РАДИО

РАДИО, средство передачи различных сигналов электромагнитными колебаниями, распространяемыми или направляемыми в пространстве в форме радиоволн, для осуществления связи, вещания, передачи изображения, контроля и управления на расстоянии, обнаружения различных объектов.

Радио - одно из величайших достижений науки - было изобретено русским учёным Александром Степановичем Поповым в 1895 как средство беспроволочной связи. А. С. Попов впервые установил радио связь телеграфными знаками, применив приёмник с антенной и возбуждая электромагнитные колебания искровым способом. Передача энергии по Р. основана на явлении излучения электромагнитных волн. Теория электромагнитных явлений была разработана Максвеллом в 1873, показавшим, что проводник, по к-рому течёт переменный ток, излучает Е пространство электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью света (300 тыс. км/сек.) Эти волны несут с собой энергию, они поглощаются и отражаются металлами и хорошо пропускаются непроводниками. Теоретические выгоды Максвелла были экспериментально подтверждены Герцем в 1888. но Герц не предвидел возможностей практического применения радиоволн. Принципиальная схема радиосвязи А. С. Попова, которая используется и Б наст. время, сводится в основном к следующему. Электромагнитные колебания, созданные на передающей станции, системой проводов или труб возбуждают электромагнитные волны в окружающем пространстве. Для интенсивного излучения размеры излучающей системы (передающей антенны) д.. б. сравнимы с длиной возбуждаемой волны. Частота электромагнитных колебаний, используемых для этой цели, обычно выше 10 тыс. периодов в секунду (10 тыс. герц). Если передающая антенна ненаправленная, то радиоволны распространяются лучеобразно во все стороны; в случае применения направленных антенн излучение может происходить преимущественно в одном направлении. Электромагнитные колебания, созданные передающей станцией, возбуждают во всех металлических предметах электрические токи. Достигая проводов или труб приёмной антенны, электромагнитные колебания создают в ней токи, к-рые затем обнаруживаются радиоприёмником Если в электромагнитных колебаниях передатчика что-либо изменялось в соответствии с передаваемым сигналом, то этот сигнал воспроизводится в приёмнике. Все передающие радиостанции излучают свою энергию в пространство с определённой, им присвоенной частотой. Радиоприёмные станции выделяют из многочисленных разночастотных колебаний, наводимых в антенне, только те, к-рые необходимо принять.

А. С. Попов и его ученики построили первые ь мире радиостанции на суше и на судах русского военно-морского флота. Опыты Попова были повторены во многих странах, и беспроволочный телеграф получил распространение на всём земном шаре. А. С. Попов умер в 1906. Великое изобретение А. С. Попова в условиях царского самодержавия не получило должного развития. В 1910 морским ведомством организуется радиотехническое депо, в к-ром стали работать лучшие инженеры того времени - М. В. Шулейкин, А. А. Петровский, В. П. Вологдин и др. Россия - родина Р. - до Великой Октябрьской социалистической революции заметно отставала от др. стран по внедрению Р. С первых же дней Великого Октября радио было поставлено на службу народу.

Бурное развитие беспроволочной связи привело к образованию новой отрасли техники - радиотехники. В 1918, по инициативе В. И. Ленина, была создана Нижегородская радиолаборатория. Техническим руководителем лаборатории был назначен М. А. Бонч-Бруевич. Нижегородская лаборатория много сделала для развития советской радиотехники я, в частности, радиовещания. Декреты советского правительства от 21/VII 1918 "О централизации радиотехнического дела" и от 2/ХII 1918 "Положение о радиолаборатории и мастерской НКПиТ", а также письмо В. И. Ленина к И. В. Сталину от 19/V 1922, в к-ром В. И. Ленин указывал на необходимость серьёзной материальной поддержки Нижегородской радиолаборатории для наибольшего ускорения разработки, усовершенствования и производства радиоаппаратуры, обусловили быстрое развитие советской радиотехники. Широкий размах получило в стране радиолюбительство. Радиокружки в городах и сёлах исчисляются десятками тысяч, работают сотни радиоклубов.

Индустриализация страны создала мощную материальную базу для развития советской радиотехники и радиопромышленности. Только в условиях советского общественного строя стали возможны огромные научно-технические и производственные достижения в области развития радио. В радиотехнике применяются колебания с частотами до 0,3·10¹² герц. Советскими учёными радиотехническими методами получены электромагнитные колебания, вплотную подходящие к спектру световых колебаний. Радио - это не только средство связи, радиотехника находит применение в различных областях народного хозяйства. По основным принципам использования Р. области применения радиотехники можно разделить на 3 группы: 1) использование свойств радиоволн; 2) использование сильных электрических и магнитных полей высокой частоты; 3) применение радиотехнических методов.

