реферат радиотехника. История развития радиотехники. История развития радиотехники
 Скачать 32.34 Kb.
|
|
Реферат на тему «История развития радиотехники» Подготовил: курсант взвода 917 Соловьев М.А Рязань 2020г. Радиоте́хника— наука, изучающая электромагнтные волны и волны радиодиапазона, методы генерации, усиления, преобразования, излучения и приёма, а также применение их для передачи информации, часть электротехники , включающая в себя технику радиопередачи и радиоприёма,обработку сигналов, проектирование и изготовление радиоаппаратуры Радио (лат.Radio - испускаю лучи) - способ передачи информации на расстояние посредством радиоволн. Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстро меняющееся электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик1. Само радио и радиотрансляции прочно вошли в нашу жизнь, и мы даже не задумываемся о том, как это работает, кто был изобретателем радио. Если задуматься на минутку, то очень трудно представить себе мир без средств радиопередачи, таких как сотовые телефоны, радиоприемники, телевизор, Интернет. Нам кажется, что тот мир, в котором он существует сейчас, был всегда, но на самом деле радио появилось сравнительно недавно, всего чуть более 100 лет назад. Изобретение радиосвязи – одно из самых выдающихся достижений человеческой мысли и научно-технического прогресса. Потребность в совершенствовании средств связи, в частности установлении связи без проводов, особенно остро проявилась в конце XIX в., когда началось широкое внедрение электрической энергии в промышленность, сельское хозяйство, связь, на транспорте (в первую очередь морском) и т. д. История науки и техники подтверждает, что все выдающиеся открытия и изобретения были, во-первых, исторически обусловленными, во-вторых, результатом творческих усилий ученых и инженеров разных стран. Но лишь немногим из них удалось сделать эти открытия и изобретения достоянием практики и поставить их на службу человечеству. К ним относятся талантливый ученый и экспериментатор, профессор Александр Степанович Попов, создавший первый в мире практически пригодный радиоприемник, и итальянский изобретатель Гульельмо Маркони, сумевший при поддержке крупнейших британских промышленников и видных специалистов осуществить радиосвязь через океан на расстояние 3500 км. Александр Степанович Попов (1859-1906 гг.). Попову неоднократно приходилось сталкиваться с косностью и консерватизмом высшего морского начальства. Несмотря на то что многие офицеры-моряки интересовались работами Попова и стремились их использовать на флоте, среди чиновников морского министерства находились люди, которые не верили в способности отечественных ученых и не выделяли необходимых средств для экспериментов. Отечественная электро- и радиопромышленность находились в руках европейских, в частности немецких фирм. Однако, несмотря на трудности, А. С. Попов продолжал испытания своих приборов на кораблях Балтийского флота, в этом ему помогала специальная комиссия морских офицеров. Поповым было установлено влияние на дальность связи не только мощности источника радиоволн и высоты передающей антенны, но и оснастки металлических частей кораблей. Весной 1897 г. им была установлена надежная радиосвязь на расстоянии 5 км между крейсером «Африка» и транспортным кораблем «Европа». В том же году он сделал очень важное открытие: если между двумя кораблями проходил другой корабль, то радиосвязь временно прекращалась. Попов правильно объяснил это явление отражением электромагнитных волн проходящим судном. Как известно, это открытие лежало в основе радиолокации. Летом 1899 г. Попов обнаружил, что при присоединении телефонной трубки к когереру передаваемые сигналы четко слышны даже при увеличении дальности связи (до 28 км). Он получил привилегию на новый тип «... телефонного приемника депеш, посылаемых с помощью какого-либо источника электромагнитных волн по системе Морзе», а также патенты на это открытие в Англиемники такого типа начали изготавливать французская фирма «Дюкрете» и Кронштадтская мастерская беспроволочного телеграфа. В 1897 г. Попов писал: «...