Фидерлі – антенналы құрылғылардың негіздері

  Радиотолқындардың таралуы.Радио және телехабарларда, радиобайланыста, радиолокация мен радионавигацияда қолданылатын электромагниттік толқындарды радиотолқындар деп атайды. Радиотолқындарды төменде көрсетілгендей бірнеше диапазондарға бөледі.

Толқын ұзындықтары әр түрлі диапазондарда қолданылатын антенна түрлерінің ерекшелігі бар. Радиохабарларды тарататын ұзын, орташа, қысқа толқындарды вертикаль бағытталған өткізгіш вибраторлар шығарады. Қабылдау қашықтығын арттыру мақсатында антенналарды мүмкін болғанынша биік орнатуға тырысады. Радиолокация, ғарыштық радиобайланыс және телехабарлар үшін ультрақысқа толқындарды пайдаланады. Ұзындығы жарты толқын ұзындығына тең вибратор немесе бірнеше осындай вибраторлардан құралған антенна бағытталған метрлік электромагниттік сәуле шығарады. Сантиметрлік және дециметрлік диапазондағы радиосәулелерін шығару үшін параболалық шағылдырғыштар қолданылады.

Ионососфера және Жер.Радиотолқындардың таралуына жер бедері мен су беттері, әсіресе атмосфераның жоғарғы қабаты — ионосфера көбірек әсер етеді. Ионосфераны жер бетінен 90—300 км биіктікте, иондар мен электрондардан тұратын иондалған газ қабаты құрайды. Атмосфераның жоғары қабатының иондалуы, негізінен, Күннің ультракүлгін және рентген сәулелерінің әрекетінен болады. Түнмен салыстырғанда иондардың концентрациясы күндіз 20 еседей артық. Сондықтан ионосфераның қасиеті тәулік бойы және жыл мезгіліне байланысты өзгеріп тұрады. Ионосфера электромагниттік толқындарды шағылдырады және жұта алады. Ұзын радиотолқындар дифракция нәтижесінде көкжиектен асып алыска жетеді. Әрі ионосферадан жақсы шағылады, сол себепті ұзын толқындар шалғай қашықтыққа тарайды. Қысқа толқындардың алыс қашықтыққа таралуы, оның жер бетінен және ионосферадан бірнеше дүркін шағылуының арқасында болады. Жердегі кез келген радиостанциямен қысқа толқында байланыс орнатуға болады. Ультрақысқа толқындар ионосферадан шағылмай, ешбір кедергісіз өтіп кетеді. Олардың дифракциялық қасиеті нашар, жер бетін орағытып өтпейді. Сондықтан ультрақысқа толқынды байланыс таратқыш антеннаның тікелей көріну аймағында ғана жүзеге асырылады. Ретрансляторлар мен серіктерді пайдаланып, шалғай кашықтыққа теле-радио хабарларды тарату мүмкін болды.