Свойства радиоволн используются в радиосвязи и электросвязи. Радиотехника дала толчок новым методам высокочастотной связи по проводам. Стационарные средства радиосвязи СССР сосредоточены в основном в Министерстве связи СССР. Протяжённость отдельных линий радиосвязи СССР превышает 6000 км. На магистральных связях применяются направленные антенны, к-рые дают эффект, эквивалентный увеличению мощности передатчика в десятки раз. Нормальная скорость передачи радиограмм составляет 300 слов в минуту. По количеству радиограмм СССР занимает 1-е место в мире; по радио-фототелеграфии передают чертежи, рисунки, фотографии и пр. на большие расстояния. СССР располагает самой передовой техникой радиосвязи.

Широкое применение радиосвязь получила и в с.-х. производстве. Многие совхозы, МТС, животноводческие и др. специализированные станции оснащены совершенной отечественной радиоаппаратурой, позволяющей поддерживать двустороннюю связь центр. усадьбы за десятки километров с тракторными бригадами, участковыми агрономами, отделениями, фермами, с бригадами, передвигающимися с гуртами и отарами по летним и зимним пастбищам. Постановлением Совета Министров СССР и ЦК КПСС "О мерах по дальнейшему улучшению работы машинно-тракторных станций" (1953) предусмотрена организация во всех МТС диспетчерской службы с использованием радиостанций и телефонной связи и поставка в 1954 - 55 гг. для МТС 45000 радиостанций "Урожай". Орг-ция диспетчерской радиосвязи между центр. усадьбой и бригадами позволяет принимать их сообщения о ходе полевых работ и передавать указания дирекции. Диспетчерская служба (см. Диспетчеризация) является важным средством улучшения оперативного руководства с.-х. предприятий (МТС, совхоза). Для связи тракторных бригад, работающих в поле, с центр. усадьбой применяют небольшую передвижную радиостанцию "Урожай" (рис.), к-рая может быть установлена на тракторе. Питание радиостанции производится от аккумуляторов (см. Аккумулятор электрический), дающих напряжение 12 в. Радиостанция надёжна в работе, проста по управлению и может обслуживаться неквалифицированным оператором, но предварительно проинструктированным спец. техником. Радиостанция позволяет осуществить двустороннюю или одностороннюю связь. При одновременной работе передатчика и приёмника предусмотрена возможность подключения радиостанции к местной телефонной сети. На рис. показаны два основных блока радиостанции: приёмопередатчик 1 и блок питания 2 с преобразователем низкого напряжения аккумуляторов в высокое (ок. 200 в), к-рым питаются анодные цепи ламп. Обычно приём и передача ведутся при помощи микротелефонной трубки 3. При коллективном слушании передачи к радиостанции можно подключить громкоговоритель. Настройка приёмника и передатчика радиостанции строго фиксированы. Выпускается радиостанция сериями, настроенными на различные частоты. Каждая станция может работать на двух частотах, стабилизированных кварцами. Серии радиостанций условно обозначаются буквами Л, М, Н, О, П, Р. Серия Л имеет стабилизированные частоты 2740 и 2284 килогерца; серия М - 2720 и 2264 килогерца, серия Н - 2700 и 2244 килогерца и т. д. При орг-ции диспетчерской связи радиостанция усадьбы МТС, совхоза д. б. центральной, командной радиостанцией, руководящей всеми радиостанциями района (МТС, совхоза). Все радиостанции района д. б. одной серии. Чтобы избежать помех в работе, желательно иметь в смежных р-нах радиостанции разных серий. Радиостанции одной и той же серии практически не мешают друг другу, если они удалены на расстояние св. 100 км. Радиостанция работает с двумя антеннами, отдельными для передатчика и для приёмника. Дальность связи в основном зависит от длины передающей антенны. При антеннах длиной 4 - 6 м можно установить надёжную связь до 10 - 15 км. Нормальная длина антенны радиостанции 15 м, при этом надёжная связь в дневное время устанавливается на расстояние до 30 км; связь должна вестись по расписанию (графику). Перемена рабочей частоты к.-л. радиостанции не должна производиться иначе, как по указанию центральной радиостанции. Все спец. вопросы орг-ции радиосвязи и эксплуатации радиостанций в районе МТС, совхоза и специализированных станций д. б. поручены спец. ответственному лицу - радиотехнику. При орг-ции и ведении радиосвязи необходимо руководствоваться инструкцией.

