Rádiókommunikációs elvek és példák. A rádiókommunikáció és a televízió alapjai

Az angol tudós James Maxwell a Villamosenergia-torkolat kísérleti munkájának tanulmányozása alapján hipotézist fejeztek ki a természetbeni különleges hullámok létezéséről, amelyek képesek vákuumban terjedni. Ezek a hullámok Maxwellnek nevezték az elektromágneses hullámokat. Maxwell ötletei szerint: bármilyen változással elektromos mező Vortex mágneses mező történik, és éppen ellenkezőleg, a mágneses mező bármilyen változásával van egy vortex elektromos mező. Egyszer, a mágneses és elektromos mezők kölcsönös generációjának folyamata folyamatosan folytatódnia kell, és megragadja az új és új területet a környező térben (42. ábra). Az elektromos és mágneses mezők kölcsönhatásának folyamata kölcsönösen merőleges síkokban történik. A váltakozó elektromos mező vortex mágneses mezőt generál, a váltakozó mágneses mező vortex elektromos mezőt generál.

Az elektromos és mágneses mezők nem csak anyagi, hanem vákuumban is létezhetnek. Ezért lehetségesnek kell lennie az elektromágneses hullámok vákuumban történő szaporítása.

Az elektromágneses hullámok előfordulásának feltétele gyorsított mozgás elektromos vádak. Tehát a mágneses mező változása megtörténik

Amikor a karmester jelenlegi változásai, és az aktuális változás akkor következik be, amikor a töltési sebességváltozások, azaz a gyorsítással mozognak. Az elektromágneses hullámok vákuumban történő szaporításának sebessége Maxwell szerint körülbelül 300 000 km / s értékkel kell rendelkeznie.

Első alkalommal az elektromágneses Heinrich Hertz elektromágneses hulláma elektromágneses hullámokat kapott, miközben a nagyfrekvenciás szikrázó (Hertz vibrátor) használata. A Hertz kísérletileg meghatározta az elektromágneses hullámok sebességét. A Waves Maxwell hullámának elméleti meghatározásával egybeesett. A legegyszerűbb elektromágneses hullámok olyan hullámok, amelyekben az elektromos és mágneses mező Szinkron harmonikus oszcillációt készítsen.

Természetesen az elektromágneses hullámok a hullámok fő tulajdonságai vannak.

A hullámok tükröződésének törvénye alá tartoznak: az esés szöge megegyezik a visszaverődés szögével. Ha egy közegről a másikra költözik, a hullámok töréshatása le van tiltva: a fénysugárzás szögének csökkenésének szögének aránya az érték aránya a média két adatainak és a Az elektromágneses hullámok sebessége az első tápközegben az elektromágneses hullámok sebességét a második környezetben, és a második média törésmutatója az elsőhez képest.

Az elektromágneses hullámok diffrakciójának jelensége, azaz az átterjedésének irányának átirányításának eltérése az akadály, vagy a lyuk áthaladásánál megfigyelhető. Az elektromágneses hullámok képesek interferenciára. Az interferencia a koherens hullámok kivetésére való képességének képessége, amelynek eredményeképpen a hullámok egyes helyeken fokozódnak egymás mellett, és más helyeken leállt. (A koherens hullámok hullámok, ugyanolyan frekvencia az oszcilláció.) Az elektromágneses hullámok diszperziós, vagyis ha az elektromágneses hullámok tápközegének törésmutatója a frekvenciájuktól függ. Kísérletek az elektromágneses hullámok átvitelével két rács rendszeren keresztül azt mutatják, hogy ezek a hullámok keresztirányúak.

Ha az elektromágneses hullámot szaporítják, az e és a mágneses indukció vektorai merőlegesek a hullám terjedésének irányába, és egymástól függően egymásra (43. ábra).

Az elektromágneses hullámok gyakorlati felhasználásának lehetősége a vezetékek nélküli kommunikáció kialakítására 1895. május 7-én bizonyították. Orosz fizikus A. Popov. Ez a nap a rádió napja. A rádiókommunikáció elvégzéséhez biztosítani kell az elektromágneses hullámok sugárzásának lehetőségét. Ha az elektromágneses hullámok a tekercsből és a kondenzátorból a kontúrban fordulnak elő, akkor a változó mágneses mező a tekercsre fordul, és a váltakozó elektromos mező koncentrálódik a kondenzátor lemezek között. Ezt az áramkört zártnak nevezik (44. ábra, A).

A zárt oszcilláló áramkör gyakorlatilag nem sugárzik az elektromágneses hullámokat a környező térbe. Ha a kontúr egy lapos kondenzátor tekercsből és két lemezből áll, akkor ezek a lemezek nagy szögben vannak telepítve, annál szabadon üres az elektromágneses mező a környező térben (44. ábra, B). Az ismertetett oszcillációs áramkör határcsatorna a lemezek eltávolítása a tekercs ellentétes végein. Az ilyen rendszert nyitott oszcillációs áramkörnek nevezik (44. ábra, B). A valóságban a kontúr egy tekercsből és egy hosszú vezetékes antennából áll.

