Радиобайланыс

Антенна

Пульсарлар

Радиобайланыс — радиотолқын көмегімен ақпарат алмасу. Радиобайланыс жүйесінің ақпарат беруші жағында радиотаратқыштан және таратушы антенналардан тұратын радиотарату құрылғысы, ал қабылдаушы жағында қабылдау антенналары мен радиоқабылдагыштан тұратын радиоқабылдау құрылғысы орналасады. Таратқышта қоздыратын тасымалдаушы жиіліктегі тербеліс берілетін ақпарат сигналының заңына сәйкес өзгертіледі , ал қабылдаушы жақта кері процесс жүргізіледі. Байланыс біржақты және екіжақты болуы мүмкін. Радиобайланыс қозғалмайтын объектер мен жылжымалы объект арасында, сондай-ақ жылжымалы объектілер арасында байланыс орнатудың бірден бір тәсілі. Радиобайланыс — бұл радиотолқындардың (электромагнитті тербеліс) көмегімен әртүрлі арақашықтықтағы ақпараттардың алмасуына арналған электробайланыстың бір түрі. Радио (лат. radiare – сәулелену), «радиобайланыс» термині - «сәулелену көмегімен болатын байланыс», яғни өткізгішті сымның көмегінсіз (сымсыз байланыс). Кеңістік антеннасының көмегімен таратқыш сәулеленеді де жер бетіне таралып келесі қабылдағышқа әсер етіп электрлік энергия электромагнитті толқын энергиясына айналады. Екі жақты байланыс болуы үшін әрбір радиостанция таратқыш пен қабылдағыштан тұруы керек. Аз қуатты радиостанцияда таратқыш пен қабылдағыш жалпы корпуста монтаждалады. Жоғарғы қуатты сигналдарды сәулелендірген кезде таратқыштар жеке қондырғылармен дайындалады. Сапалы радиосигналдарды алу үшін қабылдағыштар да жеке қондырғылармен дайындалады. Тарату кезінде электромагниттік толқындарды сәулелендіретін, қабылдау кезінде олардың энергиясын жұтып алатын құрылғы антенна деп аталады. Антеннаның қарапайым түрі бір жағы жерден көтерілген,бір жағы таратқышқа немесе қабылдағышқа қосылған кәдімгі сым десек болады.

Тарихы

1888 ж. орыс ғалымы Александр Сергеевич Попов электромагниттік толқындар арқылы алыс қашықтықтарға сигнал жеткізудің ғылыми болжамын ұсынды. Бұл проблеманың практикалық шешімін ол 1896 ж. тапты. Сол жылдың 24 наурызында Ресейдің физика-химия қоғамының мәжілісінде A. С. Попов әлемде бірінші рет 250 м қашықтыққа сымсыз радиограмма арқылы Генрих Герц деген екі сөзді жеткізді.

Поповпен бір мезгілде радиобайланыс идеяларын дамытып, радиоаппаратура жасау мәселесімен италияндық ғалым Г. Маркони да шұғылданды. Ол 1897 ж. электромагниттік толқындарды пайдаланып, хабар таратуға болатыны жөнінде патентті A. С. Поповтан бұрын алды.

XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың басында электромагниттік толқындар көзі ретінде электр ұшқындары қолданылды. Электр ұшқындарының табиғатта кездесетін түрі — найзағай. Бірақ мұндай ұшқынды разрядтар электромагниттік тербелістердің өшпелі кездері болып табылады. 1913 жылдан бастап үшэлектродты радиошамдарды пайдаланатын өшпейтін мәжбүрлі (еріксіз) тербелістердің генераторлары жасалды. Өткен ғасырдың 50-жылдарынан бастап шамды генераторларды транзисторлар ығыстырып шығара бастады.

Толығырақ

Теориялық ізденістер мен практикалық зерттеулер ақпаратты алысқа жеткізуде (әсіресе оны сөз, ән-күй, кескін түрінде бейнелеуде) өшпейтін синусоидалық әлектромагниттік тербелістердің аса маңызды екенін көрсетті. Міне, сондықтан ақпаратты өте алысқа жіберерде, жиілігі үлкен қуатты радиотолқындар пайдаланылады. Әдетте, жиілігі 0,2 МГц-тен асатын радиотолқындар ұзын, 1 МГц-тен асатыны орта, 12 МГц аймағындағылар қысқа, ал одан үлкен жиіліктегілері ультрақысқа радиотолқындар деп аталады. Бейне кескіндерді электромагниттік толқындармен жеткізу үшін гигагерцпен (миллиардтаған герцпен) өлшенетін жиіліктер қолданылады.

Мұндай жиіліктер дециметрлік толқын ұзындықтарына сәйкес келеді.

Электромагниттік тербелістерді тербелмелі контур шығарады. Мұндай тербелмелі контурда электромагниттік тербеліс пайда болғанымен, олар кеңістікке толқын түрінде тарай алмайды. Себебі электр өрісі конденсатор астарларының арасында, ал магнит өрісі катушка ішінде жинақталады. Сондықтан оларды жабық тербелмелі контурлар деп атайды.

