Кіріспе

Радио хабар таратушының түрі. Жарық аралық таратушы – электрлік ұшқын арқылы радио толқындарын жасайтын радио хабар таратушының ескірген түрі. Жарық аралық таратушылар радио хабар таратушының алғашқы түрі болды және 1887 жылдан бастап Бірінші дүниежүзілік соғыстың соңына дейін, радионың алғашқы үш онжылдығында – сымсыз телеграфия немесе «жарық» дәуірінде кеңінен қолданылды. Неміс физигі Генрих Герц 1887 жылы алғашқы тәжірибелік жарық аралық таратушыны жасады, ол радио толқындарының бар екенін дәлелдеді және олардың қасиеттерін зерттеді. Жарық аралық таратушылардың негізгі кемшілігі – олар радио толқындарының қысқа мерзімді импульстарын, яғни сөндірілген толқындарды жасайды; олар қазіргі заманғы AM немесе FM радио таратуда қолданылатын аудио (дыбыс) сигналдарын тасымалдауға қабілетті үздіксіз толқындарды өндіре алмайды. Сондықтан жарық аралық таратушылар аудио сигналдарды жібермей, ақпаратты радиотелеграфия арқылы таратты; оператор телеграф кілті арқылы таратушыны қосып-өшіріп, Морзе кодында мәтіндік хабарламаларды құру үшін радио толқындарының импульстарын жасады. Радиотелеграфиялық байланыс үшін алғашқы практикалық жарық аралық таратушылар мен қабылдағыштарды 1896 жылы Гульельмо Маркони жасады. Жарық аралық таратушыларды алғаш рет кемелерде қолданды, олар жағалаумен байланыс орнатып, кеме батып бара жатса, дабыл сигналын жіберді. Олар 1912 жылғы «Титаник» апаты сияқты теңіздегі құтқару операцияларында маңызды рөл атқарды. Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейін вакуумдық түтіктерді пайдаланатын таратушылар жасалды, олар арзан болды және үздіксіз толқындарды өндірді, олардың таралу радиусы үлкен, кедергісі аз және аудио сигналдарын тасымалдауға қабілетті болды, нәтижесінде 1920 жылға қарай жарық аралық таратушылар қолданудан шықты. Жарық аралық таратушылар өндіретін радиосигналдар электрлік «шулы» болады; олардың жолақтығы кең, басқа радио хабарларын бұзуға мүмкіндік беретін радиожиілікті кедергі (RFI) тудырады. Бұл типтегі радиоэміссия 1934 жылдан бері халықаралық заңмен тыйым салынған. Радио толқындары, радиожиілікті электромагниттік толқындар, уақыт бойынша өзгеретін электр тогы арқылы туындауы мүмкін, олар өткізгіш арқылы ағып өтетін электрондардан тұрады және кенеттен жылдамдығын өзгертеді, осылайша үдемелі қозғалысқа ие болады. Екі өткізгіш арасындағы жарық аралығы арқылы электрлік ұшқынмен разрядталатын электр зарядталған сыйымдылық радио толқындарын жасайтын алғашқы құрылғы болды. Практикалық жарық аралық таратушы мынадай бөліктерден тұрады: Кернеуді арттыруға арналған трансформатор, қуат көзінен (аккумулятор немесе электр розеткасы) төмен кернеулі электр энергиясын жарық аралығынан секіруге жеткілікті жоғары кернеуге (бірнеше киловольттан бастап қуатты таратушыларда 75-100 киловольтқа дейін) түрлендіреді. Трансформатор конденсаторды зарядтайды. Аккумулятормен жұмыс істейтін аз қуатты таратушыларда бұл әдетте индукциялық катушка (Румкорф катушкасы) болды. Бір немесе бірнеше резонанстық контурлар (тұнтталған контурлар немесе резервуарлық контурлар), олар ұшқынмен қозғанда радиожиіліктік электр тербелістерін тудырады. Резонанстық контур трансформатордан жоғары кернеулі электр энергиясын сақтайтын конденсатордан (алғашқы кезде Лейден банкасы деп аталған тип) және бірге қосылған индуктор немесе тюнингтік катушкадан тұрады. Сыйымдылық және индуктивтілік мәндері өндірілетін радио толқындарының жиілігін анықтайды. 1897 жылға дейінгі алғашқы жарық аралық таратушыларда резонанстық контур болмаған; антенна осы функцияны орындап, резонатор ретінде әрекет етті. Алайда, бұл таратушы өндірген электромагниттік энергия кең жолақта таралып, оның тиімді радиусы ең көп дегенде бірнеше километрге дейін шектелді. Көптеген жарық аралық таратушыларда екі резонанстық контур ауалық өзекті трансформатормен біріктірілген, ол резонанстық трансформатор немесе тербеліс трансформаторы деп аталды. Ұшқын импульсі резонанстық контурды қоңырау сияқты «қоңырау» қозғалысына келтіреді, антеннамен электромагниттік толқындар ретінде сәулеленетін қысқа тербелісті ток тудырады.