A sugárzott energiájának energiája (a sikertelen oszcillációs generátor segítségével) az antenna áramlási ingadozásainak azonos amplitúdójának generátorának segítségével) arányos az oszcilláció gyakoriságának negyedik fokával. A tíz, több száz és több ezer Hertz frekvenciáján az elektromágneses oszcilláció intenzitása elhanyagolható. Ezért az elektromágneses hullámokat a rádió- és televíziós kommunikáció elvégzésére használják, amely több százezer hertz és több száz megahertz.

A rádiós beszéd, a zene és más továbbításakor hangjelzések Alkalmazza a nagyfrekvenciás (hordozó) oszcilláció különböző típusú modulációját. A moduláció lényege, hogy a generátor által termelt nagyfrekvenciás oszcillációt az alacsony frekvenciájú törvény megváltoztatja. Ez a rádióadás egyik alapelve. Egy másik elv a fordított folyamat - kimutatás. Ha a kapott rádió vevőtől kapott rádió, a modulált jelet hangos alacsony frekvenciájú oszcillációval kell szűrni.

A rádióhullámok használatával az átvitel nemcsak audiojelek, hanem objektumok képeit is továbbít. Nagy szerepet játszik a modern tengeri flottában, a repülésben és a kozmonautics radarral. A radar alap a vezetőképes testek hullámainak visszaverődésének tulajdonsága. (A dielektromos felületről az elektromágneses hullámok rosszul tükröződnek, és a fémek felszínéből szinte teljesen teljesen.)

Elektromágneses hullámok I.

tulajdonságaik. Rádiókommunikációs alapelvek I.

példák a gyakorlati

használat

Válaszolási terv

1. Meghatározás. 2. Az előfordulás feltétele. 3. Elektromágneses hullámok forrása. 4.Clocked oszcilláló áramkör. 5. Modul és észlelés.

Az angol tudós James Maxwell a Villamosenergia-torkolat kísérleti munkájának tanulmányozása alapján hipotézist fejeztek ki a természetbeni különleges hullámok létezéséről, amelyek képesek vákuumban terjedni.

Ezek a hullámok Maxwell hívott Elektromágneses hullámok.Maxwell ötletei szerint: az elektromos mező bármilyen változásával egy vortex mágneses mező fordul meg, és éppen ellenkezőleg, a mágneses mező bármilyen változásával egy vortex elektromos mező következik be.Miután a mágneses és elektromos mezők kölcsönös generációjának folyamata folyamatosan folytatódott, és megragadta az új és új területet a környező térben (31. ábra). Az elektromos és mágneses mezők kölcsönhatásának interakciója kölcsönösen merőleges síkokban történik. A váltakozó elektromos mező vortex mágneses mezőt generál, a váltakozó mágneses mező vortex elektromos mezőt generál.

Az elektromos és mágneses mezők nem csak anyagi, hanem vákuumban is létezhetnek. Ezért lehetségesnek kell lennie az elektromágneses hullámok vákuumban történő szaporítása.

Az előfordulás feltételeaz elektromágneses hullámok az elektromos díjak gyorsított mozgása. Így a mágneses mező változása akkor fordul elő, amikor a karmester jelenlegi változásai, és az aktuális változás akkor következik be, amikor a töltési sebesség megváltozik, azaz a gyorsítással mozgatva. Az elektromágneses hullámok szaporítása vákuumban a maxwell számításokhoz körülbelül 300 000 km / s.

Első alkalommal, a fizikus Heinrich Hertz elektromágneses hullámai elektromágneses hullámokat kaptak, a nagyfrekvenciás szikrázó (Hertz vibrátor) segítségével. A Hertz kísérletileg meghatározta az elektromágneses hullámok sebességét. A Waves Maxwell hullámának elméleti meghatározásával egybeesett. A legegyszerűbb elektromágneses hullámok olyan hullámok, amelyekben az elektromos és mágneses mezők szinkron harmonikus oszcillációt hoznak létre.

Természetesen az elektromágneses hullámok a hullámok fő tulajdonságai vannak.

Engedelmeskednek reflexiós törvényhullámok:

az esés szöge megegyezik a visszaverődés szögével.Amikor az egyik környezetről a másikra költözik, törölje és engedelmeskedjen refrakcionális törvényhullámok: a törésszög sinuszának sinuszszögének aránya a média két adatainak értéke, és az elektromágneses hullámok sebességének arányával az első tápközegben az elektromágneses hullámok sebességét a másodikban környezetés hívott törésmutatóa második közeg viszonylag először.

én
az elektromágneses hullámok diffrakciójának károsodása, azaz a szaporodás irányának eltérése az egyszerűen megfigyelhető a gáton, vagy amikor áthalad a lyukon. Az elektromágneses hullámok képesek interferencia.Az interferencia a koherens hullámok kivetésére való képessége, amelynek eredményeképpen a hullámok bizonyos helyeken erősítik egymást, és más helyeken a készségek. (Koherens hullámok hullámok, ugyanolyan gyakoriság és fázis az oszcillációk.) Elektromágneses hullámok rendelkeznek diszperzióvagyis amikor az elektromágneses hullámok törésmutatója a frekvenciájuktól függ. Kísérletek az elektromágneses hullámok átvitelével két rács rendszeren keresztül azt mutatják, hogy ezek a hullámok keresztirányúak.

