Группа П К 1 Физика (13-16 мая). Тема 6. Принципы радиосвязи.
учебно-методический материал по физике

Принцип радиосвязи

    Радиосвязью называют передачу и прием информации с помощью радиоволн с частотой приблизительно от 0,1 до 1000 МГц.

    Для осуществления радиосвязи в пункте передачи размещают радиопередатчик с передающей антенной, а в пункте, в котором осуществляется радиоприем, радиоприемник с принимающей антенной.

При радиотелефонной связи, когда передается звуковая информация, колебания давления воздуха сначала с помощью микрофона превращают в электрические колебания той же частоты. Но поскольку интенсивность таких колебаний мала, то при передаче на расстояние они быстро затухают. Затем, чтобы все же передать такие колебания, ими воздействуют на какой-либо параметр (например, амплитуду) высокочастотных колебаний, вырабатываемых генератором передатчика. Такой процесс называется амплитудной модуляцией.

Когда электромагнитная волна достигает приемной антенны, благодаря явлению электромагнитной индукции в цепи антенны индуцируются электрические колебания, частота которых равна частоте принятой волны.
Принятый приемником модулированный высокочастотный сигнал не способен вызывать колебания мембраны телефона или громкоговорителя. Возникает необходимость выделения сигнала звуковой частоты из модулированного высокочастотного сигнала. Обратное преобразование амплитудно-модулированного сигнала называется детектированием.

Детектирование на приемной станции производится при помощи простой схемы, содержащей полупроводниковый диод. Конденсатор переменной емкости и катушка индуктивности в цепи приемной антенны образуют колебательный контур и служат для настройки радиоприемника на частоту электромагнитной волны, которую нужно принять (согласно формуле Томсона, при увеличении емкости конденсатора увеличивается период колебаний в контуре; следовательно, уменьшается частота колебаний).
    Конденсатор вместе с микрофоном (наушниками) является фильтром.

Провод, по которому течет переменный ток, излучает радиоволны в случае, если он не замкнут и ток изменяется во времени. Если взять колебательный контур и разомкнуть его, то получим излучатель электромагнитных колебаний. Излучатель такого типа был использован в опытах Герца. Такая излучающая система называется антенной.

Для радиосвязи пригодны только высокочастотные токи, так как низкочастотные токи слабо излучают. Излучаемая мощность растет пропорционально четвертой степени частоты.

Радиосвязь основана на том, что волна, излучаемая сильными высокочастотными токами в антенне, настроенной в резонанс с генератором, улавливается другой антенной — антенной приемника, также настроенной в резонанс с передающей антенной. В этом простейшем варианте передаваться и приниматься могут только высокочастотные сигналы и информация, основанная на наличии и отсутствии сигнала или его длительности. Для передачи речи. Музыки необходимы низкочастотные сигналы в диапазоне от 50 до 10 4 Гц. Непосредственная передача таких сигналов невозможна из-за малой излучаемой мощности на этих частотах и колоссальных размеров антенн. Эти проблемы снимаются, если для передачи использовать высокочастотные волны, измененные низкочастотным сигналом. Такое изменение называется модуляцией. Модулировать можно амплитуду и фазу колебаний.

В телевидении видеосигнал также представляет собой высокочастотные колебания, модулированные по амплитуде. Поэтому телевизионный приемник похож на радиоприемник, с той лишь разнице, что видеосигнал используется для управления интенсивностью электронного пучка, который падает на экран телевизионной трубки.

Аналогичным образом устроены различные навигационные устройства, сотовые телефоны и другие приборы.