Индукциялық катушка

Индукциялық катушка (Румкорф катушкасы) көбінесе 500 Вт-тан төмен қуатты, әдетте батареямен жұмыс істейтін, аз қуатты хабар таратушыларда қолданылды. Индукциялық катушка – DC тогымен жұмыс істейтін трансформатордың бір түрі, онда катушкадағы «үзіліс» деп аталатын қозғалмалы контакті негізгі орамаға ток беретін тізбекті үздіксіз үзеді, нәтижесінде катушка жоғары кернеу импульстарын тудырады. Негізгі орамаға ток қосылғанда, негізгі орама темір өзекте магниттік өріс жасайды, ол серіппелі үзіліс қолды байланыстан алыстатып, тізбекті ашады және негізгі токты тоқтатады. Содан кейін магниттік өріс күйрейді, екіншілік орамада жоғары кернеу импульсін тудырады, ал үзіліс қолы кернеуді қайтадан жабылу үшін серпіледі, және цикл қайталанады. Жоғары кернеудің әрбір импульсі конденсаторды от шашуға дейін зарядтайды, нәтижесінде әр импульсқа бір от шашу түзіледі. Үзілістердің жұмыс жиілігі 20–100 Гц-ке дейін шектелген, қабылдағышта әлсіз гуылдай естіледі. Қуатты индукциялық катушкалы хабар таратушыларда дірілдейтін үзіліс орнына сынап турбиналық үзіліс қолданылды. Бұл бірнеше мың герцке дейін токтың үзілуіне мүмкіндік берді, ал жылдамдығы ең жақсы дыбыс алу үшін реттелуге болатын.

АЖ трансформаторы

АЖ-мен жұмыс істейтін жоғары қуатты берілістерде трансформатор кіріс кернеуін қажетті жоғары кернеуге дейін көтереді. Трансформатордан шығатын синусоидты кернеу тікелей конденсаторға қолданылады, сондықтан конденсатордағы кернеу жоғары оң кернеуден нөлге дейін, содан кейін жоғары теріс кернеуге дейін өзгереді. Ұшқын аралығы реттеледі, сондықтан ұшқындар тек максималды кернеуге жақын, АЖ синусоидты толқынының жоғарғы нүктелерінде, конденсатор толық зарядталған кезде пайда болады. АЖ синусоидты толқынының әр циклында екі жоғарғы нүкте болғандықтан, идеалды жағдайда әр циклде екі ұшқын пайда болып, ұшқынның жиілігі АЖ қуатының жиілігінен екі есеге тең болатын. Томас Эдисон 1875 жылы радионы ашуға жақын болды; ол жоғары кернеулі ұшқын тізбектерімен тәжірибе жасап, "эфирлік тоқтар" деп атаған радио толқындарын жасап, анықтады, бірақ уақыт жетіспеуіне байланысты бұл мәселені одан әрі зерттемеді. Фицджеральд 1883 жылы жарияланған қысқаша ескертпесінде электромагниттік толқындарды конденсаторды жылдам разряд ету арқылы практикалық түрде жасауға болатынын ұсынды; осы әдіс ұшқын бергіштерінде қолданылды, алайда бұл басқа өнертапқыштарға ықпал еткеніне ешқандай дәлел жоқ. Ұшқын бергіштері тарихының бөлінуі төменде көрсетілген түрлерге сәйкес келеді, бұл ұйымдастыру көптеген сымсыз оқулықтарында қолданылады.

