История возникновения и развития радио и радиолокации

   Ижевский  Государственный  Технический Университет 

   Кафедра физики 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Реферат 

   Тема: история возникновения и развития радио и радиолокации 
 
 
 
 
 

         Выполнил  студент 

         гр. 4-29-1 Рудин С. 

         Проверил  Зинченко В. А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Ижевск 2004 

   Содержание 
 

1. Введение ____________________________________________________________________2
2. А. С. Попов — основатель радиотехники _________________________________________3
3. Радиосвязь после А. С. Попова __________________________________________________5
4. Радиовещание ________________________________________________________________8
5. Кругосветная радиосвязь _______________________________________________________9
6. Виды радиосвязи ______________________________________________________________11
7. Радиолокация ________________________________________________________________ 14
8. Заключение __________________________________________________________________ 15
9. Список литературы ____________________________________________________________16

   Введение 
 

   Изобретение радио является одним из величайших достижений человеческой культуры конца девятнадцатого столетия. Появление этой новой отрасли техники не было случайностью. Оно подготовлялось поем предшествующим развитием науки и отвечало требованиям эпохи.

   Как правило, первые шаги во вновь зарождающихся областях техники неизбежно бывают связаны с предыдущими научными и техническими достижениями, относящимися иной раз к различным разделам человеческих знаний и практики. Однако в каждой новой технической области всегда можно найти определенную физическую основу. Такой физической основой для возможности появления радиотехники послужило электромагнитное поле.

   Учение об этом поле, до того как оно нашло себе техническое применение, разрабатывалось многими выдающимися учеными на протяжении почти полустолетия. Еще в 1831 г. Фарадей и своих «Экспериментальных исследованиях по электричеству» заложил начала наших представлений о воздействии электрических токов, приводящих «находящуюся непосредственной близости от них материю в некоторое особое состояние, которое до того было безразличным». Максвелл в 1864 г. пришел к мысли о единстве природы световых и электрических колебаний и математически обосновал свои выводы в знаменитом «Трактате об электричестве и магнетизме», опубликованном в 1873 г. Генрих Герц в 1888 г. подтвердил классическими опытами правильность подобных взглядов.

   А. С. Попов — основатель радиотехники 

   А. С. Попов родился 16 марта 1859 года в  поселке Турьииские Рудники на Северном Урале (ныне г. Краснотурьинск Свердловской области). Сын священника, он учился в Далматовском духовном училище и Пермской духовной семинарии. Но, как и многие семинаристы, тяготевшие к науке, он вышел из семинарии после окончания общеобразовательных классов и 18-летним юношей поступил на физико-математический факультет Петербургского университета.

   С увлечением отдаваясь научным занятиям, А. С. Попов вскоре обратил на себя внимание профессоров университета, среди которых были крупнейшие физики того времени (Ф. Ф. Петрушсвский, И. Г. Егоров и др.). Блестящие способности А. С. Попова позволили ему еще студентом исполнять обязанности ассистента профессора на лекциях.

   Окончив университет в 1882 году, Александр  Степанович по материальной необеспеченности не смог принять предложение остаться при кафедре физики для подготовки к профессорскому званию и занял место преподавателя физики в кронштадтском Минном офицерском классе и в Минной школе. Сюда А. С. Попова влекла возможность вести научно-исследовательскую работу в первоклассном по своему оборудованию физическом кабинете класса.

   Годы  работы А. С. Попова в Кронштадте (1883—1901) были весьма плодотворным периодом в научной жизни изобретателя. Именно здесь, в стенах физического кабинета Минного офицерского класса, родилось и начало свой победный путь величайшее достижение мировой науки и техники — радиосвязь.

   А. С. Попов работал вскоре после  великих открытий Фарадея и Максвелла, начавших новую эпоху электротехники.

   В 1867 году английский физик Максвелл вывел из своих чисто теоретических  трудов заключение о существовании в природе электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Он утверждал, что видимые волны света являются только частным случаем электромагнитных волн, известным потому, что эти волны люди могут обнаруживать и искусственно создавать. Теория Максвелла была встречена с большим недоверием, но своей глубиной и теоретической завершенностью привлекла к себе внимание многих физиков.