Радиостанция 'Урожай': 1 - приёмопередатчик; 2 - блок питания (умформер); 3 - микротелефонная трубка

Огромное значение для жизни страны имеет радиовещание. Это неоднократно подчёркивал в своих выступлениях В. И. Ленин. Коммунистическая партия и Советское правительство проявляют постоянную заботу об улучшении обслуживания населения средствами радио. За годы пятилеток в СССР построено много мощных радиовещательных станций. По общей мощности радиовещательных станций СССР занимает 1-е место в мире и имеет самые мощные радиовещательные станции. Приёмная сеть советского радиовещания состоит из индивидуальных радиоприёмников и радиотрансляционных узлов. Радиопромышленность выпускает радиоприёмники, превосходящие по своим качествам иностранные. Радиотрансляционные узлы производят радиоприём вещательной программы и транслируют её по проводам к абонентам. В тысячах районных и сельских радиоузлов перед микрофонами выступают передовики колхозного производства, передающие свой опыт борьбы за высокие урожаи с.-х. культур, за рост жив-ва и повышение его продуктивности. Радио прочно вошло в повседневный быт трудящихся. Только за 1950 - 53 в колхозах было построено несколько тысяч новых радиоузлов. Радиоузлы в МТС, совхозах и колхозах широко используются для пропаганды передового опыта лучших механизаторов, организации соц. соревнования. Передаются по радио выступления коллективов художественной самодеятельности, выпускаются радиогазеты.

Телевидение - видение на расстояние - позволяет передавать на расстояние подвижные изображения, чёткость к-рых близка к чёткости, наблюдаемой в кино. Большую роль в создании современного телевидения сыграли работы русских учёных: А. Г. Столетова, Б. Л. Розинга, С. И. Катаева и др. Московский, Ленинградский, Киевский и др. телевизионные центры ведут регулярные передачи из студий, театров, со стадионов и др. мест. Телевидение прочно вошло в быт населения ряда крупных городов и заслуженно пользуется большой популярностью как новое средство повышения культурного уровня народа. Советские телевизионные центры по своим качественным показателям значительно превосходят телевизионные сооружения Америки и Зап. Европы.

Радиотелемеханика использует электромагнитные волны для управления различными механизмами на расстоянии. Она применяется, напр., при управлении ракетами, самолётами, пароходами.

Радиолокация - определение положения предмета радиосигналами. Радиолокационная установка дальнего действия обнаруживает самолёт, напр., на расстоянии до 200 км и определяет его местоположение с точностью до 5 км. Радиолокатор, применяемый для корректировки стрельбы, имеет радиус действия до 30 км, но зато погрешность при определении расстояния не превышает 10 м. Естественно, что радиолокация имеет широкое применение и в мирное время. С помощью радиолокации возможно безопасное движение кораблей в тумане и пр.

Радионавигация, основанная на свойствах распространения радиоволн, по своей точности не уступает астрономическим навигационным методам. Радионавигацией можно пользоваться в любую погоду и определить местоположение корабля, напр., на расстоянии до 2500 км с точностью до неск. километров. Осуществляется радионавигация с помощью спец. радиостанций - радиомаяков. Советскими академиками Л. И. Мандельштамом и Н. Д. Папалекси разработан метод очень точного определения больших расстояний радиосигналами, что нашло применение в современной топографии, для измерения расстояний с большой точностью. Используя свойства распространения и отражения радиоволн в различных средах, удаётся исследовать атмосферу и даже недра земли. В последние годы начала интенсивно развиваться радиоастрономия, занимающаяся изучением космических радиолучей.

Сильные электрические и магнитные поля высокой частоты используются в технике в основном для нагрева проводников и диэлектриков. В начале 20 в. изобретатель электрической лампочки накаливания А. Н. Лодина получил патент на устройство для индукционного нагрева. Металл можно нагреть, поместив его в магнитное поле высокой частоты. Переменное магнитное поле наводит в металле ток, к-рый и разогревает его. Глубина погружения тока в металл уменьшается с возрастанием частоты. Это позволяет, при достаточно высоких частотах Тока, нагревать и даже оплавлять поверхность металла, не нагревая середины. Поверхностный нагрев открывает широкие возможности для высококачественной обработки металла. Для поверхностной закалки и спайки металлов со стеклом применяются частоты от 10 тыс. герц до 1 млн. герц. Сквозной нагрев металлов для штамповки, ковки, закалки и плавки производится частотами от 50 до 200000 герц. Обработка металлов токами высокой частоты получила название радиотермин.

