Реферат: История возникновения радио и радиолокации

Между тем, ученики А. С. Попова продолжали подготовку кадров радиоспециалистов. Их выпускали два высших воен­ных училища — Офицерская электротехническая школа в Пе­тербурге и Минный офицерский класс в Кронштадте, а также Петербургский электротехнический институт. Русские инже­неры работали на радиотелеграфном заводе Морского ведом­ства, служили во флоте, на радиостанциях почтового ведом­ства и в армейских радиодивизионах.

Такое прогрессивное начинание, как организация русского радиотелеграфного завода Морского ведомства, проложило себе дорогу, несмотря на многочисленные препятстви. Война, нарушив эти свя­зи, активизировала русских радиоспециалистов. В условиях старой России это оживление могло быть только временным, так как царское правительство не намеревалось менять свое отношение к отечественной промышленности и закрывать дос­туп на русский рынок иностранным фирмам. Продолжал даже работать, не будучи национализированным, завод немецкой фирмы «СнменсТальекс», так как он именовался «русским»,

В годы первой мировой войны в радиотехнике начался один из тех редких технических переворотов, которые на первых порах ничем не примечательны. Этот переворот в радио­технике был произведен электронной лампой.

Впервые такую лампу с двумя электродами — накаленной нитью и анодом — предложил в 1904 году английский ученый Флеминг как новый прибор для детектирования электро­магнитных волн. Истинные возможности электронной лампы были открыты лишь в 1906 году, когда американский инженер Ли де Форест ввел в нее третий электрод — управляющую сетку. Такая лампа могла уже работать в качестве усилителя слабых колебаний, а затем (с 1913 года) и в качестве возбу­дителя (генератора) незатухающих колебаний.

Во время войны на Тверской военной радиостанции группа военных радиоинженеров (В. М. Лещинский, М. А. Бонч-Бруевич, П. А. Остряков) с помощью ученика Попова про­фессора В. К. Лебединского начали изготовлять отечествен­ные радиолампы и строить приемники для приема незатухаю­щих колебаний. Применение электронных ламп как бы откры­ло окно в стене: зазвучали отдаленнейшие станции, прием ко­торых оказался возможным благодаря усилению слабых сиг­налов электронной лампой. Маленький генератор с электрон­ной лампой (гетеродин) упростил задачу приема незатухаю­щих колебаний.

Все же появление электронных ламп вначале не сказалось на направлении развития дальней радиосвязи. Во время вой­ны стало ясно, что проволочные и кабельные линии очень не­прочны, поэтому после первой мировой войны фирмы многих государств возобновили строительство мощных машинных и дуговых радиостанций.

В таком состоянии радиотелеграфная связь находилась до Октябрьской революции. После революции и окончания первой мировой и гражданской войн началось развитие радиотех­ники на базе электронных приборов. Это соединение изобре­тения Попова с электроникой дало возможность осуществить массовое радиовещание, кругосветную радиосвязь и ряд но­вых видов радиосвязи.

Радиовещание

В 10 часов утра 7 ноября 1917 года радиостанция на борту крейсера «Аврора» передала радиограмму о крушении бур­жуазного строя и об установлении в России Советской власти

Ночью 12 ноября мощная радиостанция Петроградского военного порта передала обращение Ленина по радио: «Всем. Всем». С первых дней Октябрьской революции радио было использовано правительством как средство политической информа­ции.

2 декабря 1918 года Ленин утвердил декрет, касаю­щийся радиолабораторин в Нижнем Новгороде. Основные установки декрета сводились к следующему: «Радиолабора­тория с мастерскими рассматривалась как первый этап к орга­низации в России государственного радио­технического института, целью которого является объединить в себе и вокруг себя все научно-технические силы России, работающие в области радио, радиотехнические учебные заве­дения и радиопромышленность».