   Начались  поиски способов экспериментального доказательств теории Максвелла. Берлинская Академия паук в 1879 голу даже объявила это доказательство конкурсной задачей. Ее решил молодой немецкий физик Генрих Герц, который в 1888 году установил, что при разряде конденсатора через искровой промежуток действительно возбуждаются предсказанные Максвеллом электромагнитные волны, невидимые, но обладающие многими свойствами световых лучей.

   Через два года французский ученый Э. Бранли заметил, что в сфере действия волн Герца металлические порошки изменяют электрическую проводимость и восстанавливают ее только после встряхивания. Англичанин Оливер Лодж в 1894 году использовал прибор Бранли, названный им когерером, для обнаружения электромагнитных волн и снабдил его встряхивателем.

   Герц  стремился получить с помощью  искрового разрядника электромагнитные волны, возможно более близкие к видимым световым волнам, и ему удалось получить волны длиной 60 см. Последователи Герца, пользуясь электрическими способами возбуждения колебаний, шли по пути увеличения длины волны, тогда как многие русские и зарубежные физики (П. Н. Лебедев, А. Риги, Г. Рубенс, А. А. Глаголева-Аркадьева, М. А. Левитская и др.) в своих работах шли от световых волн на смыкание с радиоволнами.

   Постепенно  радиотехника овладевала всем обширным спектром радиоволн. Оказалось, что свойства радиоволн совершенно различны на разных участках спектра, а кроме того, зависят от сезона, времени суток и солнечных циклов.

   Электромагнитные  волны длиной от 0,5 мм до 50 км в настоящее время называют радиоволнами. Они возбуждаются колебаниями тока с частотой от 600 млрд. до 6 тыс. герц. Практическое использование еще более коротких волн связано с техническими трудностями, а практическое применение их сопряжено с сильным поглощением в атмосфере. С другой стороны, спектр ограничен непригодностью еще более длинных волн для радиосвязи.

   7 мая 1895 года в ученых кругах  Петербурга произошло событие,  которое сразу не привлекло  к себе особого внимания, но  практически было началом одного  из величайших в мире технических открытий. Этим событием явился доклад А. С. Попова, преподавателя физики в Минном офицерском классе Кронштадта, «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». Заканчивая доклад, Александр Степанович сказал: «В заключение могу выразить надежду, что мой прибор, при дальнейшем усовершенствовании его, может быть применен к передаче сигналов на расстояния при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающих достаточной энергией». Дата этого доклада признана теперь днем рождения радио.

   Первым корреспондентом А. С. Попова в его опытах по осуществлению радиосвязи была сама природа — разряды молний. Первый радиоприемник А. С. Попова, а также изготовленный им летом 1895 года «грозоотметчик» могли обнаруживать очень дальние грозы. Это обстоятельство и навело А. С. Попова на мысль, что электромагнитные волны можно обнаружить при любой дальности источника их возбуждения, если источник обладает достаточной мощностью. Такое заключение дало Попову право говорить о передаче сигналов на дальнее расстояние без проводов.

   В качестве источника колебаний в  своих опытах А. С. Попов пользовался герцевским вибратором, приспособив для его возбуждения давно известный физический инструмент — катушку Румкорфа. Будучи замечательным экспериментатором, своими руками изготовляя всю необходимую аппаратуру, Попов усовершенствовал приборы своих предшественников. Однако решающее значение имело то, что Попов к этим приборам присоединил вертикальный провод — первую в мире антенну и таким образом полностью разработал основную идею и аппаратуру для радиотелеграфной связи. Так возникла связь без проводов с помощью электромагнитных волн, так в изобретении А. С. Попова зародилась современная радиотехника.

   Возможно, что если бы Попов был только ученым-физиком, то па этом дело бы и остановилось, но Александр Степанович был, кроме того, инженером-практиком и загнал нужды военно-морского флота. Еще в январе 1896 года в статье А. С. Попова, опубликованной в «Журнале Русского физико-химического общества», были приведены схемы и подробное описание принципа действия первого в мире радиоприемника. А в марте изобретатель продемонстрировал передачу сигналов без проводов на расстояние 250 м, передав первую в мире радиограмму из двух слов «Генрих Герц». В том же году в опытах на кораблях была достигнута дальность радиосвязи сначала на расстояние около 640 м, а вскоре и на 5 км.