 Радиолокация .Радиотолқындар арқылы объектіні тауып, оған дейінгі қашықтықты және оның кеңістіктегі орнын, қозғалыс жылдамдығын анықтау радиолокация деп аталады. Радиолокация негізіне радиотолқындардың өткізгіш денелерден шағылуы алынған. Ол радиотолқындар шағылатын обьектілердің сызықтық өлшемдері толкындардың ұзындығынан артық болғанда айқын байқалады. Сондықтан радиолокациялық станцияларда ультрақысқа толқындарды қолданады. Радиолокацияда обьектіні табу үшін сүйірлене бағытталған электромагниттік толқын шоғы пайдаланылады. Дециметрлік және одан кіші толқын ұзындығымен жұмыс істейтін радиолокаторларда бағытталған толқынды параболалық металл айнаның фокусында орналасқан антенналар шығарады. Метрлік толқындарды сүйірлей бағыттау үшін белгілі бір қалыпта орналасқан антенналар жүйесін қолданады. Бір бағытта интенференция салдарынан толқындар күшейіп сүйірлене бағытталса, өзге бағыттарда олар бірін-бірі толығымен немесе жартылай өшіреді. Радиолокатор немесе радар таратқыш және қабылдағыш күрделі радиотехникалық жүйелерден тұрады. Радиолокатор импулъстік режимде жұмыс істейді. Ұшақтың орнын анықтау үшін оған радиолокатордың антеннасын бағыттайды, ал генератор қысқа мерзімді электромагниттік толқындардың периодты импульстерін шығарады (3.27-сурет). Әрбір импульстің ұзақтығы τ = 10−6c шамасындай, ал импульстік аралықтары t = 10−3c, яғни 1000 еседей үлкен. Обьектіден шағылған электромагниттік толқынды, радиолокатордың таратқыштан қабылдағышқа ауыстырылып қосылған антеннасы импульстердің үзілісі мезетінде қабылдайды. Электромагниттік толқынның обьектіге барып және шағылып кайту уақытын t уақытын өлшеу арқылы, арақашықтықты анықтайды: мұндағы с = 3 • 108 м/с радиотолқынның вакуумде таралу жылдамдығы. Радардың экранында жіберілген және шағылған электромагниттік толқындардың импульстеріне сәйкес келетін электрондық шоқтың ауытқуын бақылайды және қашықтықты тікелей өлшейді. Өйткені экрандағы импульстерге сәйкес ауытқулардың арасы толқынның жүріп өту t уақытына және объектіге дейінгі I қашықтыққа тікелей пропорционал. Радиолокатор антеннасы кез келген бағытта қозғала алады. Антеннаның қозғалу бұрышы бойынша, мысалы, ұшақтың бағытын, оның координатасын анықтайды. Уақыттың өтуіне байланысты координаталардың өзгеруі бойынша нысананың жылдамдығы мен оның траекториясын есептейді. Қазіргі кезде радиолокацияны қолдану саласы аумақты, соның ішінде еліміздің қорғаныс мақсатында: зымырандарды, ұшақтар мен кемелерді байқап, анықтап отырады. Радарлар бірнеше жүздеген километрге дейінгі қашықтықтағы нысаналарды байқай алады. Аэропорттағы операторлар ұшақтардың ұшуы мен қонуы, әуе жолындағы қозғалысын радиолокаторлар арқылы бақылайды және тиісті нұсқаулар беріп, ұшу қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Құрғақ және ылғалды жер бедері, қалалық ғимараттар, транспорттық коммуникациялар, су радиотолқындарды түрліше шағылдырады. Ұшақтан радиолокациялық құралдар арқылы ұшқыш жерге дейінгі қашықтықты, ұшу жылдамдығын ғана біліп қоймайды, сонымен бірге жер бетінің радиолокациялық картасын көріп отырады. Ол бұндай информацияны күндіз де алып отырады.Радиолокация ғарыштық зерттеулер мен астрономияда қолданылады. Радиотелескоптар арқылы шалғайдағы ғарыш денелері шығаратын көрінбейтін кең диапазондағы электромагниттік толқындарды қабылдай отырып, әлемнің құрылысын зерттеу мүмкін болды. Радиолокациялық әдіс негізінде Жерден Айға және Меркурий, Шолпан, Марс, Юпитер планеталарына дейінгі қашықтықтар дәл анықталды. Ғарыштық кемелердің барлығы бірнеше радиолокатормен жабдықталған. Олар тікелей планеталардың бет түрінің қыртысын көрсете алады, аспан денелері туралы көп мағлұматтар береді.

Радиобайланыс — радиотолқынкөмегімен 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 тасымалдаушыжиіліктегі тербеліс берілетін ақпаратсигналының 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 монтируются. 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.