вопрос о телеграфировании между судами эскадры можно считать решенным» [1]. Осенью 1899 г. Попов впервые использовал радиосвязь для спасения корабля и людей. При переходе из Кронштадта в Либаву броненосец Балтийского флота «Генерал-адмирал Апраксин» во время жестокого шторма наскочил на подводные камни возле острова Гогланд в Финском заливе и из-за полученных пробоин должен был зазимовать вблизи пустынного острова. Судну грозила неминуемая гибель во время весеннего ледохода. Специальная комиссия Морского министерства подтвердила, что спасение броненосца возможно лишь при условии надежной связи между местом аварии и Петербургом. Но до ближайшего города на Финском побережье было более 40 км, по подсчетам, прокладка подводного кабеля связи обошлась бы в огромную сумму — около 2000 руб. И вот тогда в министерстве вспомнили об изобретении А. С. Попова! Была создана специальная «Экспедиция по устройству телеграфа без проводников», а Попов и Рыбкин были назначены техническими руководителями работ. Выяснилось, что устройство двух радиостанций будет стоить в 20 раз дешевле, чем прокладка кабеля связи. Впервые нужно было осуществить радиосвязь на большое расстояние через покрытый льдом залив и лесные массивы по берегам. Кроме того, из-за необходимости срочной связи пришлось воспользоваться старой аппаратурой. Но Попов верил, что докажет невиданные преимущества радиосвязи. Несмотря на непогоду и сильные морозы, 3 февраля 1900 г. была установлена надежная радиосвязь, станции работали до начала навигации, когда снятый с камней броненосец отбыл в Кронштадт. За время работы радиостанции обменялись 400 радиограммами. Неожиданный случай еще раз убедительно доказал возможности радиосвязи: во время работ по спасению броненосца оторвало в море льдину с 50 рыбаками, и после получения радиограммы из морского штаба в море отправился ледокол «Ермак», спасший жизнь морякам. Европейские специалисты очень высоко оценили работы Попова, так как до него никто не осуществлял столь длительной радиосвязи на большое расстояние. «Гогландской победой» стали называть новое мировое достижение Попова, и чиновники-адмиралы были вынуждены признать значение радиосвязи для флота. В апреле 1900 г. был издан приказ «ввести беспроволочный телеграф на боевых судах флота». В Кронштадте было создано первое в России предприятие по изготовлению радиостанций, в Минном классе и Минной школе начали готовить радиоспециалистов. Но отечественная радиопромышленность только зарождалась, и корабли Балтийского флота приходилось оснащать зарубежной радиоаппаратурой. Особенно остро это проявилось во время русско-японской войны. В 1901 г. Александр Степанович был назначен заведующим кафедрой физики Петербургского электротехнического института в звании ординарного профессора и, естественно, уже не мог активно заниматься научными исследоститута, представляя А. С. Попова в министерство, подчеркивал, что он является не только талантливым преподавателем и экспериментатором, но и «...снискал себе огромную известность в России и за границей своим изобретением способа беспроволочного телеграфирования». В сентябре 1905 г. Попов стал первым избранным директором Электротехнического института, на его плечи легла огромная ответственность по руководству большим коллективом. Напряженный и непосильный труд не мог не сказаться на здоровье Александра Степановича, и 13 января 1906 г. после бурного разговора с министром внутренних дел, он скоропостижно скончался от кровоизлияния в мозг. Талантливому ученому и изобретателю не исполнилось и 47 лет! Как много он еще мог сделать, осуществляя свои мечты... Некрологи о безвременной кончине А. С. Попова были помещены во многих столичных и провинциальных газетах и журналах. В них отмечалось, что «Россия понесла тяжелую утрату, лишившись ученого, приумножившего ее славу». Для увековечения памяти А. С. Попова Русское техническое общество, почетным членом которого он был с 1901 г., учредило «Премию имени изобретателя беспроволочного телеграфа», которая выдавалась «за лучшие оригинальные исследования и изобретения по электричеству и его применениям, произведенные в России и изложенные на русском языке». О государственной субсидии не могло быть и речи, необходимую сумму предполагалось собрать «по подписке среди почитателей