   Позже, в июне 1896 года итальянец Г. Маркони  сделал в Англии патентную заявку на аналогичное изобретение, но сведения об его опытах и приборах беспроволочного телеграфирования были опубликованы лишь через год — в июне 1897 года.

   Умелая  реклама, большой интерес Англии к возможностям осуществления связи  без проводов позволили Маркони в 1897 году основать специальную фирму («Компания беспроволочного телеграфа и сигнализации») с капиталом 100 тыс. фунтов стерлингов. Дальность радиосвязи в это время в опытах Маркони не превосходила дальности, достигнутой Поповым.

   В 1898 году А. С. Попов добился уже радиосвязи на 11 км и, заинтересовав своими опытами Морское министерство, организовал даже небольшое производство своих приборов в мастерских лейтенанта Колбасьева и у парижского механика Дюкрете, который в дальнейшем стал главным поставщиком его приборов.

   Когда в ноябре 1899 года у острова Гогланд  сел на мель броненосец «Генерал-адмирал Апраксин», то по поручению Морского министерства Попов организовал первую в мире практическую радиосвязь. Между г. Котка и броненосцем на расстоянии около 50 км в течение трех месяцев было передано свыше 400 радиограмм.

   После успешной работы радиолинии Гогланд — Котка Морское министерство первым в мире приняло решение о вооружении всех судов русского военно-морского флота радиотелеграфом как средством постоянного вооружения. Под руководством Попова началось изготовление радиоаппаратуры для вооружения кораблей. Одновременно с этим А. С. Попов создал первые армейские полевые радиостанции и провел опыты по радиосвязи в Каспийском пехотном полку. В мастерской кронштадтского порта, организованной А. С. Поповым в 1900 году, были изготовлены радиостанции для вооружения мерных кораблей (крейсер «Поник», линкор «Пересвет» и др.), отправляемых на Дальний Восток для укрепления 1-й Тихоокеанской эскадры.

   Русский флот получил па вооружение радиотелеграфную аппаратуру ранее английского флота. Английское адмиралтейство только в феврале 1901 года заказало первые 32 станции, а вопрос о массовом радиовооружении кораблей решило лишь в 1903 году.

   Кроме России, Англии и Германии, в других странах Европы, а также в США не велось самостоятельных разработок в области радио, и поэтому эти страны оказались в большей или меньшей зависимости от общества Маркони. Оно сумело обеспечить себе монополию почти во всем мире и сохраняло ее вплоть до первой мировой войны.

   Технические возможности небольшой мастерской в Кронштадте и парижской мастерской Дюкрете были слабы, для того чтобы спешно вооружить вторую русскую эскадру, уходившую на Дальний Восток. Поэтому большой заказ на изготовление радиоаппаратуры для кораблей эскадры был передан германской фирме «Телефункен». Недобросовестно изготовленная этой фирмой аппаратура часто отказывала в работе. А. С. Попов, командированный в Германию для наблюдения за ходом поставки аппаратуры, писал 26 июня 1904 года: «Приборы не были никому сданы и никто не обучен обращению с ними. Ни на одном корабле нет схемы приемных приборов».

   Известно, что заслуги А. С. Попова благодаря  настояниям общественности были высоко оценены. В 1898 году ему была присуждена премия Русского технического общества, присваиваемая раз в три года за особо выдающиеся достижения. В следующем году Александр Степанович получил диплом почетного инженера-электрика. Русское техническое общество избрало его своим почетным членом. Когда, в 1901 году, Попову предложили профессуру в Электротехническом институте, то Морское ведомство согласилось на это только при условии продолжения службы его в Морском техническом комитете.

   Работы  А. С. Попова имели большое значение для последующего развития радиотехники. Изучая результаты опытов на Балтике в 1897 году по прекращению связи между кораблями «Европа» и «Африка» в моменты прохождения между  ними крейсера «Лейтенант Ильин», Попов пришел к заключению о возможности с помощью радиоволн обнаруживать металлические массы, то есть к идее современной радиолокации.