По всей стране началось строительство радиосети. Радио­станции возникали там, где этого требовали условия новой экономики — в Поволжье, Сибири, на Кавказе. Телеграфное радиовещание, которое вел московский мощный искровой передатчик на Ходынке, передавало ежедневно по 2—3 тыс. слов радиограмм. Эти передачи организовывали жизнь государства в то время, когда была нарушена нормальная работа транспорта и проводной связи.

В Нижнем Новгороде небольшой коллектив (17 человек), переехавший сюда из Тверской радиоприемной станции, орга­низовал перво­классный научно-исследовательский радиоинститут, объеди­нивший крупнейших радиоспециалистов того времени во гла­ве с М. А. Бонч-Бруевичем, А. Ф. Шориным, В. П. Вологдиным, В. В. Татариновым, Д. А. Рожанским, П. А. Остряковым и другими.

В радиолаборатории Нижнего Новгорода уже в 1918 году были разработаны генераторные лампы, а к декабрю 1919 го­да построена радиотелефонная передающая станция мощно­стью в 5 кет. Опытные передачи этой станции имели истори­ческое значение для развития радиовещания. М. А. Бонч-Бруевич писал в декабре 1919 года: «В последнее время я пе­решел к испытаниям металлических реле, делая анод в виде металлической закрытой трубы, которая вместе с тем служити баллоном реле... Предварительные опыты показали, что принципиально такая конструкция вполне возможна...».

Такие лампы с медными анодами и водяным охлаждением впервые в мире были изготовлены М. А. Бонч-Бруевичем в Нижегородской радиолаборатории весной 1920 года. Нигде в мире не было в то время ламп такой мощности; их кон­струкция явилась классическим прототипом для всего после­дующего развития техники генераторных ламп и до настоя­щего времени составляет основу этой техники. К 1923 году Бонч-Бруевич довел мощность генераторных ламп с водяным охлаждением до 80 кВт.

Для обеспечения радиосвязей с другими государствами профессор В. П. Вологдин в той же Нижегородской радиола­боратории построил машину высокой частоты мощностью 50 кВт, которая была установлена на Октябрьской радиостан­ции (б. Ходынской) в 1924 году и заменила искровой пере­датчик. В 1929 году на этой же станции начала работать ма­шина высокой частоты В. П. Вологдина мощностью 150 кет.

Ведя огромную работу, направленную на выполнение пра­вительственных заданий, советские радиотехники сумели осу­ществить оригинальные теоретические исследования. Приме­ром могут служить работы профессора В. М. Шулейкина по расчету емкости антенн, расчету излучения антенн и рамок и распространению радиоволн, работы Н. Н. Луценко о емко­сти изоляторов, И. Г. Кляцкина о методах повышения полез­ного действия антенн, экспериментальные работы Б. А. Вве­денского с очень короткими волнами.

Значительные успехи были достигнуты в СССР в области радиовещания. В 1933 году начала работу радио­станция имени Коминтерна мощностью 500 кВт, опередившая по мощности на 1—2 года американское и европейское радиостроительство. Это замечательное сооружение было выпол­нено по системе высокочастотных блоков, предложенной про­фессором А. Л. Минцем и осуществленной под его руковод­ством. На очереди стояла задача создания прямой радиосвязи с Сибирью, Дальним Востоком и Западом.

Кругосветная радиосвязь

Как уже указывалось, задачи обеспечения дальней радио­связи после первой мировой войны на Западе, пытались ре­шить применением мощных длинноволновых радиостанций. Работы В. П. Вологдина с машинами высокой частоты в Ни­жегородской лаборатории и изготовление мощных генерато­ров на советских заводах давали возможность осуществить силами отечественной промышленности строительство сверх­мощных длинноволновых радиостанций. Однако в этот период в радиотехнике вновь назревал очередной технический пере­ворот, имевший первостепенное значение для мирового радио-строительства и требовавший Пересмотра вопроса о выборе длин волн.

Дело в том, что атмосферные помехи на длинных волнах в летние месяцы возрастали настолько, что любое увеличение мощности передающей радиостанции все же не могло обеспе­чить достаточную скорость передачи и надежность связи на больших расстояниях.