Elektromágneses hullámok, feszítővektorok terjesztésekor E.és a mágneses indukció merőleges a hullámok terjedő irányába, és egymástól függő alakú (32. ábra).

Az elektromágneses hullámok gyakorlati felhasználásának lehetősége a vezetékek nélküli kommunikáció kialakítására, 1895. sz. Orosz fizikus A. Popov. Ez a nap a rádió napja. A rádiókommunikáció elvégzéséhez biztosítani kell az elektromágneses hullámok sugárzásának lehetőségét. Ha az elektromágneses hullámok a tekercsből és a kondenzátorból a kontúrban fordulnak elő, akkor a változó mágneses mező a tekercshez kapcsolódik, és a váltakozó elektromos mezőt a kondenzátor lemezek között használják. Ezt az áramkört hívják zárva(33. ábra, a). A zárt oszcilláló áramkör gyakorlatilag nem sugárzik az elektromágneses hullámokat a környező térbe. Ha a vázlat egy lapos kondenzátor tekercsből és két lemezből áll, akkor ezeket a lemezeket nagy szögben alkalmazzák, annál szabadon kilép az elektromágneses mezőbe a környező helyre (33. b).Az ismertetett oszcillációs áramkör határcsatorna a lemezek eltávolítása a tekercs ellentétes végein. Egy ilyen rendszert hívják Nyílt oszcillációs kontúr(33. ábra, c). A valóságban a kontúr egy tekercsből és hosszú huzalból áll.

A sugárzott energiájának energiája (a sikertelen oszcillációs generátor segítségével) az antenna áramlási ingadozásainak azonos amplitúdójának generátorának segítségével) arányos az oszcilláció gyakoriságának negyedik fokával. A tíz, több száz és több ezer Hertz frekvenciáján az elektromágneses oszcilláció intenzitása elhanyagolható. Ezért az elektromágneses hullámokat a rádió- és televíziós kommunikáció elvégzésére használják, amely több százezer hertz és több száz megahertz.

A rádiós beszéd, a zene és más hangjelek továbbítása a nagyfrekvenciás (hordozó) oszcilláció különböző típusú modulációval. A moduláció lényegeez az, hogy a generátor által termelt nagyfrekvenciás oszcillációt az alacsony frekvenciájú törvény megváltoztatja. Ez a rádióadás egyik alapelve. Egy másik elv a fordított folyamat - Érzékelés.Ha a kapott rádió vevőtől kapott rádió, a modulált jelet hangos alacsony frekvenciájú oszcillációval kell szűrni.

A rádiószűrők használata esetén az átvitel nemcsak hangjelzések, hanem képeket is továbbít. Nagy szerepet játszik a modern tengeri flottában, a repülésben és a kozmonautics radarral. A radar alap a vezetőképes testek hullámainak visszaverődésének tulajdonsága. (A dielektromos felületről az elektromágneses hullámok rosszul tükröződnek, és a fémek felszínéből szinte teljesen teljesen.)

Az a lehetőség, gyakorlati alkalmazása az elektromágneses hullámok a kommunikáció létrehozására vezetékek nélkül mutatták május 7-én, 1895. A híres orosz fizikus Alexander Popov Stepanovich (1859-1906). Ez a nap a rádió napja.

Az A. S. Popova vevője az 1-es antennából, a 2-es edényterből, az elektromágneses 3 reléből, az elektromos Bell 4 és a DC 5 forrásból (245. ábra). Az elektromágneses hullámok kényszerített áram ingadozásokat és feszültséget okozott az antennában. Az antennából származó váltakozó feszültséget két elektródára szállították, amelyek fém fűrészporral töltött üvegcsőben helyezkedtek el. Ez a cső edényesebb. A koherral összhangban lévő elektromágneses relé és DC forrás.

A fűrészpor közötti rosszindulatú kapcsolatok miatt általában nagy, így a lánc elektromos áram kicsi, és a relé gyűrűs áramkör nem közelebb kerül. Az intézkedés alapján váltakozó feszültség nagyfrekvenciás a koherer, elektromos kisülések keletkeznek az egyes sawdusts, részecskéi fűrészport szinterezett és az ellenállása csökken 100-200 alkalommal. Az áram ereje az elektromágneses relé tekercsben, és a relé tartalmaz egy elektromos csengőt. Így kerül rögzítésre az antenna elektromágneses hullám.

A Cogerriani hívás kalapáinak lyukasztása rázza meg a fűrésztőt, és visszatért a kezdeti állapotA vevő ismét készen áll az elektromágneses hullámok regisztrálására.

Nyitott oszcilláló áramkör.

A rádiókommunikáció elvégzéséhez biztosítani kell az elektromágneses hullámok sugárzásának lehetőségét. Ha elektromágneses rezgések fordulnak elő a kontúrt a tekercs és a kondenzátor, a változó mágneses teret felváltva társítható a tekercs, és a váltakozó elektromos mező koncentrálódik a lemez közötti rést, a kondenzátor (ábra. 246, a). Ezt az áramkört zártnak nevezik. A zárt oszcilláló áramkör gyakorlatilag nem sugárzik az elektromágneses hullámokat a környező térbe.

