книги из ГПНТБ / Тихонов И.И. Радиоэлектроника и ее военное применение

жительно заряженные атомы и свободные электроны,

способны отражать падающие на них пространственные

волны и вновь возвращать их на землю. Вследствие это­

го радиосвязь между двумя пунктами, удаленными на значительное расстояние, возможна как поверхностной, так и пространственной радиоволной. Кроме того, ра­ диоволны при распространении в атмосфере теряют часть своей энергии. Земная поверхность влияет на рас­

пространение радиоволн как вследствие своей шарооб­

разности, так и вследствие поглощения энергии радио­ волн, падающих на нее или распространяющихся вдоль нее.

Все эти явления в разной степени оказываются при распространении радиоволн различной длины, что и яв­ ляется основанием для разделения всего спектра радио­ волн на диапазоны, приведенные в табл. 1. Длинные и средние волны (волны длиннее 100 м) хорошо отражают­

ся ионосферой, но испытывают при этом значительное поглощение. Вследствие, этого для дальних связей тре­ буются мощные передатчики и, как отмечалось ранее, громоздкие антенны. Небольшая частотная вместимость

этих диапазонов ограничивает их практическое исполь­ зование областями радиовещания, радионавигации и не­ которых видов радиосвязи.

Военное применение указанных диапазонов волн ог­ раничено как соображениями подвижности радиоэлект­

ронных устройств, так и невозможностью разместить большое число одновременно работающих радиопере­ датчиков.

Короткие волны (100—10 м) могут использоваться

для радиопередачи как поверхностной, так и пространст­ венной волной. Однако поглощение энергии земной по­ верхностью с укорочением волны возрастает, поэтому передачу энергии на коротких волнах поверхностной

волной применяют при дальностях на несколько десят­

ков километров. Пространственные волны коротковол­ нового диапазона применяются при связях на дальности от нескольких сотен и более километров.

Частотная вместимость этого диапазона большая, чем

в предыдущих.

Из табл. 1 видно, 'что диапазон коротких волн зани­

мает полосу от 3 до 30 Мгц, т. е. 27 Мгц. Если в этой полосе распределить рабочие частоты для одновременно

21

работающих радиопередатчиков с интервалами между соседними частотами через 25 кгц, то получается 1080

рабочих частот, в то время как в диапазоне средних, длинных и сверхдлинных волн (от 0,1 до 3 Мгц) при том же интервале 25 кгц можно получить только 116 ра­

бочих частот, или почти в 10 раз меньше.

Кроме того, антенные устройства для излучения и приема коротких волн могут быть компактными и приме­ нимы как к стационарным, так и к подвижным уста­ новкам, что и используется широко в военной радио­ связи.

Ультракороткие волны (короче. 10 м) в обычных ус­

ловиях от ионосферы не отражаются, а пронизывают ее

и уходят в мировое пространство. Вследствие этого

связь в диапазоне УКВ возможна только за счет радио­ волн, распространяющихся непосредственно между ан­ теннами передатчика и приемника. При этом, ввиду большей прямолинейности распространения, повышаю­

щейся по мере укорочения длины волны, связь на ульт­ ракоротких волнах ограничивается по дальности кривиз­ ной земной поверхности и требует «геометрической ви­

димости» между приемной и передающей антеннами кор­ респондента.

Однако огромная вместимость диапазона ультрако­ ротких волн, в десятки тысяч раз превосходящая все предшествующие диапазоны, вместе взятые, предопре­ деляет разностороннее военное использование ультрако­

ротких волн для радиосвязи, радиовещания, радиолока­ ции, телевидения, радиорелейной связи, радионавигации и т. п. Возможности создания малогабаритных и высо­

коэффективных антенн, в том числе остронаправленно­ го действия, подчеркивают чрезвычайную ценность диа­ пазона ультракоротких волн для использования в раз­ личных видах подвижной войсковой радиоэлектронной аппаратуры.

