационной
целью.
Вибратор
Герца
В 1889 году в собрании минных и
других офицеров в Кронштадте,
А.С.Попов читал лекции об
электромагнитных явлениях и
сопровождал их демонстрацией
приборов собственного
изготовления. А.С. Попов
высказал смелую по тому времени
мысль о возможности
использования электромагнитных
волн для передачи сигналов на
расстояние. Эта лекция вызвала
большой интерес.
Страницы истории радиосвязи
...Это было в последнем
десятилетии прошлого
века. В то время
русский военный флот
оснащался новой боевой
техникой. Для
преодоления морских
просторов обновленному
флоту нужны были более
совершенные средства
связи. И русский ученый
искал их.
Страницы истории радиосвязи
...После
множества
опытов
и
экспериментов А.С. Попов сконструировал
принципиально
новый
прибор,
реагировавший на электромагнитные волны
на значительном расстоянии. Источником
электромагнитных
волн
был
вибратор,
такой же, как в опытной установке
Герца,
но
дополненный
отрезками
проволоки для лучшего излучения. Так
зародилась
первая
приемная
антенна,
принципиально
изменившая
условия
действия всей схемы.
Страницы истории радиосвязи
...Прием осуществлялся другим
отрезком проволоки, соединенным
с прибором, сконструированным
А.С.
Поповым.
Как
только
вибратор
начинал
излучать
электромагнитную
энергию,
приемный прибор отзывался на
нее трелью звонка...
Устройство первого
радиоприёмника
Не считая батареи, в приемнике три прибора:
когерер (изобретенный в 1890 г. французским ученым
Эдуардом
Бранли),
электрический
звонок
и
электромагнитное
реле
электромагнит,
притягивающий якорь, если через обмотку течет ток.
Когерер представляет собой стеклянную трубку с
мелкими металлическими опилками внутри. С помощью
тонких металлических полосок он подвешен между
опорами 1 и 2. Через обмотку реле одна контактная
пластинка когерера соединена с положительным, а
вторая - с отрицательным полюсами батареи 3. Это
первая электрическая цепь приемника. Если якорь
реле прижать к сердечнику, чтобы конец его
коснулся винта, то образуется вторая электрическая
цепь приемника - цепь электрического звонка.
Устройство первого радиоприёмника
Приемник, изготовленный А.С.Поповым и
демонстрировавшийся им на заседании Русского физикохимического общества 25 апреля (7мая) 1895 года.
Страницы истории радиосвязи
Продолжая опыты, А.С. Попов и его
ближайший помощник П.Н.Рыбкин
обнаружили, что на сконструированный им
прибор действуют и атмосферные
электрические разряды - молнии. Это
навело ученого на мысль об использовании
приемника для сигнализации о
приближающихся грозах, что и было
проверено в одной из петербургских
обсерваторий. Попов А.С. создал прибор,
надежно регистрирующий разряды на
значительных расстояниях – знаменитый
грозоотметчик, явившийся первой в мире
приемной радиостанцией.
Грозоотметчик, изготовленный
А.С.Поповым в 1895 году и
установленный летом того же года
на метеорологической станции
Петербургского лесного института.
Грозоотметчик
демонстрировался
на Всероссийской
выставке 1896
года в Нижнем
Новгороде, и
А.С.Попов был
награжден
дипломом
«За изобретение
нового и
оригинального
инструмента для
исследования
гроз»
Страницы истории радиосвязи
7
мая
на
заседании
Русского
физико-химического
общества
русским физиком и электротехником
А.С.Поповым был продемонстрирован
первый
в
мире
радиоприемник
(грозоотметчик). Этот день в нашей
стране
отмечается
как
День
рождения радио. В том же году
А.С.Попов
выполнил
опыты
по
передаче и приему электромагнитных
волн на расстояние 60 метров.
Страницы истории радиосвязи
Спустя
менее
года
после
исторического
заседания
Русского
физико-химического
общества, 12(24) марта 1896 года произошло
новое крупное событие в истории радио. В
этот день А.С. Попов докладывал ученым о
возможности передачи и приема радиосигналов
с записью на ленту телеграфного аппарата.