Ha a vázlat egy lapos kondenzátor tekercsből és két lemezből áll, amelyek nem párhuzamosak egymással, akkor a lemezeket nagy szögben alkalmazzák,

ezenkívül az elektromágneses mezőt felszabadítják a környező helyre (246. ábra, B).

Az oszcilláló áramkör leírásának határértéke a kondenzátor lemezek eltávolítása az egyenes tekercs ellentétes végein. Az ilyen rendszert nyitott oszcillációs áramkörnek nevezik (246. ábra, B). A kondenzátorlemezek képe a 246. ábrán látható nyitott oszcillációs áramkör-tekercs végén csak hagyományos. A valóságban a kontúr egy tekercsből és egy hosszú vezetékes antennából áll. Az antenna egyik végét földeltük, a második a Föld felszíne fölé emelkedik.

Az antenna tekercs induktív csatlakozással rendelkezik a szerencsétlen elektromágneses oszcilláció generátorának oszcillációs áramkörének tekercsével. Az antenna nagyfrekvenciájú kényszer rezgései váltakozó elektromágneses mezőt hoznak létre a környező térben. Az elektromágneses hullámok sebessége az antennából propagál.

A kibocsátott elektromágneses hullámok energiája az antenna áramerősségű ingadozásokkal azonos amplitúdójú energiája arányos az oszcillációs frekvencia negyedik fokával. A tíz, több száz és több ezer hertz frekvenciáján az elektromágneses hullámok sugárzásának intenzitása elhanyagolható. Ezért az elektromágneses hullámokat rádió- és televíziós kommunikáció elvégzésére használják több százezer hertz gyakoriságával több százezer megahertz.

Amplitúdó moduláció.

A rádiós beszéd, a zene és más hangjelzések átadásakor a nagyfrekvenciás harmonikus oszcilláció különböző típusú modulációját használják.

A nagyfrekvenciás elektromágneses oszcillációk amplitúdó modulációjának megvalósítása

(247. ábra, A) a tranzisztor generátor elektromos áramkörében, oszcilláló áramkörrel rendelkező sorozatban a transzformátor tekercs szerepel (248. ábra). A transzformátor második tekercsén váltakozó feszültség Hangfrekvencia, például a mikrofon kijárattól a kívánt nyereség után. A második transzformátor tekercsben bekövetkező áramáram váltakozó feszültséget okoz az első transzformátor tekercs végén. Változó hangfrekvenciás feszültség (247. ábra, B) az aktuális forrás állandó feszültségével hajtódik fel; A tranzisztor emitterének és kollektorának feszültségváltozása a generátor áramkörben lévő nagyfrekvenciás áram ingadozások amplitúdójának hangfrekvenciájával változik (247, B ábra). Az ilyen nagyfrekvenciás oszcillációt amplitúdó moduláltnak nevezik.

A rádióadó antenna induktívan kapcsolódik a generátor oszcillációs áramköréhez. Aktuális ingadozások

az antennában előforduló frekvenciák elektromágneses hullámokat hoznak létre.

Rádió.

Az antenna rádiós adó által kibocsátott elektromágneses hullámok bármilyen karmesterben szabad elektronok kényszerített oszcillációit okozzák. Feszültség a karmester végei között, amelyben az elektromágneses hullám izgatja a kényszerített oszcillációkat elektromos áramArányos a karmester hosszával. Ezért a legegyszerűbb detektor rádióvevőben lévő elektromágneses hullámok vételére hosszú vezetéket használnak - az 1 fogadó antennát (249. ábra). Az antenna kényszer oszcillációja izgatott az elektromágneses hullámok minden rádióállomásból. Annak érdekében, hogy csak egy sugárzást hallgasson, a feszültség ingadozások nem közvetlenül az erősítő bemenetre, és először a 2 oszcilláló áramkörbe táplálják az oszcillációk változó természetes frekvenciájával. A saját oszcillációs frekvenciájának megváltoztatása a vevő áramkörében általában a változó kondenzátor elektromos kapacitásának megváltoztatásával történik. Ha az antennában lévő kényszer oszcilláció gyakorisága a kontúr oszcillációjú frekvenciájával rezonancia jön, míg az áramköri kondenzátor lemezeken lévő kényszerfeszültség-ingadozások amplitúdója eléri a maximális értéket. Így számos elektromágneses oszcillációból izgatott antenna, a kívánt frekvencia ingadozása megkülönböztethető.

A vevő modulált oszcilláció oszcillációs vázlatából

a nagy frekvenciák jönnek az érzékelőre. 3. A félvezető diódát detektorként használhatja, amely csak egy irányban nagyfrekvenciás váltakozó áramot továbbít. Az érzékelő átadása után a lánc jelenlegi ereje a 250. ábrán látható törvényben változik, és. A nagyfrekvenciás félidőben az aktuális impulzusok töltik fel a 4 kondenzátort, ugyanakkor a kondenzátort lassan az ellenálláson keresztül ürítjük. Ha a kondenzátor elektromos kapacitásának és az ellenállás elektromos ellenállásának értékei vannak Helyesen választották meg, majd az ellenállás a rádióadó modulációs oszcillációi által használt hangfrekvencián keresztül áramlik át (250, B). Az elektromos oszcillációk hangváltozó feszültségének átalakításához a hangfrekvenciát a 6. telefonba táplálják.

