Если внимательно познакомиться со всем многообразием радиоэлектронных устройств, то можно отчетливо различить основные линии их использования, что соответствует основным направлениям развития радиотехники.
Все радиоэлектронные устройства по своему использованию можно разделить на три большие группы:
Первая группа — это радиоэлектронные устройства, используемые для целей радиосвязи, или передачи сигналов на расстояние без проводов.
Передача сигналов с помощью радиоволн успешно применяется в радиовещании, радиосвязи, телевидении, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, радиометеорологии и т. д.
Вторую группу составляют радиоэлектронные устройства, используемые для нагрева, различных веществ. Эти устройства не излучают и не принимают радиоволн, созданная ими высокочастотная энергия превращается в тепло, которое используется в различных производствах — металлургическом, деревообрабатывающем и др. Высокочастотный нагрев широко используется и в медицине как средство лечения.
К радиоэлектронным эти устройства относятся потому, что в них широко используются высокочастотные генераторы, волноводы и другие чисто «радиотехнические» элементы.
К третьей, самой большой группе радиоэлектронных устройств относятся устройства, применяемые в различных контрольных и измерительных приборах, счетных машинах, а также в установках для автоматизации производственных процессов и для управления механизмами на расстоянии.
Радиосхемы этих устройств включают электронные лампы, фотоэлементы, электронно-лучевые трубки и другие приборы. Эти схемы не возбуждают радиоволн в пространстве и не являются источником тепла. Однако в них широко используются генераторы электромагнитных колебаний, ламповые усилители, выпрямители и другие «радиотехнические» элементы. Количественно эта группа радиоэлектронных устройств наиболее многочисленна.
Конечно, такое разделение радиоэлектронных устройств на группы очень условно. Так, современные мощные радиовещательные устройства включают в себя большое число электронных схем, служащих для контроля за работой различных узлов передатчика и обеспечивающих автоматизацию их работы. Это относится и к радиолокационным станциям, к установкам для высокочастотного нагрева и к другим электронным устройствам.
РАДИОЭЛЕКТРОНИКА В ТЕХНИКЕ СВЯЗИ
Миллионы радиограмм
Невидимые нити радиолиний пересекают земной шар в самых различных направлениях. Одни из них тянутся с севера на юг и соединяют зимовки полярников с «большой землей», другие пересекают добрый десяток государств и связывают затерянные в дальних морях корабли с родиной, третьи, наоборот, очень коротки, они обеспечивают бесперебойную связь горных селений с районными центрами, расположенными в долине.
Связь по радио удобна во всех отношениях: она осуществляется с помощью электромагнитных волн и не нуждается в проводах; кроме того, она значительно дешевле других видов связи и может осуществляться как с неподвижными, так и с подвижными объектами. Имеется много и других преимуществ радиосвязи.
Как работают современные радиолинии?
Наиболее распространено радиотелеграфирование с помощью азбуки Морзе. Передающая радиостанция посылает в пространство комбинацию коротких и длинных сигналов. Телеграфный аппарат, расположенный в месте приема и подключенный к радиоприемнику, отзывается на эти сигналы и вычерчивает на бумажной ленте точки и тире. Различные сочетания точек и тире обозначают определенные буквы и слова.
Раньше передача азбуки Морзе как по проводным линиям, так и по радио производилась вручную с помощью специального телеграфного ключа. Скорость такой передачи составляла несколько десятков слов в минуту. Такая незначительная скорость позволяла принимать радиограммы на слух и сразу же записывать их.
Сейчас наряду с этим способом применяется другой — буквопечатание по проводам или по радио. Как это осуществляется? Радист передающей станции работает на клавиатуре, напоминающей клавиатуру обычной пишущей машинки. Стоит ему нажать на какой-либо клавиш, и антенна передатчика пошлет в эфир определенный сигнал. К приемнику подключен такой же аппарат, который автоматически отпечатывает текст телеграммы на ленте. После этого лента наклеивается на бланк и отправляется адресату. Перевод телеграммы с условного языка точек и тире на язык буквенного текста здесь не нужен.