Вещества, обладающие малой проводимостью (древесина, текстиль, пластмасса), нагреваются при воздействии на них сильным высокочастотным электрическим полем. При радионагреве можно получить равномерное выделение тепла во всей толще нагреваемого материала или даже внутренние слои нагреть сильнее наружных. Так, напр., можно сварить яйцо, находящееся в куске льда. В пищевой пром-сти это позволяет быстро обезвоживать продукты, производить стерилизацию. Можно производить дезинсекцию зерна, потому что не только бактерии, но и мелкие насекомые гибнут в сильных высокочастотных электрических полях. Воздействие электромагнитных полей на семена нек-рых р-ний не только убивает паразитов, но может и увеличить энергию прорастания семян. Радио-нагрев очень экономичен; при выпечке хлеба, напр., затраты топлива сокращаются в 2 раза. При радионагреве дерево сохнет быстро, равномерно, не лопается и не коробится. Продолжительность сушки для сосновых пиломатериалов сокращается в 10 - 30 раз, а для лиственных в 100 раз и более при расходе энергии 2 - 3 квт-ч на 1 кг испарённой влаги, а при комбинированной (с тепловой; сушке расход энергии понижается до 1 квт-ч на 1 кг испарённой влаги. Посредством такого вида сушки совдаются новые прекрасные технические материалы, состоящие из прессованной древесины, пропитанной спец. составами. Сушка и склейка древесины производятся на частотах от 100 тыс. до 4 млн. герц. Для диэлектрического нагрева применяются частоты от 1 до 5 млн. герц. Тепло с древних времён известно как лечебное средство. Местное нагревание в нек-рых случаях не только ослабляет боли, но и способствует выздоровлению. Недостатком нагрева грелками или мощными электрическими лампами является невозможность прогреть глубоколежащие ткани из-за терморегулирующего действия кожи. При радионагреве этот недостаток отсутствует. В медицине радионагрев применяют при лечении воспалительно-гнойных заболеваний и при обмораживании.

При передаче энергии по Р. на большое расстояние только незначительная её часть улавливается антенной приёмника, поэтому без проводов подать энергию от станции к электротранспорту на значительные расстояния невозможно. Советские учёные предложили проложить неглубоко под землёй спец. линию, по к-рой будет распространяться электромагнитная волна. Электротранспорт снабжается спец. радиоприёмником, к-рый помещается в непосредственной близости к земле. Если транспорт будет находиться над высокочастотной линией, то к приёмнику будет поступать значительное количество энергии. Спец. электродвигатели, используя эту энергию, приведут в движение такого вида транспорт. Пробные установки такого рода показали хорошие результаты, однако к. п. д. этих установок пока очень низок.

Радиотехнические методы находят широкое применение и в тех областях техники, где не приходится иметь дело с высокочастотными электромагнитными колебаниями. Методы большого усиления токов и напряжений используются в звукозаписи, при записи токов живых организмов, при электрических измерениях неэлектрических величин и в др. областях техники. Исследование электрических процессов в живом организме и анализ записанных на фотобумаге токов сердца и мозга облегчают установить диагноз болезни, поэтому они широко применяются в современной медицине (электрокардиография). Развитие одного из методов радиотехники - электроники позволило создать электронный микроскоп, к-рый даёт увеличение в 30 раз больше обычного микроскопа. Используя принципы радиоизмерений, возможно построить приборы для точного измерения малых изменений длины.

Приведённые примеры далеко не исчерпывают всех применений радио. Использование радиотехнических методов в различных отраслях нашего народного х-ва непрерывно развивается и совершенствуется. Этому способствует большое количество научно-исследовательских ин-тов. Научными исследованиями в области Р. в нашей стране руководит Всесоюзный научный совет по радиофизике и радиотехнике Академии наук СССР. В 1954 организовано Министерство радиотехнической промышленности СССР. Авторы выдающихся работ в области Р. награждаются премиями имени русских классиков радиотехники: А. С. Попова, Л. И. Мандельштама, Н. Д. Папалекси. В ознаменование изобретения радио А. С. Поповым трудящиеся нашей страны ежегодно 7 мая отмечают День радио.

Д. Головин

Литература: Берг А. и Радовский М., Изобретатель радио А. С. Попов, 3 изд., М.-Л., 1950; Руководство по ремонту радиостанции типа "Урожай". М., Министерство сельского хозяйства и заготовок СССР, 1953.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 4 (П - С)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, М. 1955, с. 670