заслуг Александра Степановича» Главное отличие приёмника Попова от приёмника Лоджа состояло в следующем. Когерер Бранли — Лоджа представлял собой стеклянную трубку, наполненную металлическими опилками, которые могли резко — в несколько сот раз — менять свою проводимость под воздействием радиосигнала. Для приведения когерера в первоначальное состояние для детектирования новой волны нужно было встряхнуть, чтобы нарушить контакт между опилками. У Лоджа к стеклянной трубке приставлялся автоматический ударник, который бил по ней постоянно; Попов ввёл в схему автоматическую обратную связь: от радиосигнала срабатывало реле, которое включало звонок, и одновременно срабатывал ударник, ударявший по стеклянной трубке с опилками. В своих опытах Попов использовал заземлённую мачтовую антенну, изобретенную в 1893 году Теслой. После открытия А. С. Попова ученые направили свои усилия на усовершенствование радиоприемников передающих устройств, т. к. поняли, что беспроволочная радиосвязь имеет большие перспективы. В 1903 г. Флеминг изобрел ламповый диод, а в 1907 г. Ли де Форест сконструировал триодную лампу. Это было началом нового этапа в развитии радиотехники. поскольку электронные лампы могли усиливать слабые электрические сигналы. В 1913 г. Мейснер сконструировал первый автогенератор, с помощью которого можно было получить незатухающие электрические колебания, а это было очень важно для передающей техники. В результате этих открытий в период 1920—1925 гг. началось производство различных видов ламповых радиоприемников и строительство ряда радиопередатчиков. Так возникла и оформилась наука радиотехника, главной задачей которой являлась передача информации (речи, музыки и сообщений) на большие расстояния беспроволочным способом. Радиотехникабыстро развивалась, в результате чего в 1930—1935 гг. были разработаны ряд новых радиоламп: пентоды, комбинированные лампы, газотроны, тиратроны и т. д. Это дало возможность, с одной стороны, конструировать радиоаппаратуру и устройства завидного качества, а с другой, радиотехника и ее приложения начали проникать в промышленность, приборостроение, измерительную технику и т. д. В конце Второй мировой войны в связи с улучшением качества радиолокаторов был сконструирован первый точечный диод. Таким образом, полупроводники вошли в радиотехнику, а поворотным моментом стало открытие в 1948 г. транзистора (изобретатели: Бардин, Братейн и Шокли), что послужило началом полупроводниковой электроники. По своим основным качествам (малый объем, долговечность, отсутствие накала, механическая прочность, экономичность, питание от источников низкого напряжения и пр.) транзистор оказался серьезным конкурентом радиоламп. В результате с 1955 г. началась быстрая транзисторизация радиоэлектронной аппаратуры, и в настоящее время электронные лампы находят применение только в передатчиках, в некоторых промышленных устройствах и в специальной радиоизмерительной аппаратуре. Особенно перспективным оказалось внедрение транзисторов в электронно-вычислительные машины(ныне компьютер), которые до того времени состояли из большого числа радиоламп (примерно 50 000) и занимали 2—3 комнаты. Это положило начало полупроводниковой микроэлектроники, которую с полным правом можно назвать одним из чудес человеческого гения. Так возникли интегральные схемы, в которых кристалл размерами примерно 4x4 миллиметра содержит миллионы транзисторов! Применяя их, разработчики радиоаппаратуры достигают почти фантастической микроминиатюризации электронной аппаратуры. Вот почему радиоэлектроника занимает ведущее место в современной научно-технической революции и прогрессе всего человечества. Электромагнитные волны(ЭВМ) Электромагни́тные во́лны / электромагни́тное излуче́ние — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля. Среди электромагнитных полей, порождённых электрическими зарядами и их движением, принято относить к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием. Электромагнитные волны подразделяются на: Радиоволны (начиная со сверхдлинных), Терагерцовое излучение, Инфракрасное излучение, Видимый свет, Ультрафиолетовое излучение, Принцип радиосвязи Радиосвязь - это разновидность беспроводной связи, у