На крупных радиотелеграфных станциях устанавливается еще более совершенная аппаратура. Пальцы оператора заменены автоматом, который с большей скоростью передает заранее заготовленный текст. Скорость передачи повышается во много раз.
Наряду с передачей радиограмм радио позволяет осуществлять и обычные радиотелефонные переговоры. Звуки человеческой речи, превращенные в электрические сигналы, могут переноситься радиоволнами на огромные расстояния, а в месте их приема в специальных устройствах возникают определенные электрические сигналы, которые затем преобразуются в звуковые. Телефонные трубки или громкоговоритель в точности воспроизводят все, что произносится перед микрофоном в другом городе.
В последние годы для осуществления радиосвязи все шире используют радиоволны длиной в несколько метров и даже дециметров; их называют ультракороткими.
Ультракороткие радиоволны распространяются прямолинейно, подобно лучу света. Поэтому с помощью их можно осуществлять связь, как правило, на расстояние прямой видимости. Чтобы перекрыть большие расстояния, строят промежуточные приемно-передающие станции.
Цепочка приемно-передающих радиостанций и есть радиорелейная линия связи. Оконечные станции, расположенные в разных населенных пунктах, соединяются с абонентами или с АТС, а промежуточные служат для приема сигналов и дальнейшей их передачи (ретрансляции). Расстояние между отдельными станциями составляет 40–60 километров или больше, в зависимости от рельефа местности.
Для того чтобы увеличить число телефонных разговоров, радиорелейная линия снабжается специальной аппаратурой «уплотнения», позволяющей на одном канале радиоволн передавать до 600 телефонных разговоров, а при шести каналах — 2400 телефонных разговоров и две программы телевидения. Радиорелейные линии обеспечивают надежную связь независимо от времени года, от климата и состояния погоды.
Преимущества этого вида связи явились причиной того, что за последние десятилетия радиорелейные линии получили широкое распространение. Ряд стран Западной Европы— Англия, Франция, ФРГ, Бельгия, Дания, Голландия, Швейцария — имеют единую систему радиорелейных линий протяженностью в несколько тысяч километров. Это позволяет обмениваться телевизионными программами и передавать тысячи телеграмм и телефонных разговоров.
В нашей стране тоже строятся радиорелейные линии связи. Заканчивается наладка линии Москва — Рязань. Она имеет 24 телефонных канала и позволяет передавать одну программу телевидения. Начато строительство подобных линий в Средней Азии между городами Алма-Ата, Фрунзе, Ташкент, Сталинабад.
Необходимо указать и на применение радиоэлектронной аппаратуры на обычных телефонно-телеграфных линиях связи. Некоторые из этих линий, например линия Москва — Хабаровск, достигают 7–8 тысяч километров. Благодаря тому, что провода обладают сопротивлением, электрические сигналы, пройдя такой путь, ослабевают настолько, что на другом конце линии расслышать почти ничего не удается. Поэтому прибегают к помощи специальных усилительных устройств.
Линия связи разбивается на несколько участков, и в отдельных пунктах ставятся усилители электрических колебаний. Основным элементом этих усилителей, как и в радиоприемнике, является радиолампа.
Радиовещание
Важным применением радио служит радиовещание. Оно играет большую роль в нашей жизни.
В нашей стране радиовещательные передачи стали проводиться раньше, чем в других странах. В первые дни Октябрьской социалистической революции Владимир Ильич Ленин по радио обращался к народу. Начало регулярных «широковещательных» передач положил концерт, передававшийся Москвой 17 сентября 1922 года. За прошедшие с того времени годы у нас были построены сотни мощных радиовещательных станций, большое количество радиоузлов, создана новая отрасль промышленности, выпускающая радиоприемники; сейчас их в нашей стране более 20 миллионов.