Приемная антенна. Выше уже отмечалось, что ан­ тенна, работающая на передачу, т. е. используемая для излучения радиоволн, обладает теми же данными и при приеме радиоволн. Поэтому при приеме радиосигналов в большинстве видов радиоэлектронной аппаратуры во­

енного назначения используют те же антенны. При приеме задача антенны состоит в извлечении энергии ра­ диоволн, которая приходит в приемный пункт лишь в

22

некоторой доле от той энергии, которая излучается пе­ редатчиком.

Радиоприемник. Переменная электродвижущая си­ ла, наводимая радиоволнами (переменными электромаг­ нитными полями) в антенне, создает токи высокой ча­ стоты, поступающие на вход приемника.

Радиоприемник предназначен для выполнения сле­ дующих трех основных задач. Во-первых, из большого числа одновременно работающих радиопередатчиков различных устройств, сигналы которых воздействуют на ■приемную антенну, необходимо выделить (избрать)

только сигналы своего корреспондента. Во-вторых, в приемнике очень слабые сигналы усиливаются до уровня, при котором может нормально работать вос­ производящее устройство. Наконец, в-третьих, колеба­ ния высокой частоты, поступающие из антенны, в прием2 нике преобразовываются в те первичные сигна­ лы низкой частоты, которые управляли работой передат­ чика и в передаче которых состоял смысл применения

радиоаппаратуры.

Отсюда важнейшими качествами, характеризующими радиоприемник, будут избирательность, чувствитель­ ность и качество воспроизведения сигналов.

Чувствительность радиоприемника определяется его назначением и характеризуется той минимальной мощ­ ностью сигнала, наводимого в антенне, при которой нор­ мально работает его воспроизводящее устройство. Уси­ ление приходящего сигнала в приемниках осуществляет­

ся" в каскадах усиления, определяется их числом и про­ изводится как на высокой частоте, так и после ее пре­ образования на более низких частотах.

В качестве усилителей в радиоприемнике, как и в пе­ редатчике, используются ламповые устройства. В совре­ менных радиоприемниках приходящие сигналы усили­ ваются в миллионы и десятки миллионов раз. Чувстви­ тельность приемника обычно выражают в микровольтах той минимальной электродвижущей силы, которая долж­

на наводиться в антенне для нормальной работы.

Под избирательностью радиоприемника понимают его способность выделить нужные сигналы, подвергнуть их затем усилению и отсеять или ослабить сигналы других передатчиков.

Способность радиоприемника к осуществлению изби­

23

то после второго каскада при таком же десятикратном

ослаблении общее ослабление сигнала другой частоты будет 100-кратным и т. д.

Рассматривая управление колебаниями радиопере­ датчика, мы указывали, что каждый вид сигналов пере­

дается спектром высоких частот, занимающих большую или меньшую полосу. Следовательно, и в приемном уст­ ройстве должны применяться колебательные системы,

обеспечивающие пропускание и усиление соответствую­

щей полосы частот принимаемого сигнала. Преобразование принимаемого сигнала, составляю­

щее третью задачу радиоприемника, состоит в выделе­ нии из модулированных сигналов высокой частоты сигналов низкой частоты первичной формы. Обычно в современных многокаскадных радиоприемниках произ­

водится неоднократное преобразование приходящего

сигнала. Сначала высокочастотный сигнал преобразует­ ся в сигнал промежуточной частоты, на которой в при­ емнике и осуществляется основное усиление, а затем сигнал промежуточной частоты поступает на детектор, в котором и происходит выделение низкочастотного сиг­ нала.

Воспроизводящее устройство. После детектирования

(выпрямления) и необходимого усиления сигналы низ­ кой частоты подаются на воспроизводящее устройство.

