Рис. 406. Пункт ретрансляции
А если пункт ретрансляции разместить в вертолете? Протяженность линии связи между ее конечными радиостанциями может быть многократно увеличена.
Дальность, устойчивость и качество радиосвязи зависят от того, как размещены радиостанции и их антенны. В городах и других крупных населенных пунктах дальность радиосвязи, и особенно на УКВ, уменьшается по сравнению с радиосвязью между станциями в полевых условиях. А если радиостанция с антенной окажется в подвале, под мостом, в канализационном коридоре, то радиосвязь вообще может пропасть из-за поглощения электромагнитной энергии земляными укрытиями, железобетонными конструкциями. Вот почему опытный радист старается разместить свою УКВ станцию или ее антенну, соединенную с приемопередатчиком фидером, на возвышении, например на чердаке здания, на крыше, и возможно дальше от глухих стен и железобетонных перекрытий. Связь становится лучше! В лесисто-болотистой местности радисты развертывают свои станции на опушках леса, в мелколесье, на полянах, избегая влияния на распространение радиоволн влажных стволов деревьев. В таких условиях хорошо удлинить штыревую антенну и поднять ее выше деревьев.
В гористой местности УКВ радиостанции развертывают на возвышенностях (рис. 407), чтобы антенны станций «видели» друг друга. Однако если УКВ станции будут развернуты вблизи горы или за горой, закрывающей корреспондента, связь может быть нарушена.
Рис. 407. Развертывание УКВ радиостанции в гористой местности
Если радиосвязь устанавливают через замерзшее озеро, реку или другой водоем с пресной водой, УКВ радиостанции располагают не на льду водоема, а подальше от берега на возвышенности.
Что представляет собой лучевая антенна, обладающая направленностью излучения и приема радиоволн? Это провод длиной около 40 м, натянутый на изоляторах над землей, один конец которого подключен к приемопередатчику (рис. 408).
Рис. 408. Лучевая антенна
К другому концу провода через нагрузочный резистор сопротивлением около 400 Ом присоединяют противовес — несколько отрезков провода длиной, равной примерно четверти длины рабочей волны радиостанции. Провод такой антенны с помощью колышков, входящих в комплект радиостанции, подвешивают горизонтально над землей на высоте 1 м. При этом ось провода антенны должна совпадать с направлением на корреспондента и «смотреть» на него нагрузочным резистором с противовесом. В этом направлении антенна и излучает большую часть электромагнитной энергии и много лучше чем с других направлений принимает радиоволны. Такую антенну хорошо использовать, когда радисту приходится работать в блиндаже, подвале, окопе или другом укрытии. Точно так же можно вынести из укрытия и штыревую антенну, соединив ее с приемопередатчиком высокочастотным кабелем. Но по эффективности работы штыревая антенна уступает лучевой.
Для связи на большие расстояния в диапазоне УКВ может быть создана радиорелейная линия связи.
Этот способ дальней многоканальной дуплексной связи осуществляется с помощью радиорелейных станций (PPС — приемопередающих радиостанций, работающих в диапазоне УКВ. На радиорелейной линии связи радиочастотный сигнал передается от одного пункта связи к другому через ряд рентрансляционных пунктов, роль которых выполняют РРС. Схема такой линии связи показана на рис. 409.
Рис. 409. Схема радиорелейной линии связи
Пункты связи А и Б условно названы «Орел» и «Ястреб». Сигнал станции 1 «Орел» на частоте f1 передается промежуточной станции 2, усиливается ею и ретранслируется на частоте f3 к станции 3, которая на частоте f5 излучает усиленный сигнал к станции 4 «Ястреб». Таким же образом, но в обратном порядке, передается сигнал от «Ястреба» к «Орлу» на частотах f6, f4 и f2. Здесь станции 1 и 4 — конечные, а станции 2 и 3 — промежуточные. Поскольку сигналы от станции к станции передаются на разных частотах, взаимные помехи между станциями практически исключены.
Для повышения эффективности использования любых линий связи широко применяют метод уплотнения каналов, позволяющий по одной линии связи передавать одновременно несколько телефонных сообщений без взаимных помех. Этот метод применяют и в радиорелейной связи. Сущность такого уплотнения заключается в том, что на передающем конце линии связи разговорный спектр речи преобразуют в более высокие частоты, которые и передают по радиолинии. На приемном конце линии происходит обратное преобразование сигнала. Выделяя для каждого такого канала связи вполне определенные полосы на разных частотных участках, одновременно передают несколько сообщений по одной радиорелейной линии связи.
Радиорелейную связь применяют не только в военном деле. Ее широко используют в народном хозяйстве, например для многоканальной связи между станциями союзных республик и областными центрами страны, в телевидении.
Во время Великой Отечественной войны радиолокация помогала нашим воинам своевременно обнаруживать вражеские самолеты и корабли и наносить по ним сокрушающие удары. Сейчас она — верный страж границ нашей Родины.
Радиолокация является средством обнаружения и определения местоположения различных объектов в воздухе, на воде, на земле, в космосе при помощи радиоволн. Она основана на свойстве радиоволн отражаться от предметов, встречающихся на их пути. Это явление было открыто немецким ученым Г. Герцем. Отражение волн от больших объектов наблюдал изобретатель радио А. С. Попов еще в 1897 г. во время опытов по радиосвязи на Балтийском море. Однако бурное развитие радиолокации началось лишь в период Великой Отечественной войны.
В чем сущность радиолокации?
Ты, конечно, знаешь, что эхо — явление отражения звука. Его можно наблюдать в больших пустых аудиториях, в горах. Оно может быть использовано для определения расстояния до предмета, препятствия. Вот конкретный, близкий тебе пример. Ты отправился с товарищами в поход. На вашем пути оказалось ущелье, а за ним — почти отвесная скала. Можно ли, не сходя с места, определить расстояние до скалы? Можно! Для этого надо только иметь точный секундомер. Крикни громко и отрывисто. Через некоторое время ты услышишь отголосок созданного тобой звука. Это звуковое эхо. Короткая очередь звуковых волн долетела до скалы, отразилась от нее и вернулась к тебе. Допустим, что время, которое прошло с момента выкрика до момента прихода эха, оказалось равным 6 с. Звуковые волны распространяются в воздухе со скоростью 340 м/с. За 6 с они прошли путь от тебя до скалы и обратно. Длина этого пути 340х6 = 2040 м. Значит, расстояние до скалы 2040:2 = 1020 м.
Явление эха используется также для измерения глубин морей и океанов. Для этого существуют специальные аппараты — эхолоты. В днище корпуса судна укреплены излучатель мощных ультразвуковых волн, имеющий направленное действие, и устройство для приема этих волн после отражения их от морского дна (рис. 410).
Рис. 410. Измерение глубины моря с помощью эхолота
Излучатель включают на очень короткие промежутки времени. Возбужденный им импульс волн ультразвуковой частоты пронизывает толщу воды и, отразившись от дна, возвращается к приемному устройству. Скорость распространения ультразвуковых волн в воде известна: она равна 1450 м/с — почти в 5 раз больше, чем в воздухе. Если эту скорость, выраженную в метрах, умножить на время между моментами излучения и приема отраженного сигнала, а произведение разделить на 2, то результат и будет глубиной моря в метрах. Так, например, если эхолот зарегистрировал время прохождения сигнала 0,8 с, то глубина моря в этом месте равна 580 м.