С ростом радиотелеграфного обмена оказалось необходи­мым увеличивать число радиостанций, обслуживающих дан­ное направление связи, хотя диапазон длинных волн чрезвы­чайно тесен: без взаимных помех в нем могут одновременно работать не более 20 мощных радиостанций во всем мире. Эти радиостанции давно уже работали, и положение казалось безвыходным.

В 20-х годах опыты радиолюбителей по связи через Атлан­тику на волнах забытого после Попова диапазона (около 1100 м) дали успешные результаты. Атмосферные помехи на таких коротких волнах почти не замечались, и связь осуще­ствлялась при очень небольшой мощности передатчиков (де­сятки ватт). Правда, на этих волнах наблюдались быстрые колебания силы приема (замирания) и не обеспечивалась круглосуточная связь. Тем не менее, эти совершенно неожидан­ные результаты были примечательны.

Опыты, проведенные в Нижегородской лаборатории в 922—1924 годах, показали, что передатчик небольшой мощ­ности 50—100 Ватт, работающий на волне порядка 100 м на антенну в виде вертикального провода Попова, может обеспе­чивать уверенную связь в течение почти всей ночи на расстоя­нии 2—3 тыс. км. Оказалось также, что по мере увеличения расстояния надо уменьшать длину волны.

Изучая особенности коротких волн, М. А. Бонч-Бруевнч с 1923 года последовательно переходил ко все более корот­ким волнам. По мере укорочения волн он обнаружил «мерт­вую зону», то есть область отсутствия приема на некотором расстоянии от передающей станции. За этой зоной начиналась область уверенного приема, простирающаяся на огромные расстояния. Далее оказалось, что очень короткие волны (по­рядка 20 м и еще короче) совсем не были слышны в Таш­кенте и Томске ночью, но обеспечивали совершенно надежную связь с этими городами днем. Это открытие позволяло утверж­дать, что короткие волны от 100 до 15 м практически обеспе­чивают дальнюю радиосвязь в любое время суток и любое время года. Более длинные волны коротковолнового диапазо­на хорошо распространяются зимой и ночью, волны короче — летом, ночью; примерно от 25 м начинаются так называемые дневные волны. Следовательно, 2—3 коротких волны могут обеспечивать практически круглосуточную связь на любое расстояние.Рис. 4. Два пути выбора длин воли для дальней радиосвязи.

Так советские радиотехники решили проблему организациидальней радиосвязи практически на любое расстояние совер­шенно оригинальным способом.

В середине 1926 года и фирма Маркони объявила о своих работах в области коротких волн.

Успехи направленных коротковолновых связей в СССР и Англии побудили и другие страны перейти к коротким волнам. Во многих странах началось строительство мощных коротко­волновых станций для круглосуточной дальней радиосвязи. Благодаря экономичности и уверенности этих связей возросло государственное значение радиосвязи вообще.

Основные недостатки радиосвязи, обнаруженные еще А. С. Поповым, — атмосферные помехи и замирания сигнала, хотя и получили теоретическое объяснение, но не уменьши­лись. Наоборот, с ростом числа радиостанций появились еще и взаимные помехи станций друг другу. Объединение с про­водной связью потребовало от радиосвязи такой же высокой надежности при составлении комбинированных каналов свя­зи, какой обладала связь по проволоке.

Для повышения надежности радиосвязи, особенно после второй мировой войны, применялись многие меры повышения помехозащиты: выбор длин волн с учетом времени дня и года, составление так называемых «радиопрогнозов», прием на не­сколько разнесенных антенн, специальные методы передачи сигналов и др.

Работы академиков А. Н. Колмогорова и В. А. Котельникова заложили теоретические основания помехоустойчивости радиосвязи. В шестидесятых годах был разработан еще один метод: преобразование сигналов в такую форму, в которой они сохраняют свой вид, несмотря на отдельные искажения поме­хами (так называемое помехозащитное кодирование). Создан­ные трудами многих ученых теоретичес