Радиобайланыс кедергісі — байланысаппараттары, құрылғылары мен кешендерінің қалыпты жұмыс істеуіне кедергі келтіретін және әр түрлі техникалық құралдардың жұмыс өлшемдерінің есептік (нақтылы) мәндерінің ауытқуын тудыратын құбылыстардың кең аумағы.Кедергілер байланыс жүргізуді, мәліметтерді беруді және т.б. қиындатады. 
Радиобайланыс кедергісінің арнайы техникалық құрылғылармен және қарсыластың әрекеттерімен ұйымдастырылуы, сондай-ақ өз әскерлерінің әр түрлі техникалық құралдары, аппараттары және құрылғыларының бір уақытта жұмыс істеуінен пайда болуы мүмкін. 
Радиобайланыс кедергісі мынадай негізгі белгілері бойынша топтастырылуы мүмкін: кедергі тудыратын физикалық алқаптар; 
- пайда болу көздері; 
- таралу ортасы; 
- қолдану аумағы мен тәсілдері, 
- жиілік диапазондары және басқа да өлшемдері бойынша. 
Радиобайланыс кедергісі тудыратын физикалық алқаптар бойынша электрлік, магниттік, электрмагниттік болып бөлінеді. Пайда болу көздері бойынша кедергілер әдетте, жасанды және табиғи болып бөлінеді. 
Жасанды кедергілер электрмагниттікжәне басқа қуаттарды сәулелендіру құрылғыларымен немесе осы қуатты ыдырататын шағылдырғыштар арқылы тудырылады. Сонымен қатар, олар арнайы жасалған (ойластырылған немесе ұйымдастырылған) және арнайы емес (өзара, жүйе ішіндегі) болуы мүмкін. Арнайы жасалған кедергілер тобы өнеркәсіптік деп аталады. Ол көліктік құралдардың әр түрлі электрқозғалқыштары және тұрмыстық аспаптар, электрбайланыс аппараттары,электр тасымалының жоғары вольтты желілері, жоғары жиіліктегі аппараттар жұмыстарынан және т.с.с. пайда болады. 
Өзара кедергілердің тууына біртекті техникалық құралдардың бір уақытта жұмыс істеуі, ал жүйе ішіндегі кедергілерге механикалық және радиотехникалық құрылғылардың өз шулары себеп болады. Табиғи кездерден пайда болатын табиғи кедергілер болып келеді. 
Радиобайланыс кедергісі таралу ортасына қарай ғарыштық, атмосфералық болып бөлінеді. 
Ғарыштық кедергілер галактикалық сәулелер мен бөлшектердің, Күн, Айрадиосәулеленуінің және галактикадан тыс топтар әсерінің нәтижесі болып табылады. 
Атмосферадағы Радиобайланыс кедергілері найзағайлық разрядтардан, ультракүлгін және ғарыштық сәулелерықпалымен электрлік зарядтардың атмосферадағы жылжуынан, түрлі ұшу аппараттарының электрленген үшкір қырларынан электр тарауынан және басқалардан туындайды. 
Қолдану аумағы мен тәсілдеріне, жиілік диапазондарына және басқа өлшемдеріне қарай радиоэлектрондық (радио және радиотехникалық) құралдар (РЭҚ), сымды байланыс құралдарының кедергілері болып бөлінеді. 
РЭҚ кедергілері белсенді немесе енжар болады. 
Белсенді кедергілер арнайы таратқыштардан пайда болады және әсер ету сипатына қарай РЭҚ бүркемелеуші және ұқсатушы (жалған хабарлаушы), көздеу және бөгет, бағытталған және бағытталмаған, үздіксіз және импульсті болып бөлінеді. 
Енжар радиобайланыс кедергіслері объектілердің электрмагниттік толқындар қуатының табиғи және жасанды шағылдырғыш пен объектілерден шағылуы салдарынан пайда болады. Олар шағылған электрмагниттік толқындарды қабылдау принципінде жұмыс жасайтын РЭҚ-ға қарсы қолданылады. 
Сымды байланыс құралдарыныңрадиобайланыс кедергісі берілетін хабарларды бұрмалайтын немесе аппараттың жұмыс істеу қабілетін бұзатын, сым (әуелік, кабельдік) желілеріне ықпал ететін сыртқы электрмагниттік әсерлер болып келеді.