Az érzékelő rádióvevője nagyon tökéletlen. Nagyon alacsony érzékenységgel rendelkezik, és ezért sikeresen átveszi a rádióadások csak az erőteljes rádióállomásokból, vagy a szorosan elhelyezkedő rádióadókból.

Érzékenységének növelése a modern rádióvevő, a jelet a rezgőkör belép a nagyfrekvenciás erősítő bemeneti (UHF) és a kimeneti erősítő, magas frekvenciájú elektromos rezgések érkeznek a detektor. A hangjelzés teljesítményének növelése a rádióvevő kimeneténél, a hangfrekvencia elektromos oszcillációja az érzékelő kimenetéről az alacsony frekvenciaváltó bemenet (UNG) érkezik.

Az ONLC kimenetének változó hangfrekvenciás feszültségét az elektrodinamikai hangszóró - a dinamika tekercselésébe táplálja. A hangszóró átalakítja az energiát váltakozó áram Hangfrekvencia a hang oszcilláció energiájában.

A magas és alacsony frekvenciák elektromos oszcillációinak fokozása, az elektronikus lámpákkal vagy tranzisztorokkal ellátott áramkörök használhatók.

A magas és alacsony frekvenciájú erősítőkkel rendelkező legegyszerűbb rádió eszközének diagramja a 251. ábrán látható.

Csak egy állomás konfigurálása a modern rádiókészülékekben, meglehetősen bonyolult elektronikus áramkörök, beleértve az elektromágneses oszcillációs generátorokat is. A túl az elektromos rezgések egy belső vevő generátor gerjesztett rezgések a vevő áramkör elektromágneses hullámok továbbítására rádióállomások segítségével beállíthatja a vevőt egy nagyon szűk tartományban kapott frekvenciákat. A vevőkészülék belső generátort heterodynenek nevezik, és az ilyen generátorral ellátott vevőt Eurgometrony-rádiónak nevezik.

Televízió.

A rádió használata szűrők, üzenetet továbbítani, hogy a távolság nem csak hang jeleket, hanem a képekre a téma. A mozgó fekete-fehér és színes képek átadása

a televíziós távadók és vevők segítségével a következő.

Ha egy televíziós képet egy televíziós kamrában lévő lencse segítségével továbbít, egy objektum képét egy speciális elektrovacuum eszközre - az átviteli cső (252 ábra) kapja. A fény hatása alatt a képernyő szakaszai pozitív díjakat kapnak. Elektronikus gerendát küldünk a képernyőn belül a sebességváltócsőben, periodikusan balról jobbra 625 vízszintes vonalakra. A sugárzás mentén a vonal mentén az elektromos töltések semlegesítése a képernyő külön részeiben és az elektronikus fegyvert és a képernyő összekötő elektromos áramkörben fordul elő; Az aktuális impulzus bevételek. Az áramerősség erősségének változása az impulzusban megfelel

változások a képernyő megvilágításában az elektronsugár útján.

A televíziós adó nagyfrekvenciás elektromágneses oszcillációit az átviteli cső kimenetén kapott impulzusjel moduláljuk, és az adóantennához táplálják. Az antenna elektromágneses hullámokat bocsát ki.

A televíziós vevőkészülékben - TV - van egy elektrovacuum cső, amelyet Kinescope neveznek. A Kinescope-ban az elektronikus fegyver elektronikus gerendát hoz létre. Az elektromos mező hatása alatt lévő elektronok a cső belsejében mozognak a szitával bevont kristályokkal, amelyek képesek a gyorsan mozgó elektronok fújása alatt. A képernyő felé vezető úton az elektronok két pár tekercs mágneses mezőkön keresztül repülnek a csően kívül.

Egy pár tekercs mágneses mezője az elektronsugár eltérését vízszintesen, a második - függőlegesen. Periodikus változásokat az áram erőssége a tekercsek változásokat okozhat a mágneses mezők, mint amelynek eredményeként az elektronikus sugarat másodpercenként fut 625-szor a képernyőn balról jobbra, és egy alkalommal - fentről lefelé (ábra. 253) .

A gerenda mozgása során az elektronikus gerenda aktuális erejének első sora mentén a vevő által a távadó által beérkező jelet az első sorban az átviteli csőbe mozgatja; Ha a fénysugár az áram második sorában mozog a sugáron, akkor a jel szabályozza a jelet a második vonalról stb. Ennek eredményeként ugyanaz a kép a TV képernyőjén, amely az átadócső lencséjére épül képernyő. A keretek másodpercenként 25 képkockájú gyakorisággal helyettesítik egymást, a szekvenciát az egymással nagyméretű képsebességgel helyettesítjük az emberi szem, mint folyamatos mozgás.

A televíziós adásokat 50 MHz-től 230 MHz-ig tartják. Ebben a tartományban az elektromágneses hullámok szinte csak a közvetlen láthatóság korlátai között érvényesek. Ezért az átruházás biztosítása érdekében televíziós jelek A magas antennák távoli távolságokra épülnek. A sugárzóantennából a Központi Tévéstúdióban a Szovjetunió telepítve van a tetején a torony magassága Osztankinói ilyen magasság biztosítja a televíziós adás vételére fogaskerekek távolsága akár 120 km-re Moszkvában.

