Как осуществляется радиосвязь

Как осуществляется радиосвязь

Радио, телевидение, мобильная и спутниковая связь – мы сталкиваемся с ними практически ежедневно. В их основе лежит способ беспроводной передачи информации с помощью радиоволн, который называют радиосвязью.

Принцип радиосвязи довольно прост. От передающего устройства, состоящего из радиопередатчика и передающей антенны, радиоволны через открытое пространство достигают приёмного устройства, включающего в себя приёмную антенну и радиоприёмник.

Как осуществляется радиосвязь

Радиопередающее устройство

Как осуществляется радиосвязь

В радиопередатчике формируются радиосигналы – электрические колебания определённой частоты и амплитуды.

Основные узлы радиопередающего устройства: задающий генератор, модулятор, усилитель мощности, передающая антенна.

Основная задача радиопередающего устройства – отправить в пространство радиоволны. Их создают с помощью задающего генератора. Почему его называют задающим? Дело в том, что он генерирует так называемый несущий сигнал высокой частоты. Сам по себе этот сигнал не несёт никакой информации. Его используют для передачи (переноса) основного информационного сигнала, например, звукового или видеосигнала.

К примеру, нам необходимо передать с помощью радиосвязи речь или музыку, то есть звук. Его мы преобразуем в электромагнитные колебания с помощью микрофона. Но сигнал звуковой частоты сам по себе является низкочастотным колебанием и не способен преодолевать большие расстояния. Поэтому для его передачи в пространстве используют радиоволны высокой частоты. Это напоминает ситуацию, когда для быстрого перемещения в пространстве мы пользуемся различными высокоскоростными средствами – поездом, автомобилем или самолётом. Звук в нашей ситуации – пассажир, а роль транспорта выполняют высокочастотные радиоволны.

Но каким образом радиоволны переносят звуковой сигнал?

Это происходит при помощи модуляции. В этом процессе один или несколько параметров (амплитуда, частота или фаза) высокочастотного колебания, называемого несущим, изменяется по закону сигнала низкой частоты, который требуется передать. Этот сигнал называют модулирующим, или управляющим. Устройство, которое изменяет эти параметры, называется модулятором.

Как осуществляется радиосвязь 

В радиосвязи в качестве несущих применяются высокочастотные гармонические колебания. Моделирующими являются колебания звуковой частоты и видеосигналы. В результате модуляции модулирующее колебание «сажают» на несущее высокочастотное колебание. Сигнал для радиопередачи сформирован. Но он может быть довольно слабым. Поэтому его мощность увеличивают с помощью усилителя мощности. Чаще всего это внешний источник энергии.

Передающая антенна преобразует усиленный сигнал в радиоволны и излучает их в пространство.

Радиоприёмное устройство

Как осуществляется радиосвязь

Радиоволны путешествуют в пространстве свободно. Но вот на своём пути они встречают антенну радиоприёмного устройства. Что же происходит дальше? А дальше в антенне наводятся электрические колебания высокой частоты. Но радиоприёмник не должен принимать все радиоволны. В пространстве их существует огромное количество. И для того чтобы радиостанции могли вести трансляцию, не мешая друг другу, каждой из них выделяется определённая частота или длина волны. Выделить сигналы конкретной радиостанции и отделить их от посторонних сигналов, называемых помехами, - основная задача радиоприёмного устройства. Эту задачу в радиоприёмнике решает колебательный контур, выделяющий ту полосу радиочастот, на которую он настроен.

После этого сигнал демодулируют, то есть разделяют несущую и модулирующую частоту. А затем несущую частоту, которая и помогла доставить основной, управляющий, сигнал, отфильтровывают. В результате остаётся основной сигнал. Конечным шагом является преобразование этого сигнала в исходный - звук, изображение или сигнал для управления каким-то устройством, например, телетайпом.

Очень часто радиопередатчик и радиоприёмник используются совместно. В этом случае они называются радиостанцией.

Применение радиосвязи

Как осуществляется радиосвязь

Радиосвязь появилась в конце XIX века. Интересно, что известный немецкий физик Генрих Рудольф Герц, открывший радиоволны в результате своих экспериментов в 1888 г., не понимал, где они могут найти практическое применение. И хотя принципы радиосвязи были описаны английским физиком Уильямом Круксом в 1892 г., её развитие началось только в 1895 г., когда русский физик Александр Степанович Попов продемонстрировал созданный им приёмник радиосигналов. Это произошло 7 мая. И этот день по праву можно считать днём рождения радиосвязи. 24 марта 1896 г. прибор Попова принял радиограмму, состоявшую всего лишь из двух слов: «Генрих Герц». Передатчик и приёмник находились недалеко друг от друга – в соседних аудиториях. Но это была первая в мире радиограмма.

В 1896 г. итальянский изобретатель Гульельмо Маркони, также считающийся изобретателем радио, осуществил с помощью радиоволн передачу радиограммы на расстояние 3 км. Кстати, для передачи радиосигнала он использовал излучатель электромагнитных волн, созданный Герцем для своих опытов, подтверждающих существование радиоволн. А приёмником служил прибор Попова.

Далее развитие радиосвязи пошло очень быстро. Радиосвязь стали использовать на флоте для передачи информации между военными кораблями и берегом. Благодаря радиосвязи в 1900 г. были спасены 27 рыбаков, оказавшихся на льдине.

В 1901 г. Маркони организовал первую радиотелеграфную передачу через Атлантический океан.

В наше время радиосвязь применяется практически во всех сферах деятельности человека. Без неё невозможно представить современную жизнь. Ведь радиосвязь – это не только радио. Телевидение, сотовая, радиотелеграфная, радиотелефонная связь, Wi-Fi – это далеко не полный перечень разновидностей радиосвязи. Без неё невозможно управлять космическими кораблями и межпланетными станциями. Её используют в своей работе геологи, спасатели, военные, моряки, авиаторы, железнодорожники, водители, служба пожарной охраны и др.

В эфире радиостанция…

Как часто, включая радиоприёмник, мы слышим фразу: «В эфире радиостанция…». Но мало кто знает, что некоторые физики, в числе которых находился и Никола Тесла, были уверены, что радиоволны распространяются не в пустоте, а в некой материальной среде, которую они называли «эфиром». По этому поводу между ними было много споров. Сейчас мы знаем, что никакого эфира не существует. Но в память о тех далёких временах, когда радиосвязь только зарождалась, нам и осталось это выражение, которым дикторы начинают некоторые радиопередачи.