Телефон (теле… және грекше phone дыбыс), Телефоннан шыққан электр тербелістерін дыбыс тербелістеріне түрлендіруге арналған электракустикалық аспап. Телефонда электр тербелістерін дыбыс тербелістеріне, дыбыс тербелістерін электр тербелістеріне түрлендіру микрофонкөмегімен атқарылады. Телефон электр-магниттік, электрдинамикалық және пьезоэлектрлік болып бөлінеді. Қазіргі кезде электоронды есте сақтау құрылғысымен жабдықталған телефон аппараттары бар.1878 жылы Дүниеде алғашқы телефон Ағылшын сарайына тартылды.

Радиотаратқыш (Радиопередатчик) — радиожиіліктер диапазонындағы модуляцияланған электр тербелістерін алуға және оларды электр-магнитті толқындар түрінде таратуға (антенна арқылы) арналған радио-электрондық құрылғы (құрылғылар кешені).

Радиобюро - радиотаратқыштар аркылы таратылатын ақпараттарды оларды дайындайтын орындардан қабылдап, тиісті радиотаратқыштарға (қалааралық телефонстанциясына, жергілікті радиоторапқа) таратып беретін және олардың жұмысына бақылау орнататын байланыс кәсіпорыны.Беруші (анықтаушы) генератор (Задающий генератор) — радиотаратқыштар үшін оның негізгі тербелісі болып табылатын аса жоғары тұрақты жөне жоғары жиілікті тербеліс тудыратын шағын қуаттыавтогенератор.

Антеннаның электрлік және салыстырмалы ұзындықтары —антеннаны жобалауда қолданылатын ұғымдар. Антеннаның электрлік ұзындығы деп дірілдеткіш иіні ұзындығының (L) толқындық санға (к) көбейтіндісін айтады. kL = 2πL/λ, λ — есептелінетін толқын ұзындығы. Салыстырмалы ұзындық деп L/ λ қатынасын айтады. Кез келген антенна қабылдаушы және таратушы антенна ретінде пайдаланылады. Радиорелелік байланыста бір антенна сүзгілер көмегімен бірнеше радиотаратқышқа қосыла алады.

Антенналық айырып қосқыш (Антенный переключатель) — ортақ антенналықабылдау таратқыш станцияларында пайдаланылатын құрылғы.Радиолокациялық станцияда —радиотаратқыш іске қосылған кезде қабылдағыш кірісін тұйықтайтын газ толтырылған разрядтағыш.

Амплитудалық модуляция (лат. amplitudo — шама, франц. modulatio — біркалыптылық) — радиотаратқыш  тарататын электромагниттік тербеліс амплитудасын сол тербеліс жиілігінентөмен жиліктегі тербеліс заңына сәйкес өзгерту. Мысалы, радиотаратқыш тарататын жоғары жиілікті тербеліс амплитудасын дыбыс жиілігіндегі тербеліс заңына сәйкес модуляциялағанда, жоғары жиіліктік тербелісамплитудасының көмкеруші сызығыдыбыс жиілігінің заңына сәйкес өзгереді. Радиотолқын ретінде таралатын сол жоғарғы тербелістің жиілігі "тасымалдаушы жиілік" деп аталады. Амплитудалық модуляция радио таратқыштың аралық каскадтарының бірінде жүзеге асырылады. Амплитудалық модуляциялауда тасымалдаушы жиіліктен төмен және жоғары екі бүйірлік жиілік жолақтары пайда болады: 

Амплитудалық детектор (Амплитудный детектор) —радиоқабылдағыштарда амплитудалық модуляцияланған аралық жиіліктен төменгі жиіліктегі тербелісті (пайдалы сигналды) бөліп алу үшін қолданылатын құрылғы. Оның параметрлік (синхрондық) детектор, диодтық детектор деген түрлері бар. Параметрлік детекторлар жұмыс істеу принципі бойынша жиілік өзгерткіш құралдарға ұқсас болса, диодтық детекторлар айнымалы ток түзеткішіне ұқсас жұмыс істейді.

Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-Ф49 математика бағытындағы 11 сыныбына арналған оқулық /С. Түяқбаев, Ш. Насохова, Б. Кронгарт, т.б. — Алматы: "Мектеп" баспасы. — 384 бет, суретті. ISBN 9965-36-055-3