A televíziós jelek átvitelét országunk bármely pontjára a Föld relé mesterséges műholdak segítségével végezzük az Orbit rendszerben.

A színes képek átvitele és vétele komplex televíziós rendszereket igényel. Egy adócső helyett három csövet kell használni, amely három monokromatikus képet továbbít, piros, kék és zöld színű képeket.

A fekete-fehér TV-vel ellentétben a színes TV-képernyőt három fajtás foszforok kristályai borítják. Néhány kristályt piros fényben piros fényben hajtanak fel, mások kékek, a harmadik pedig zöld. Ez a kristályok szigorú sorrendben vannak a darun. A jelek a televíziós adóból származnak a három elektronsugaras fegyverhez.

A színes TV képernyőjén három piros, zöld és kék színű kép készült egyidejűleg. A kis izzó pontokból álló képek kivetését az emberi szem, mint többszínű kép, az összes színárnyalat. A kristályok egyidejű ragyogása egy helyen kék, piros és zöld, fehér színű szemmel érzékelhető; Ezért a fekete-fehér képeket a színes televízió képernyőjén lehet elérni.

Rádióhullámok eloszlása.

A rádiókommunikáció hosszú közepes rövid és ultrashort hullámokon történik. A különböző hullámhosszú rádióhullámokat a Föld felszínén különböztetik meg.

A diffrakció miatt hosszú hullámok messze túlmutatnak a látható horizonton; A rádió hosszú hullámokra történő továbbítását nagy távolságokon lehet az antenna közvetlen láthatóságán kívül.

Az átlagos hullámok kevesebb diffrakció a Föld felszínén, és a diffrakciónak köszönhetően kisebb távolságok miatt a közvetlen láthatóság határán túl vannak. A rövid hullámok még kevésbé képesek diffrakcióra a föld felszínén, de bárhol a talajfelületen vehetők igénybe. A rövid rádióhullámok széles körű terjedését az átviteli rádióállomáson keresztül az ionoszféra tükrözésének képességével magyarázza.

Az ionoszférát a légkör felső részének nevezik, amely körülbelül 50 km távolságból kezdődik a Föld felszínétől és

interplanetáris plazmákba való futás 70-80 ezer km távolságban. Az ionoszféra egyik jellemzője nagy koncentráció az Ingyenes töltésű részecskék és elektronok. A légkör felső rétegének ionizációját a Nap ultraibolya és röntgensugárzásával hozták létre. A szabad elektronok mennyiségének maximális értéke az elektronok ionoszférájában egy köbcentiméterben 250-400 km-es magasságban érhető el a Föld felszínétől.

A Föld légkörének vezetőképes rétege - az ionoszféra képes elnyelni és tükrözni az elektromágneses hullámokat. Az ionoszférából a hosszú rádióhullámok jól tükröződnek. Ez a jelenség a diffrakcióval együtt növeli a hosszú hullámok eloszlásának tartományát. Jól tükröződik az ionoszféra és a rövid rádióhullámok. Többszörös visszaverődés rövid rádióhullámok az ionoszféra és a földfelszín teszik lehetővé rádiókommunikációs rövid hullámok között olyan pontok a földön (ábra. 254).

Az ultra-csavaros hullámokat (VHF) nem tükrözi az ionoszféra, és a diffrakció következtében nem növeli a Föld felületét (255. Ezért a VHF kommunikációja

csak az adóantenna közvetlen láthatóságát végzik.

Radar.

Nagy szerepet játszik a modern tengeri flottában, a légi közlekedésben és a kozmonautics radar kommunikációjában. A radar alap a vezetőképes testek rádióhullámának visszaverődésének tulajdonsága.

Ha a rádió adó be van kapcsolva egy nagyon rövid idő alatt, és kapcsolja ki, akkor lehet lehet regisztrálni a visszatérő rádióhullámok visszaverődik a vezető tel el a rádió állomást a rádióvevő.

Mérés az elektronikus berendezések használatával, az időintervallum időtartama az elektromágneses hullámok küldésének és visszaküldésének időpontja között, meghatározhatjuk a rádióhullámok által átadott utat: ahol C az elektromágneses hullám sebessége. Mivel a hullámok áthaladtak a testhez és hátra, a testtől való távolság, ami tükrözi a rádióhullámot, így egyenlő az így:

Ha nem csak a testtől való távolságot, az űrben lévő pozícióját határozza meg, akkor egy rádiós hullámot szűk vezérlésű sugárral kell elküldeni. A rádióhullámok keskeny kötegét olyan antenna segítségével hoztuk létre, amelynek alakja, amely a gömb alakú. Ahhoz, hogy a radar antenna létrehozhasson egy keskeny vezérlésű rádióhullámokat, az ultra csavaros hullámokat a radarban használják

Ha például a repülőgép helyét meghatározná, a radar antenna a repülőgépre irányul, és nagyon rövid idő alatt elektromágneses hullámgenerátort tartalmaz. Az elektromágneses hullámok tükröződnek a repülőgépről, és visszatértek a radarba. A visszavert rádiójel ugyanazt az antennát fogja meg, amely le van kapcsolva az adóból, és csatlakozik a vevőhöz (256. ábra). A radar antennájának forgásszögén meghatározzák a repülőgép irányát. A síkra telepített radar lehetővé teszi a rádióhullámok áthaladásának idejét a Föld felszínére, és mérni a repülőgépet, amelyen a repülőgép található.

