Радио на службе у человека - страница 17

Обычная радиовещательная станция посылает электромагнитные волны во все стороны, подобно лампе, свет от которой также распространяется по всем направлениям.

Но, как известно, пользуясь вогнутыми зеркалами, можно получать направленные световые пучки. Общеизвестным примером этого служат световые прожекторы.

Подобным же образом можно собирать в «пучки» электромагнитные волны, заставляя их (при небольшой длине волны) отражаться в нужном направлении от металлических зеркал, либо создавая для этого сложные антенны.

Если бы удалось получить весьма сильное излучение электромагнитных волн в нужном направлении, то стала бы возможной передача электромагнитной энергии без проводов на большие расстояния в больших количествах. Тогда современные дорогостоящие линии электропередач оказались бы излишними.

В настоящее время это ещё невозможно, так как необходимые для этой цели устройства слишком громоздки и дороги. Но не исключена возможность, что в ближайшем будущем такая задача будет решена, так как по мере уменьшения длины волны размеры необходимых устройств для получения направленных волн уменьшаются, а радиотехника в последние годы сделала громадные успехи как раз в освоении очень коротких электромагнитных воля.

В первые же годы развития радиосвязи учёные обратили внимание на возможность определения направления, по которому распространяется волна, при помощи так называемой рамочной антенны, представляющей в простейшем случае прямоугольную проволочную рамку, включаемую в радиоприёмную схему. Если рамка расположена так, что её плоскость образует прямой угол с направлением распространения волны (рис. 16), то в вертикальных участках рамки под воздействием волны одновременно будут возникать электрические токи. Так как в обеих половинах рамки эти токи (изображённые стрелками) направлены друг другу навстречу и одинаковы, то их общее действие сведётся к нулю, они взаимно уничтожат друг друга, и радиосигнал, приносимый волной, не будет услышан.

Но если начать вращать рамку вокруг вертикальной оси, то к одной из сторон рамки волна будет подходить чуть-чуть раньше, чем к другой, и поэтому токи, возникающие в обеих половинках рамки, хотя и будут иметь противоположные направления, но не будут одинаковы и уже не уничтожат друг друга полностью, так как их изменения во времени не вполне совпадают. В результате в рамке возникнет некоторый ток, и радиосигнал будет услышан.

Для пояснения этой важной особенности радиоприёма на рамочную антенну можно привести такой пример.

Представьте себе тележку, стоящую на рельсах. Если два человека, стоя у противоположных концов тележки, будут стараться сдвинуть её друг на друга короткими размеренными толчками равной силы, то при строгой одновременности толчков, очевидно, никакого движения тележка не получит. Если же один из людей будет чуть-чуть запаздывать, то тележка будет двигаться взад и вперёд, так как, хотя сила толчков и одинакова, но они действуют в различные моменты.

В случае радиоприёма на рамку, поставленную под острым углом к направлению движения волны, когда возникающие в ней токи не вполне уничтожают друг друга, очевидно, радиосигнал будет восприниматься. Сила приёма будет, конечно, тем значительнее, чем больше токи в одной половине рамки отстают во времени от токов в другой её половине; следовательно, если рамка будет установлена параллельно движению волны, то сила приёма должна получиться наибольшей.

Итак, при приёме радиосигналов на рамку, вращая её, можно определить, с какой стороны принимается электромагнитная волна, т. е. определить направление на радиостанцию, передающую радиосигналы.

Конечно, здесь возможна ошибка на 180 градусов, так как нет возможности определить, движется ли волна от правой стороны рамки к левой или же в обратном направлении. Но так как кроме радиосигналов обычно возможны и другие способы определения направлений, например, с помощью компаса, то почти всегда возможно избежать этой ошибки.