БЕСЕДА ДЕВЯТАЯ. ЗАМИРАНИЕ И АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ

Как распространяются длинные, средние и короткие электромагнитные волны? Что вызывает изменение их мощности, которое сказывается на приеме и называется замиранием или федингом? Как преодолеть его влияние, чтобы получить постоянную громкость звучания приемника? Все эти вопросы рассматриваются в приведенной здесь беседе.

Распространение радиоволн

Незнайкин. — Твой дядюшка и ты, мой дорогой друг, объяснили мне, как устроены и как работают радиопередатчики и ламповые радиоприемники. А из того, что происходит в пространстве между ними, я знаю лишь, что радиоволны распространяются со скоростью света, т. е. 300 000 км/с. Ты не сказал мне, по какому пути они идут. Не проходят ли они через земной шар, что позволяет нам принимать коротковолновые передатчики, расположенные по ту сторону Земли?

Любознайкин. — Нет, Незнайкин. Волны не проходят сквозь землю. Все то, что хотя бы в небольшой степени является проводником электричества — земная кора как раз относится к этому случаю — поглощает волны или в лучшем случае отражает их. Отражение происходит, если волны падают на проводящий слой под относительно небольшим углом.

Характер распространения зависит в основном от частоты передаваемых сигналов. Длинные волны (ДВ) распространяются вдоль поверхности земного шара. Встречая на. своем пути проводники, они теряют энергию. Это означает, что дальность действия ДВ передатчиков ограничена.

Н. - В самом деле, я хорошо принимаю ДВ передатчики из соседних стран, например из Люксембурга или Лондона, но мне никогда не удавалось принять станции из более удаленных городов. Вместе с тем я принимаю средние волны (СВ) на значительно больших расстояниях, особенно с наступлением ночи. Что же касается коротких волн (КВ), то они приходят ко мне со всего света. Я предполагаю, что у них траектория более гибкая, чем у ДВ, что легко позволяет им обогнуть половину земного шара.

Л. — Твое предположение неправильное. Чем короче волны, тем более прямолинейно они распространяются. Вспомни, Незнайкин, о распространении таких сверхультракоротких волн, как световые. Можно ли себе представить что-нибудь более прямое, чем луч света?

Н. — Тогда я совершенно не понимаю, как, несмотря на кривизну земной поверхности, нам удается принимать КВ, приходящие даже с другой стороны Земли. Если эти волны действительно распространяются по прямой линии, они должны затеряться во внеземном пространстве.

Вокруг Земли и в космосе

Л. — Действительно, имеются волны, проникающие в космическое пространство. Именно с их помощью устанавливают связь с космонавтами, которые летят в своих кораблях, прогуливаются по Луне или по более далекой планете.

Вернемся, однако, на Землю, как это делают и радиоволны. А они это делают, потому что на высотах от 100 до 125 км они отражаются проводящим электричество слоем атмосферы. Это слой ионосферы, состоящей из воздуха, ионизированного воздейивием ультрафиолетовых лучей солнца. А ты знаешь, что ионизация делает вещество проводником.

Н. — Следовательно, после отражения в ионосфере средние и короткие волны вновь надают на Землю. Однако теперь я не понимаю, как можно установить космическую связь, о которой ты только что упомянул.

Л. — Все зависит отугла, под которым волны входят в ионосферу. Если он превышает некоторую величину, волны проникают в ионосферу, проходят сквозь нее и затем свободно распространяются в космическом пространстве. И наоборот, если угол меньше некоторой предельной величины, волна под этим же углом отражается к Земле.

Н. — И она поглощается поверхностью земного шара?

Л. — Не обязательно. В зависимости от угла между волнами и земной поверхностью последняя также способна отражать волны. Таким образом, волны могут совершать несколько путешествий туда и обратно между ионосферой и Землей, что позволяет им пройги очень далеко и даже обогнуть весь наш земной шар.

Н. — Теперь я понимаю, как принимают передачи очень далеких станций. Однако громкость звучания таких передач временами изменяется. Не является ли это результатом того, что волны не всегда хорошо отражаются ионосферой?

Рис. 111. Волна передатчика А доходит до приемника Б двумя разными путями: прямо и после отражения в верхних слоях атмосферы от ионизированного слоя воздуха.

Рис. 112. Одновременный прием двух волн, исходящих из одного передатчика, но отраженных неодинаковое количество раз в ионосфере (здесь 1 и 2 раза).

Л. — Эти изменения громкости называются «фединг», что означает замирание. А вызывается это явление тем, что одновременно принимаются волны, излучаемые одним и тем же передатчиком, но доходящие до приемника по различным путям. Примером может служить случай приема прямой и отраженной волн, Что часто случается при приеме СВ. Эти волны способны огибать часть поверхност и земного шара, если передатчик имеет достаточно большую мощность. На некоюром расстоянии принимают одновременно прямую волну и волну, отраженную ионосферой. Пройденное ими рассюянис неодинаково; отраженная волна проделала путь значительно больший, чем прямая (рис. 111).

Н. — Прости, что перебиваю тебя, но мне кажется, теперь я понимаю причины замирания. Когда волны приходят на приемную антенну в фазе, все идет хорошо. Наводимые ими токи складываются, и прием происходит хорошо. Однако, если осаженная и прямая волны оказываются не в фазе, наводимые в антенне токи мешают друг другу. А если волны находятся явно в противофазе, токи взаимно уничтожаются. Не в этом ли кроется причина замирания?

Л. — Ты превосходно уяснил эту причину.

Н. — Однако не вижу, как происходит замирание на КВ, излучаемых очень далекими передатчиками. Ты сказал, что эти волны не способны огибать поверхность земною шара. В этом случае мы принимаем только отраженные волны. И я напрасно ломал себе голову — я не вижу, что здесь может вызывать замирание.

Л. — Причина кроется в одновременном приеме волн, которые отразились между ионосферой и Землей разное количество раз (рис. 112).

Н. — Понял, но как объяснить характеризующие замирание изменения? Разве длина пути, проходимого отраженными волнами, изменяется?

еще как! Не нужно думать, ионосфера похожа на твердое зеркало. Она колеблется, ее высот в зависимости от направления солнечных а ее поверхность далеко не однородна. Вот почему сдвиг по фазе принимаемых одновременно волн тоже быстро или медленно изменяется.