A víz és a szárítás, a száraz és nedves talaj, a városi szerkezetek és a közlekedési kommunikáció különböző módon tükrözi a rádióhullámokat. Ez lehetővé teszi a radareszközök segítségével sík segítségével, nemcsak a távolság mérésére

a Föld felületei, hanem egyfajta radarterületet kapnak, amely fölött a sík repül. A légijármű-pilóta ezen a térképe nappal és éjszaka kap, tiszta időben és folyamatos felhősséggel, mivel a felhők nem akadályozzák az elektromágneses hullámokat.

A radar módszerek a talajtól a Louis-hoz és a Mercury, a Venus, a Mars és a Jupiter bolygók legpontosabb mérését eredményezték.

Bizonyították, hogy az elektromágneses energiát rádióhullámok formájában lehet küldeni, amelyek a légkören áthaladnak a sebességgel. Ez a felfedezés segített a rádiókommunikáció elveinek kidolgozásában, amelyeket ma használnak. Ezen túlmenően, a tudós bebizonyította, hogy a rádióhullámok van egy elektromágneses természetét, és fő jellemzője az a frekvencia, amelyen az energia között változik az elektromos és mágneses mezők. A Hertz (Hz) frekvenciája a λ hullámhosszához kapcsolódik, ami a rádióhullám egy oszcilláción belül áthalad. Így a következő képletet kapjuk: λ \u003d c / f (ahol c egyenlő a fénysebességgel).

A rádiókommunikációs elvek a rádióhullám-hordozók átadásán alapulnak. Hang- vagy digitális adatokat tudnak továbbítani. Ehhez a rádióállomásnak rendelkeznie kell:

Az információ villamos jelekké (például mikrofon) gyűjtésére szolgáló eszköz. Ezt a jelet a szokásos hangtartományban a fő frekvenciasávnak nevezik.

Modulátor a kiválasztott jel sávszélességben

Adó, jel, amely az antennához küldi.

Antenna a vezetőképes villamosenergia-rúdból egy bizonyos hosszúságú, amely elektromágneses rádióhullámot bocsát ki.

Jelerősítő a vevő oldalon.

Egy demodulátor, amely képes lesz visszaállítani a beérkezett rádiójeltől.

Végül az átvitt információk lejátszására szolgáló eszköz (például hangszóró).

A rádiókommunikáció modern elve a múlt század elején került kialakításra. Abban az időben a rádiót főként hang és zene fejlesztették ki. De hamarosan lehetőség volt a rádiókommunikáció elveinek felhasználására a bonyolultabb információk továbbítására. Például a szöveg. Ez a Morse távíró találmányához vezetett.

A hang, a zene vagy a távíró közös, hogy az alapinformációk titkosítva vannak, amelybe az amplitúdó és a frekvencia (Hz) jellemzi. Az emberek 30 Hz-es és körülbelül 12 000 Hz-es hangokat hallhatnak. Ezt a tartományt hangspektrumnak nevezik.

A rádiófrekvenciás spektrum különbözõre oszlik, amelyek mindegyike specifikus jellemzői vannak a légkörben való sugárzás és csillapítás tekintetében. Kiadja az alábbi táblázatban leírt kommunikációs alkalmazást, amely más tartományban működik.

Nehéz elképzelni ma, ami az emberiséget rádió kommunikáció nélkül teszi lehetővé, amely számos modern eszközben találta. Például a rádiókommunikáció és a televízió elveit használják mobiltelefonok, billentyűzet, GPRS, Wi-Fi, vezeték nélküli számítógépes hálózatok stb.

Az angol tudós James Maxwell alapján a tanulmány a kísérleti munka Faraday villamosenergia- kifejezve egy hipotézist, hogy létezik a különleges hullámok természete képes terjedni vákuumban. Ezek a hullámok Maxwellnek nevezték az elektromágneses hullámokat. Szerint a Maxwell-ötlet: minden változás az elektromos mező, egy örvény mágneses tér jön létre, és éppen ellenkezőleg, minden változást a mágneses mező van egy örvény elektromos mező. Miután a folyamat kölcsönös generációs mágneses és elektromos mezők folyamatosan tovább és elfog minden újabb és újabb területek a környező térben (ábra. 42). Az elektromos és mágneses mezők kölcsönhatásának folyamata kölcsönösen merőleges síkokban történik. A váltakozó elektromos mező vortex mágneses mezőt generál, a váltakozó mágneses mező vortex elektromos mezőt generál.

Az elektromos és mágneses mezők nem csak anyagi, hanem vákuumban is létezhetnek. Ezért lehetségesnek kell lennie az elektromágneses hullámok vákuumban történő szaporítása.

