Презентация "Радиосвязь" по физике – проект, доклад

Радиосвязь

Радиосвязь — разновидность электросвязи, беспроводная связь, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, то есть электромагнитные волны, свободно распространяющиеся в пространстве.

Приёмник Попова

Принцип работы

Передача происходит следующим образом: на передающей стороне (в радиопередатчике) формируются высокочастотные колебания (несущие сигнал) определенной частоты. На него накладывается сигнал, который нужно передать (звуки, изображения и т. д.) — происходит модуляция несущей полезным сигналом. Сформированный таким образом высокочастотный сигнал излучается антенной в пространство в виде радиоволн. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в приемной антенне, он поступает в радиоприёмник. Здесь система фильтров выделяет из множества наведенных в антенне токов от разных передатчиков сигнал с нужной несущей частотой, а детектор выделяет из него модулирующий полезный сигнал.

Аппаратное помещение радиовещательной станции, 1927 г.

Никола Тесла на лекции демонстрирует принципы радиосвязи, 1891 г.

Частотные диапазоны

Низкие частоты (километровые волны) — f = 30—300 кГц (λ = 1-10 км) В практике радиовещания и телевидения используется упрощённая классификация радиодиапазонов: Сверхдлинные волны (СДВ) — мириаметровые волны Длинные волны (ДВ) — километровые волны Средние волны (СВ) — гектометровые волны Короткие волны (КВ) — декаметровые волны Ультракороткие волны (УКВ) — высокочастотные волны, длина волны которых меньше 10 м. В зависимости от диапазона радиоволны имеют свои особенности и законы распространения: ДВ сильно поглощаются ионосферой, основное значение имеют приземные волны, которые распространяются, огибая землю. Их интенсивность по мере удаления от передатчика уменьшается сравнительно быстро. СВ сильно поглощаются ионосферой днём, и район действия определяется приземной волной, вечером хорошо отражаются от ионосферы и район действия определяется отражённой волной. КВ распространяются исключительно посредством отражения ионосферой, поэтому вокруг передатчика существует т. н. зона радиомолчания. Днём лучше распространяются более короткие волны (30 МГц), ночью — более длинные (3 МГц). Короткие волны могут распространяться на больши́е расстояния при малой мощности передатчика. УКВ распространяются прямолинейно и, как правило, не отражаются ионосферой, однако при определённых условиях способны огибать земной шар из-за разности плотностей воздуха в разных слоях атмосферы. Легко огибают препятствия и имеют высокую проникающую способность. СВЧ не огибают препятствия, распространяются в пределах прямой видимости. Используются в WiFi, сотовой связи и т. д. КВЧ не огибают препятствия, отражаются большинством препятствий, распространяются в пределах прямой видимости. Используются для спутниковой связи. Гипервысокие частоты не огибают препятствия, отражаются подобно свету, распространяются в пределах прямой видимости. Использование ограничено.

История и изобретение радио

Первый патент на беспроводную связь получил в 1872 г. Малон Лумис, заявивший в 1866 г. о том, что он открыл способ беспроволочной связи; в Германии создателем радио считают Генриха Герца (1888); в США — Дэвида Хьюза (1878), а также Томаса Эдисона (1875; патент 1885); во Франции — Эдуарда Бранли (1890); в Индии — Джагадиша Чандра Боше (1894);в Англии — Оливера Джозефа Лоджа (1894); в Бразилии — Ланделя де Муру (1893—1894). Создателем первой успешной системы обмена информацией с помощью радиоволн (радиотелеграфии) в ряде стран считается итальянский инженер Гульельмо Маркони (1895). Первым изобретателем радиотелеграфии традиционно считают А. С. Попова. В первых опытах по радиосвязи, проведённых в физическом кабинете, а затем в саду Минного офицерского класса, прибор А. С. Попова обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком, на расстоянии до 60 м.

Далее радиосвязь была установлена на расстоянии 250 м. Работая над своим изобретением, Попов вскоре добился дальности связи более 600 м. Затем на манёврах Черноморского флота в 1899 г. учёный установил радиосвязь на расстоянии свыше 20 км, а в 1901 г. дальность радиосвязи была уже 150 км. Важную роль в этом сыграла новая конструкция передатчика: искровой промежуток был размещён в колебательном контуре, индуктивно связанном с передающей антенной и настроенном с ней в резонанс. Существенно изменились и способы регистрации сигнала: параллельно звонку был включён телеграфный аппарат, позволивший вести автоматическую запись сигналов. В начале 1900 г. радиосвязь была успешно использована во время спасательных работ в Финляндском заливе. В США изобретателем радио считается Никола Тесла, запатентовавший в 1893 году радиопередатчик, а в 1895 г. приёмник. Конструкция устройств Теслы позволяла модулировать акустическим сигналом колебательный контур передатчика, осуществлять радиопередачу сигнала на расстояние и принимать его приёмником, который преобразовывал сигнал в акустический звук. Такую же конструкцию имеют все современные радиоустройства, в основе которых лежит колебательный контур. Во Франции изобретателем беспроволочной телеграфии долгое время считался создатель когерера (трубки Бранли) (1890) Эдуар Бранли. В Великобритании, в 1894 году первым демонстрирует радиопередачу и радиоприём на расстояние 40 метров изобретатель когерера Оливер Джозеф Лодж. Первым же изобретателем способов передачи и приёма электромагнитных волн (которые длительное время назывались «Волнами Герца»), является сам их первооткрыватель, немецкий учёный Генрих Герц .