Когда
докладчик
умолк,
в
аудитории
послышался
стук
телеграфного
аппарата,
соединенного
с
приемником:
Александр
Степанович
принимал
радиограмму,
передаваемую
его
ближайшим
помощником
Петром Николаевичем Рыбкиным. Это была
первая в мире радиограмма, состоявшая из
двух слов «Генрих Герц».
Страницы истории радиосвязи
В июне 1896 года, через несколько месяцев после
опубликования статьи А.С.Попова «Прибор для
обнаружения и регистрирования электрических
колебаний» (январь 1896) с описанием его
изобретения, итальянский физик Г.Маккони (18741937), работая в Англии, подал патентную заявку
на аналогичное изобретение, и в 1897 году
получил патент на применение электромагнитных
волн для беспроводной связи. Схема Маркони была
такой же, как и схема приемника Попова. Заслуга
Попова состоит еще и том, что он впервые указал
на роль антенны и заземления в приемнопередающих устройствах.
Страницы истории радиосвязи
Появление описание схемы устройства
Маркони
(повторявшей
ранее
изобретенную
и
опубликованную
А.С.Поповым)
побудило
А.С.Попова
выступить со специальными заявлениями
в отечественной и зарубежной печати.
Заслуги
А.С.Попова
в
изобретении
радио официально были отмечены в 1900
году присуждением почетного диплома и
золотой
медали
на
4-м
Всемирном
электротехническом
конгрессе
в
Париже.
Страницы истории радиосвязи
Совершенствуя
приборы,
А.С.
Попов
постепенно увеличил дальность действия
радиосвязи.
Весной
1897
г.
были
переданы радиосигналы с корабля на
берег на расстояние 640м. А двумя
годами позже, в 1899г., после открытия
возможности
приема
радиосигналов
с
помощью телефонных трубок на слух,
дальность радиосвязи достигла уже 35
км. Это был новый блистательный успех
изобретателя радио, послуживший толчком
к дальнейшему развитию радиотелеграфа в
России.
Страницы истории радиосвязи
В
1898-1899
годах,
продолжались
дальнейшие экспериментальные работы на
Балтийском
и
Черных
морях.В
ходе
испытаний П.Н.Рыбкиным была обнаружена
возможность принимать сигналы не только
на телеграфный аппарат, но и на слух.
А.С.Попов
немедленно
приступил
к
разработке
устройства
для
приема
телеграфных сигналов на слух.
Аппарат А.С.Попова для приема
радиосигналов на слух. 1899 год. Хранится в
Центральном музее связи в Санкт-Петербурге.
Однако
только
случай
помог
А.С.
Попову
доказать
жизненную
необходимость
нового
средства связи. В ноябре 1899 г. броненосец
"Генерал-адмирал Апраксин" во время снежного
шторма сел на камни у пустынных берегов о.
Гогланд в Финском заливе. От острова до
ближайшего на материке г. Котки (Финляндия)
около 44км. Спасательные работы задерживались
из-за трудности прокладки проводной линии
связи между островом и материком. На помощь
пришло радио. А.С. Попов и П.Н.Рыбкин для
обеспечения
надежной
двусторонней
связи
установили на острове и материке приемнопередающие
радиостанции.
Линия
радиосвязи
действовала с февраля по апрель 1900 года,
пока велись спасательные работы. За это время
было передано и принято 440 радиограмм. Одна
из них оказала людям неоценимую услугу.
Остров Гогланд в Финском заливе
Благодаря радио люди слышат друг друга на
расстоянии тысячи километров так же хорошо, как
если бы находились рядом, в другой комнате. Звук
на такое далекое расстояние передают с помощью
особых
аппаратов
–
радиопередатчика
и
радиоприемника.
Антенна
радиопередатчика
излучает радиоволны в окружающее пространство.
Волны эти распространяются со скоростью света
одинаково хорошо и в атмосфере, и в безвоздушном
пространстве космоса, проникает сквозь дерево,
стекло,
камень.
Пересекаясь,
волны
не
смешиваются друг с другом. Радиоприемник с
помощью антенны улавливает их и превращает снова
в речь, музыку и другие звуки.
Радио не
нуждается в проводах, число его слушателей
неограниченно,
и
большие
расстояния
для
радиоволн не помеха.