которой в качестве сигнала используются, распространяемые в пространстве, радиоволны. Принцип радиосвязи основан на передачи сигнала от передающего устройства, содержащего передатчик и передающую антенну, путем перемещения радиоволн в открытом пространстве, приемному устройству, содержащему приемную антенну и радиоприемник. Гармонические колебания с несущей частотой, принадлежащей какому-либо диапазону радиочастот, подвергаются модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. Модулированные радиочастотные колебания представляют собой радиосигнал. От передатчика радиосигнал поступает в антенну, с помощью которой в окружающем пространстве возбуждаются соответственно модулированные электромагнитные волны. Свободно перемещаясь, радиоволны достигают приёмной антенны и возбуждают в ней электрические колебания, которые поступают далее в радиоприёмник. Принятый радиосигнал поступает в электронный усилитель, демодулируется, далее выделяется сигнал, аналогичный сигналу, которым были модулированы колебания с несущей частотой в радиопередатчике. После этого, дополнительно усиленный сигнал, преобразуется при помощи соответствующего воспроизводящего устройства в сообщение, аналогичное исходному. В местах приёма на радиосигнал могут накладываться электромагнитные колебания от посторонних источников радиоизлучений, способные помешать качественному воспроизведению сообщений, называемые помехами радиоприёму. Влияние на качество радиосвязи могут оказывать изменение во времени затухания радиоволн на пути распространения от передающей антенны к приёмной и распространение радиоволн одновременно по двум или нескольким траекториям различной протяжённости. В последнем случае электромагнитное поле в месте приёма представляет собой сумму взаимно смещенных во времени радиоволн, интерференция которых также вызывает искажения радиосигнала. Поэтому и эти явления относят к категории помех радиоприёму. Принципы радиосвязи далеко не новы. За это время радиосредства прошли путь от первых передатчиков сигналов азбуки Морзе до систем спутниковой связ Радиотелефонная связь. При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне превращаются с помощью микрофона в электрические колебания той же формы. Казалось бы, если эти колебания усилить и подать в антенну, то можно будет передавать на расстояние речь и музыку с помощью электромагнитных волн. Однако в действительности такой способ передачи неосуществим. Дело в том, что частота звуковых колебаний мала, а электромагнитные волны низкой (звуковой) частоты имеют малую интенсивность. Модуляция. Для осуществления радиотелефонной связи необходимо использовать высокочастотные колебания, интенсивно излучаемые антенной. Незатухающие гармонические колебания высокой частоты вырабатывает генератор, например генератор на транзисторе. Для передачи звука эти высокочастотные колебания изменяют, или, как говорят, модулируют, с помощью электрических колебаний низкой (звуковой) частоты. Можно, например, изменять со звуковой частотой амплитуду высокочастотных колебаний. Этот способ называют амплитудной модуляцией. Без модуляции мы в лучшем случае можем контролировать лишь, работает станция или молчит. Без модуляции нет ни телеграфной, ни телефонной, ни телевизионной передачи. Модуляция — медленный процесс. Это такие изменения в высокочастотной колебательной системе, при которых она успевает совершить очень много высокочастотных колебаний, прежде чем их амплитуда изменится заметным образом. Детектирование. В приемнике из модулированных колебаний высокой частоты выделяются низкочастотные колебания. Такой процесс преобразования сигнала называют детектированием. Полученный в результате детектирования сигнал соответствует тому звуковому сигналу, который действовал на микрофон передатчика. После усиления колебания низкой частоты могут быть превращены в звук Литература: https://cyberpedia.su/16x3f99.html. https://studopedia.su/2_761_istoriya-razvitiya-radiotehniki.html http://easyradio.ru/stati/istoriya/kratkiy_ocherk_razvitiya__radiotehniki.html https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0 http://ext.spb.ru/2011-03-29-09-03-14/99-student-work/798-2011-11-02-22-44-04 1 |