Электромагниттік тербелістер кеңістікте толқын түрінде таралуы үшін ашық тербелмелі контурлар пайдаланылады. Ол үшін жабық контурлардағы конденсаторлардың астарларының ауданын азайтып, ал катушкалардың орам санын кеміту керек. Шекті жағдайда катушкалар бірте-бірте түзу өткізгіштерге айналып, ал олардың тақау ұштары конденсаторлардың қызметін атқаратын болады.

Мұндай құрылғы ашық тербелмелі контур деп аталады. Контурлардағы тербелістер өшіп қалмау үшін конденсаторлардың астарларын үнемі зарядтап отыру қажет. Ол үшін арнайы лампалы немесе транзисті генераторлар қолданылады.

1894 ж. Попов генераторлар мен радиотолқындарды қабылдайтын қондырғыларға ұзын сымдарды жалғағанда, радиобайланыстардың жақсаратынын байқады. Осылай радиотаратқыштар мен радиокабылдағыштардың маңызды бөлігі болып табылатын антенна ойлап шығарылды. Антенна ашық тербелмелі контур болып табылады.

Оның электромагниттік өрісі кеңістіктің үлкен бөлігін қамтиды. Сондықтан антенна электромагниттік толқындарды жақсы шығара да, қабылдай да алады. Тұрмыста және техникада, сондай-ақ ғылыми мақсаттар үшін антенналардың көптеген түрі қолданылады. Олардың параболоидалық табақ түрінде жасалған құрылғылары алыс ғаламдардан элек-тромагниттік толқындарды қабылдай алатын радиотелескоптарда пайдаланылады.

1967 жылдың жаз айында радиотелескоптың жәрдемімен Кембридж университетінің ғылыми кызметкерлері ғарыш кеңістігінен келіп жеткен радиосигналдарды тіркеді. Бұл сигналдар периодты түрде әрбір 1,33730113 с сайын қайталанды, ал импульстің ұзақтығы 10—20 мс уақытқа созылған.

Таң-тамаша болған зерттеушілер де, басқа ғалымдар да бұл сигналдарды әуел баста алыс ғаламдағы саналы тіршілік иелерінің аспан кеңістігіне әдейі жіберіп отырған хабары деп пайымдады.

Алайда кейінірек олардың сыры белгілі болды. Бұл радиосигналдардың көзі—кейінірек пульсарлар мен квазарлар деп аталған ерекше объектілер болып шықты.

Қазіргі кезде пульсарларды аса ірі жұлдыздардың қартайған шағындағы жарылыстан қалған сарқыншағы деп есептейді. Пульсардағы заттың тығыздығы ғаламат шамаға (~1016 кг/м3) жетеді және оның диаметрі баржоғы 10—100 км төңірегінде болады.

Диаметрі кішкентай болғандықтан, пульсарлар өз осінің төңірегінде 1—2 с ішінде толық бір айналып шыға алады. Бұндай пульсарлардың бетінде радиотолқындарды өте жіңішке конус түрінде шығаратын ыстық дақтар болуы мүмкін. Осындай ыстық дақтардан таралатын радиотолқындар Жер бетіне де келіп жетеді. Пульсармен қоса оның бетіндегі ыстық дақтар да периодты айналысқа түседі. Сөйтіп, ыстық дақтардан шығатын радиотолқындардың кеңістікке таралу бағыты пульсардың айналуына байланысты өзгеріп отырады. Бір период уақыт өткеннен кейін радиотолқынның (сигналдың) таралу бағыты тағы да Жерге қарай бағытталады. Осы кезде оларды радиотелескоптар қайыра тіркейтін болады.

Радиобайланысты ұйымдастырудың негізгі әдістері

Байланысты ұйымдастырудың негізгі әдістері: радиожүйе және радиобағыт

Радиожүйе — бұл бір жалпы радиоберілуде жұмыс істейтін үш немесе одан да көп хабарламалардың арасындағы радиобайланысты ұйымдастыру әдісі. Радиожүйе: неғұрлым аз шығынды күшпен және құралмен барлық хабарламалар арасындағы байланысты және хабарларды нұсқаулы таратуды қамтамасыз етеді.

Радиобағыт — бір жалпы радиоберілуде жұмыс жасайтын екі хабарлама арасындағы байланысты ұйымдастыру әдісі. Радиобағыт радиожүйемен салыстырғанда көрінбеулігімен, жіберу мүмкіндігімен және үлкен тұрақтылығымен ерекшеленеді.

Негізгі радиостанцияның талаптары барлық радиостанциялармен орындалуы керек. Радиобайланысты ұйымдастыру үшін мына радиоберілгендер өңделеді: жиілік, шақырғыш паролдер және радиоқұжаттар кілттері.

Шақырғыш және еркін жиілікті қолдануға тиым салынады. Радиоберілгендер белгілі бір тәртіпке сәйкес уақыты біткеннен кейін жойылатын гриф құпияға және шекті уақытқа ие. Радиожүйеде және бағытта хабарламалар радиоалмасуды жүргізеді. Радиоалмасу арқылы командалардың қабылдануы мен таратылуын, сигналдарды, радиограммаларды және радиосөйлесуді енгізуді анықтайды