• Радиосвязью
называют передачу
и прием
информации с
помощью
радиоволн, то
есть
электромагнитных
волн с частотой
приблизительно от
105 до 109 Гц.
• Для осуществления
радиосвязи в пункте,
из которого ведется
передача сообщений,
размещают
радиопередатчик с
передающей антенной,
а в пункте, в
котором ведется
прием сообщений, радиоприемник с
приемной антенной.
• Когда в передающей антенне создается
переменный ток, он порождает в
окружающем пространстве
быстроменяющееся электромагнитное
поле; это поле распространяясь в
виде радиоволн, достигает приемной
антенны и вызывает в ней вынужденные
электрические колебания той же
частоты, на которой работает
передатчик.
Схема
радиопередающе
го устройства
изображена на
рисунке:
Основные принципы современной
радиотелефонной связи представлены на
блок-схеме:
Роль передатчика состоит в
том, чтобы преобразовать
звук в излучение
электромагнитных волн,
несущих информацию о
звуке.
Приемник же, на основе
поступивших на его антенну
электромагнитных волн в
конечном счете преобразует
их в звук.
Рассмотрим более подробно,
как это происходит
Основными элементами передатчика являются
генератор высокой частоты (ГВЧ), микрофон с
усилителем низкой частоты (УНЧ), модулятор (М)
и излучающая антенна.
Звук микрофоном
преобразуется в
электромагнитные
колебания низкой
частоты, которые
усиливаются
усилителем УНЧ.
Казалось бы, что теперь
достаточно подать эти
колебания на антенну и
передать информацию
электромагнитными волнами
низкой частоты.
Но интенсивность излучения электромагнитных
волн низкой частоты очень мала. Расчеты и
опыт показывают, что интенсивность излучения
пропорциональна
четвертой
степени
частоты
электромагнитных колебаний (4). Поэтому для
передачи
информации
необходим
генератор
высокой частоты (диапазон радиоволн частотой
103 до 1012 Гц).
ГВЧ генерирует
электрические
колебания, частота
которых значительно
превышает частоту
звука.
При модуляции
происходит процесс, в
результате которого
амплитуда колебаний
высокой частоты
меняется по закону
колебаний звуковой
частоты.
Модулированные
колебания подаются в
антенну и порождают в
окружающем
пространстве быстро
меняющееся
электромагнитное
поле, которое
распространяется в
виде электромагнитных
волн.
Электромагнитные волны, достигая антенны
приемника, вызывают в ней модулированные
электромагнитные колебания. Эти колебания
чрезвычайно слабы и подлежат усилению с
помощью усилителя высокой частоты (УВЧ).
Чтобы из модулированных
колебаний выделить
колебания низкой
(звуковой) частоты, нужен
детектор (Д).
Основным элементом
детектора является
диод, который
пропускает ток
только в одном
направлении.
После усиления сигнала
низкой частоты
электрические
колебания поступают на
громкоговоритель и
преобразуют в звук.
Когерер - (англ. Coherer, от лат. Cohaereo нахожусь в связи) (кохерер, волнообнаружитель)
- устройство, применявшееся для обнаружения
электромагнитных колебаний. На основании более
ранних
исследований
проводимости
металлического порошка, произведенных шведским
ученым
П.С.Мунк
аф
Розенштальдом(1835)
и
итальянским ученым Ф.Кальчески-Онести(1885),
французский ученый Э.Бранли в 1890 предложил
когерер для лабораторных опытов. Этот когерер
состоял из стеклянной
трубки, заполненной
металлическим порошком, и двух стержневых
электродов.
1- металлический
порошок, 2стержневые
электроды, 3-клеммы,
4-проводники, 5изолирующая трубка.
Под действием электромагнитных волн проводимость
металлического порошка изменяется. Изобретатель радио
русский ученый А.С.Попов, после тщательного исследования
проводимости металлических порошков под действием
электрической искры, создал когерер гораздо более
совершенной конструкции, который он применил в своем
первом в мире радиоприемном устройстве. Преимущество
когерера А.С.Попова заключается в том, что в нем
металлический порошок имеет большую поверхность
соприкосновения с электродами, поэтому такой когерер
надежно пропускает ток большей величины, чем когерер
Бранли.
1-металлический
порошок, 2стеклянная
трубка, 3,4металлические
проводники