"Шыбыртқы" дәуірі

Радио алғаш рет кемелерде қолданылды, жағалаумен байланыс орнату және кеме батып бара жатқанда дабыл беру үшін. Маркони компаниясы жағалау станцияларының желісін құрды және 1904 жылы алғашқы Морзе кодімен дабыл сигналын – CQD әріптерін енгізді. Ол 1906 жылы SOS келісіміне қол жеткізілген Екінші Халықаралық радиотелеграфиялық конвенцияға дейін қолданылды. Радиотелеграфия арқылы жасалған алғашқы маңызды теңіз құтқару операциясы 1909 жылғы 23 қаңтарда RMS Republic лайнерінің апатқа ұшырауы болды, нәтижесінде 1500 адам құтқарылды. Сымсыз телеграфия дәуіріндегі ұшқынды таратушылардың пайдаланған радио жиіліктері: Жиілік (килогерц) Толқын ұзындығы (метр) Типтік қуат диапазоны (кВт) Әуесқойлар > 1500 < 200 0,25 0,5 Кемелер 500, 660, 1000 600, 450, 300 1 10 Әскери-теңіз күштері 187,5 500 1600 600 5 20 Орташа өлшемді құрлық станциялары 187,5 333 1600 900 5 20 Трансокеандық станциялар 15 187,5 20 000 1600 20 500 Ұшқынды таратушылар мен оларды қабылдауға арналған кристалл қабылдағыштар қарапайым болғандықтан, оларды көптеген әуесқойлар өздері жасаған. Төмен қуатты әуесқойлық таратушылар ("сыңғырлағыштар") көбінесе Ford Model T сияқты ерте автомобильдерден алынған "тремблер" тұтану катушкаларымен жасалған. 1912 жылғы 14 сәуірде болған кеме апаты радионың маңыздылығын арттырды, бірақ қаза болғандардың саны жаңа радио индустриясының нашар ұйымдасқандығына назар салды және кейбір кемшіліктерді жойған реттеуді қажет етті. АҚШ-тың 1912 жылғы Радио заңы барлық радио таратушыларға лицензия талап етті, таратушылардың максималды демпферлеуі 0,2-ге дейін шектелді, бұл ескі, шулы, синтондық емес таратушыларды эфирден шығару үшін жасалды, ал әуесқойлар негізінен 1,5 МГц жоғары жиіліктегі пайдаланылмаған жиіліктермен және 1 киловатт қуатпен шектелді. 1910 жылдан бастап өнеркәсіптік елдер басқа елдермен коммерциялық және дипломатиялық телеграммалар алмасу және олардың теңіз арқылы орналасқан колонияларымен байланыс орнату үшін осы станциялардың жаһандық желісін құрды. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде радио стратегиялық қорғаныс технологиясына айналды, өйткені ұзын қашықтыққа радиотелеграфиялық станциялары жоқ ел жаудың су асты телеграф кабельдерін кесіп оқшаулануы мүмкін еді. Осы кезде ұшқынды таратушылар көнеріп қалған, радио тыңдаушылар мен авиациялық органдар шулы, ескі теңіз ұшқынды таратушыларының радио қабылдауға кедергі келтіріп жатыр деген шағымдар айтты. Бірақ кеме жүргізушілер ескі кемелерде әлі де қолданылып жүрген ескі ұшқынды жабдықты ауыстыруға қажетті капиталдық шығындарға байланысты, тоңазытқыш толқындарға толық тыйым салуға қарсы болды. Конвенция 1929 жылдан кейін жаңа құрлықтағы ұшқынды таратушыларға лицензия беруге тыйым салды. 1934 жылдан кейін кемелердегі төтенше жағдайларды қоспағанда, "B" класы деп аталатын тоңазытқыш радио толқынының шығарылуына тыйым салынды. Тесла катушкасынан алынған 0,1–1 МГц жиіліктің жүздеген мың вольттық жоғары тербелістік кернеуі тікелей пациенттің денесіне қолданылды. Емдеу ауыртпады, өйткені радио жиіліктеріндегі ток электр тогының физиологиялық реакциясын тудырмайды. 1926 жылы Уильям Т. Бови радиожиі токтарын скальпельге қолданғанда, медициналық операцияларда тіндерді кесіп, күйдіруге болатынын ашты, ал ұшқынды осцилляторлар электрохирургиялық генераторлар немесе "Бови" ретінде 1980 жылдарға дейін қолданылды. 1950 жылдары жапондық ойыншықтар компаниясы Matsudaya төмен қуатты ұшқынды таратушыны контроллерде радио басқару сигналдарын шығарудың арзан тәсілі ретінде қолданған Radicon деп аталатын арзан қашықтан басқарылатын жүк көліктері, қайықтары және роботтарының желісін шығарды. Сигналдар ойыншықтағы когерентті қабылдағышпен қабылданды. Ұшқынды осцилляторлар газ вольфрамды дәнекерлеуде дәнекерлеу доғасын бастау үшін қажетті жоғары жиілікті жоғары кернеуді өндіру үшін әлі де қолданылады. Күшті ұшқынды импульс генераторлары әлі де ЭМП-ны модельдеу үшін қолданылады.