Назначение детектирования состоит в том, чтобы спектр высоких частот, характеризующих принятый сиг­ нал, преобразовать, в спектр низких частот, управляю­ щих высокочастотными колебаниями в передатчике. Осу­

ществляется детектирование в радиолампе или полупро­ водниковом устройстве, обладающих односторонней про­ водимостью, т. е. имеющих способность пропускать токи

только одного направления. В таком случае, например, при детектировании амплитудного модулированного сиг­

нала будет получен пульсирующий ток, в котором изме­ нение амплитуды около некоторого среднего значения (постоянной составляющей тока) будет происходить по закону изменения той низкой частоты, которая управля­

ла работой передатчика.

В различных видах радиоэлектронной аппаратуры

■применяются разные устройства воспроизведения. Т: к. в радиоаппаратуре связи это может быть телефон, ко­ торый воспроизводит речь или тональную телеграфную

Передачу; буквопечатающий аппарат, осуществляющий запись текста, или фототелеграфный аппарат, фиксирую­ щий передаваемое неподвижное изображение.

В аппаратуре телевидения воспроизведение идет обычно по двум каналам — каналу изображения (видео­ канал) и каналу звукового сопровождения. В соответ­ ствии с этим индикаторными устройствами будут элект­ ронно-лучевая трубка, на экране которой воспроизводит­ ся картинка передаваемого изображения, и телефон или

динамик, воспроизводящий звук.

В радиолокационной аппаратуре, где воспроизведе­ ние сигналов предназначено для определения местона­ хождения цели, индикаторами являются все устройства, определяющие направление на цель, ее дальность и вы­

соту.

Обычно для этого используются специальные элект­ ронно-лучевые трубки, на которых по отметкам сигна­ лов и судят об азимуте, наклонной дальности и высоте цели, а также о направлении и скорости ее перемеще­ ния.

Важными характеристиками любого радиоприемника являются его помехозащищенность и качество воспроиз­ ведения сигналов. При одновременной работе большого количества радиопередающих средств способ­ ность качественно воспроизводить сигналы в условиях помех имеет первостепенное значение. Особенно это тре­ бование важно для радиоприемных средств военного на­ значения, так как их работе, помимо обычных помех, бу*

дут мешать специально предназначенные для помех ра­ диопередатчики противника. Цель таких передатчиков помех состоит в организации противодействия эффектив­ ному использованию радиоэлектронных средств. Поэто­ му в радиоприемной аппаратуре военного назначения приходится предусматривать и осуществлять ряд специ­ альных мер, защищающих работу радиоприемных устройств от противодействия со стороны противника.

Источники питания. В радиоприемнике, как и в пе­ редатчике, все преобразования энергии осуществляются за счет потребления энергии источников питания. Ко­ нечно, расход энергии при радиоприеме будет значитель­ но меньшим, чем при радиопередаче, так как вся потреб­ ляемая энергия расходуется в пункте работы приемника и не связана с ее излучением в виде радиоволн.

26

Глава 2

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА И УПРАВЛЕНИЕ ВОЙСКАМИ

Организованные действия войск в военном деле тре­

буют, чтобы ими осуществлялось постоянное и твердое управление. Для руководства со стороны старших коман­ диров действиями подчиненных войск, а также для со­ гласования усилий различных родов войск с их боевой техникой организуется связь с применением различных технических средств: радио, радиорелейных, проводных,

подвижных, сигнальных и т. п. Только при наличии та­

кой связи возможно обеспечить постоянное общение между командирами и штабами, направить к единой це­ ли усилия различных родов войск, обеспечить оповеще­ ние о различных видах опасности, возникающих в ходе военных действий.

Опыт прошедших войн, особенно второй мировой вой­

ны, убедительно показал, что отсутствие связи или на­ рушение ее устойчивости ведет к потере управления вой­ сками. А это нередко приводило к крайне тяжелым по­ следствиям. Вот почему на основе накопленного опыта

признано, что в военном деле связь является тем основ­ ным средством, которое обеспечивает управление войска­ ми, а своевременности ее организации и бесперебойности действия уделяется большое внимание.