Az elektromágneses hullámok előfordulásának feltétele az elektromos díjak gyorsított mozgása. Tehát a mágneses mező változása megtörténik

Amikor a karmester jelenlegi változásai, és az aktuális változás akkor következik be, amikor a töltési sebességváltozások, azaz a gyorsítással mozognak. Az elektromágneses hullámok vákuumban történő szaporításának sebessége Maxwell szerint körülbelül 300 000 km / s értékkel kell rendelkeznie.

Ez az első alkalom, egy elektromágneses hullám fizikus Heinrich Hertz kapott elektromágneses hullámokat, míg a magas frekvenciájú szikrafogóval (Hertz vibrátor). A Hertz kísérletileg meghatározta az elektromágneses hullámok sebességét. A Waves Maxwell hullámának elméleti meghatározásával egybeesett. A legegyszerűbb elektromágneses hullámok olyan hullámok, amelyekben az elektromos és mágneses mezők szinkron harmonikus oszcillációt hoznak létre.

Természetesen az elektromágneses hullámok a hullámok fő tulajdonságai vannak.

A hullámok tükröződésének törvénye alá tartoznak: az esés szöge megegyezik a visszaverődés szögével. Ha egy közegről a másikra költözik, a hullámok töréshatása le van tiltva: a fénysugárzás szögének csökkenésének szögének aránya az érték aránya a média két adatainak és a Az elektromágneses hullámok sebessége az első tápközegben az elektromágneses hullámok sebességét a második környezetben, és a második média törésmutatója az elsőhez képest.

Az elektromágneses hullámok diffrakciójának jelensége, azaz az átterjedésének irányának átirányításának eltérése az akadály, vagy a lyuk áthaladásánál megfigyelhető. Az elektromágneses hullámok képesek interferenciára. Az interferencia a koherens hullámok kivetésére való képességének képessége, amelynek eredményeképpen a hullámok egyes helyeken fokozódnak egymás mellett, és más helyeken leállt. (A koherens hullámok hullámok, ugyanolyan frekvencia az oszcilláció.) Az elektromágneses hullámok diszperziós, vagyis ha az elektromágneses hullámok tápközegének törésmutatója a frekvenciájuktól függ. Kísérletek az elektromágneses hullámok átvitelével két rács rendszeren keresztül azt mutatják, hogy ezek a hullámok keresztirányúak.

Ha az elektromágneses hullámot szaporítják, az e és a mágneses indukció vektorai merőlegesek a hullám terjedésének irányába, és egymástól függően egymásra (43. ábra).

Az elektromágneses hullámok gyakorlati felhasználásának lehetősége a vezetékek nélküli kommunikáció kialakítására 1895. május 7-én bizonyították. Orosz fizikus A. Popov. Ez a nap a rádió napja. A rádiókommunikáció elvégzéséhez biztosítani kell az elektromágneses hullámok sugárzásának lehetőségét. Ha az elektromágneses hullámok a tekercsből és a kondenzátorból a kontúrban fordulnak elő, akkor a változó mágneses mező a tekercsre fordul, és a váltakozó elektromos mező koncentrálódik a kondenzátor lemezek között. Ezt az áramkört zártnak nevezik (44. ábra, A).

A zárt oszcilláló áramkör gyakorlatilag nem sugárzik az elektromágneses hullámokat a környező térbe. Ha a kontúr egy lapos kondenzátor tekercsből és két lemezből áll, akkor ezek a lemezek nagy szögben vannak telepítve, annál szabadon üres az elektromágneses mező a környező térben (44. ábra, B). Az ismertetett oszcillációs áramkör határcsatorna a lemezek eltávolítása a tekercs ellentétes végein. Az ilyen rendszert nyitott oszcillációs áramkörnek nevezik (44. ábra, B). A valóságban a kontúr egy tekercsből és egy hosszú vezetékes antennából áll.

A sugárzott energiájának energiája (a sikertelen oszcillációs generátor segítségével) az antenna áramlási ingadozásainak azonos amplitúdójának generátorának segítségével) arányos az oszcilláció gyakoriságának negyedik fokával. A tíz, több száz és több ezer Hertz frekvenciáján az elektromágneses oszcilláció intenzitása elhanyagolható. Ezért az elektromágneses hullámokat a rádió- és televíziós kommunikáció elvégzésére használják, amely több százezer hertz és több száz megahertz.

A rádiós beszéd, a zene és más hangjelek továbbítása a nagyfrekvenciás (hordozó) oszcilláció különböző típusú modulációval. A moduláció lényege, hogy a generátor által termelt nagyfrekvenciás oszcillációt az alacsony frekvenciájú törvény megváltoztatja. Ez a rádióadás egyik alapelve. Egy másik elv a fordított folyamat - kimutatás. Ha a kapott rádió vevőtől kapott rádió, a modulált jelet hangos alacsony frekvenciájú oszcillációval kell szűrni.

A rádióhullámok használatával az átvitel nemcsak audiojelek, hanem objektumok képeit is továbbít. Nagy szerepet játszik a modern tengeri flottában, a repülésben és a kozmonautics radarral. A radar alap a vezetőképes testek hullámainak visszaverődésének tulajdonsága. (A dielektromos felületről az elektromágneses hullámok rosszul tükröződnek, és a fémek felszínéből szinte teljesen teljesen.)