Jl. Радиовещание
*66. Радиовещание. Принципы телевидения
В современной технике используются радиоволны различных частот. Классификация радиоволн по длинам волн и частотам приведена в таблице 9.
Таблица 9
| Наименование волн | Диапазон частот, Гц | Диапазон длин волн, м |
|---|---|---|
| Сверхдлинные (СДВ) | < 3·104 | > 1⋅104 |
| Длинные (ДВ) | 3·104 — 3·105 | 1⋅103 — 1⋅104 |
| Средние (СВ) | 3·105 — 3·106 | 1⋅102 — 1⋅103 |
| Короткие (KB) | 3·106 — 3·107 | 1⋅101 — 1⋅102 |
| Ультракороткие (УКВ): | 3·107 — 3·1011 | 0,001 — 1⋅101 |
| Метровые | 3·107 — 3·108 | 1 — 1⋅101 |
| Дециметровые | 3·108 — 3·109 | 0,1 — 1 |
| Сантиметровые | 3·109 — 3·1010 | 0,01 — 0,1 |
| Миллиметровые | 3·1010 — 3·1011 | 0,001 — 0,01 |
Радиоволны сильно отличаются по своим свойствам. Например, длинные и средние волны хорошо огибают естественные препятствия. Но на средних волнах дальность приема резко отличается днем и ночью. Это связано с тем, что средние волны сильно поглощаются нижним слоем ионосферы 2 и отражаются от более отдаленного слоя 1 (рис. 222, а). Дальность их приема сильно возрастает ночью, так как из-за отсутствия солнечного излучения нижний слой ионосферы 2 пропадает.
Короткие волны отражаются от ионосферы и, таким образом, многократно отражаясь от поверхности Земли и ионосферы 1 (рис. 222, б), могут распространяться на очень большие расстояния.
- Советский радист Э. Кренкель, находясь в северной полярной экспедиции в 30-е годы XX в., с помощью маломощной радиостанции установил связь с австралийскими радистами.
Ультракороткие волны пропускаются ионосферой и не огибают препятствия. Осуществление связи такими волнами возможно только в пределах прямой видимости. Это привело к сооружению гигантских (400-500 м высотой) телевизионных башен, электромагнитные волны с которых могут попадать в приемники, находящиеся от них на расстоянии порядка 70-80 км. Только использование спутников на различных орбитах решило вопрос с приемом теле- и радиопередач и телефонных сообщений в любых уголках Земли.
- Останкинская телебашня имеет высоту 535 м и позволяет вести прием телевизионных передач на расстоянии до 120 км от Москвы.
Области использования радиоволн:
- радиовещание — передача речи, музыки на длинных, средних, коротких, ультракоротких волнах метрового диапазона;
- радиосвязь — передача на расстояние телеграфных сигналов и телефонных разговоров на ультракоротких волнах метрового и дециметрового диапазонов;
- телевидение — передача на расстояние изображения (аудио- и видеосигналов) на ультракоротких волнах метрового и дециметрового диапазонов;
- радиолокация — обнаружение и определение положения различных объектов на волнах метровых, дециметровых, сантиметровых и миллиметровых диапазонов;
- радиоастрономия — исследование с помощью радиотелескопов (рис. 223) космических объектов по их ультракоротковолновому излучению.
Для радиолокации используются ультракороткие радиоволны, длина которых лежит в метровом, дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах, вследствие того, что:
- необходимы приемлемые размеры антенн радиолокатора;
- размеры исследуемых объектов больше или сравнимы с длинами радиоволн;
- чем меньше длина волны, тем легче обеспечить формирование достаточно короткого импульса;
- ультразвуковые волны слабо поглощаются атмосферой независимо от погодных условий.
Радар (радиолокатор) — прибор, представляющий собой комбинацию ультракоротковолнового радиопередатчика и приемника. С помощью общей антенны для приема и передачи создается остронаправленный радиолуч. Излучение осуществляется короткими импульсами длительностью порядка 10–6 с. Импульсы отражаются от предметов, позволяя после приема и обработки сигнала установить расстояние до предмета, скорость и направление его движения.
Важнейшим преимуществом радиолокации является независимость работы радаров от погодных условий и времени суток.
Принципы телевидения
Радиоволнами осуществляется передача на расстояние изображений предметов. На телевизионной станции производится преобразование передаваемого изображения в последовательность электрических сигналов. Сигнал изображения модулирует несущие высокочастотные колебания. Эти колебания излучаются антенной в виде радиоволн и передаются на большое расстояние. Они принимаются антенной телевизора. В результате детектирования снова получается электрический сигнал изображения. Он преобразуется в видимое изображение на экране кинескопа телевизора. Вместе с сигналом изображения передаются и звуковые сигналы.
Телевизионные передачи ведутся в диапазоне от 50 МГц до 230 МГц, в котором волны распространяются только в пределах прямой видимости.
Литература
Жилко, В.В. Физика: учеб. пособие для 11-го кл. общеобразоват. учреждений с рус. яз. обучения с 12-летнми сроком обучения (базовый и повышенный)/ В.В. Жилко, Л.Г. Маркович. — Минск: Нар. Асвета, 2008. — С. 262-265.