Огромная и ответственная роль военной связи предъ­ являет высокие требования к тем техническим средст­ вам, которые применяются для организации и беспере­

бойности ее действия.

Эти требования состоят прежде всего в необходимо­ сти обеспечить управление войсками и техникой, обла­ дающими высокой подвижностью. Отсюда вытекает не­

28

обходимость своевременного установления связи в ко­ роткие сроки, сохранения ее устойчивости в ходе военных действий, а также обеспечение необходимой

скрытности тех сведений, которые передаются по сред­ ствам связи.

Перечисленные выше технические средства, приме­ няемые в военной связи, в различной степени способны удовлетворять предъявляемым требованиям и поэтому играют различную роль в обеспечении устойчивого уп­ равления войсками. Однако идеальных средств связи, не имеющих тех или иных недостатков, не существует. По­ этому в военном деле обычно различные технические средства используются в комплексе, т. е. одновременно, с тем чтобы достоинства одних видов связи могли ком­

средства проводной связи. В зависимости от применяе­ мой аппаратуры радио, радиорелейная и проводная связь позволяют вести телефонные переговоры или пере­ давать команды, обмениваться телеграммами- с приемом на слух или с записью на ленту, передавать фототеле­ граммы, т. е. обеспечивает такие виды работы,' которые создают наибольшее удобство при управлении войска­ ми и обладают большой пропускной способностью и бы­ стротой действия.

Подвижные же средства связи, а также средства зри­ тельной и звуковой сигнализации по своим возможно­ стям могут применяться лишь для обеспечения частных задач управления: для доставки боевых документов и служебных пакетов или для подачи небольшого числа сигналов и команд, разработанных заранее.

на расстояние без проводов — сразу же показало огром­ ные возможности применения величайшего открытия в военном деле. Уже в 1901 году, т. е. спустя шесть лет

после изобретения радио, в России были созданы для

29

войск первые передвижные телеграфные радиостанции. Они имели искровые передатчики и обеспечивали пере­ дачу радиограмм по специальному кеду (азбуке Морзе).

Первая радиотелефонная станция, осуществлявшая передачи речи, была построена в Москве в 1922 году. С этих пор «газета без бумаги и без расстояний», как на­ звал радио В. И. Ленин, прочно вошла в жизнь и быт народов. Создание подвижных ламповых радиотелефон­ ных станций для войск значительно повысило качество связи и управления войсками.

Таким образом, радиосредства являются исторически наиболее «древними» техническими устройствами, в ко­ торых были использованы достижения радиотехники.

Последующий бурный прогресс радиосредств, а так­ же других видов аппаратуры связи был обусловлен со­ четанием успехов радиотехники с открытиями и дости­

жениями в области электроники.

Достоинства радиосредств в обеспечении управления войсками очевидны. Они состоят в малой уязвимости ра­ диостанций от всех видов огня, в возможности устано­ вить и бесперебойно поддерживать связь как на месте,

так и в движении. При этом не обязательно точно знать, где находится корреспондент в данный момент, а это

очень важно при поддержании связи в маневренных формах боя.

Радиосвязь можно поддерживать через непроходи­ мые пространства, через районы, занятые войсками про­

тивника, с отрядами и группами, действующими в тылу

врага. Возможность одновременной передачи по радио команд и сигналов неограниченному числу корреспон­ дентов делает радиосвязь незаменимой при организации централизованного оповещения войск о воздушном, хи­ мическом нападении, а также широко используется для циркулярной передачи, т. е. одновременной передачи

распоряжений большому числу корреспондентов.

Высокая маневренность и малая уязвимость радио­

средств, их готовность к работе на любые расстояния, с любого пункта и в любое время придает радиосвязи ка­

чества, которые наиболее полно обеспечивают потребно­ сти управления в военном деле и удовлетворяют их осо­ бенностям.

Поэтому радиосвязь заслуженно признана ос­ новным видом военной связи. Ее организации и обр-

30