Коли ви беретеся за ручку настройки радіоприймача, перед вами відкривається двері в невидимий світ ефіру. Ось ви зробили ледве помітний поворот ручки, і приймач налаштувався на одну з радіостанцій: з гучномовця почувся голос вченого, який читає лекцію; ви повернули ручку настройки трохи ще й почули радіорепортаж з футбольного поля; ви повернули ручку далі - і вами оволоділи звуки чарівної музики.
Обертаючи ручку настройки приймача, ви робите подорож по ефіру і можете почути дуже далекі радіостанції.
Не завжди це подорож проходить вдало. Іноді в розмірно пливуть звуки вальсу вторгається стороння передача або часта дріб радиотелеграфной абетки. Ви мимоволі стаєте слухачем двох або навіть трьох станцій одночасно. Не слід звинувачувати в цьому радіоприймач: він виконує свою роль справно. Причиною такого явища при радиоприеме є «тіснота в ефірі».
Говорячи про «тісноті в ефірі», хочуть сказати, що одночасно працює надзвичайно багато радіостанцій і радиоприем дуже утруднений. Про це краще за всіх знають радисти-слухачі. Часом сигнали прийнятої радіостанції так сильно забиваються сторонніми станціями, що тільки тонкий слух і великий досвід виручають радиста і допомагають йому прийняти радіограму без спотворень. Йому можуть перешкодити не тільки станції, що ведуть передачі на його ж хвилі, але і ті, які працюють на близьких хвилях.
«Тіснота в ефірі» - одна з найскладніших завдань, що стоять перед радіотехнікою.
У початковий період розвитку радіо передавальних станцій було небагато, і вони не заважали одна одній. З плином часу кількість їх ставало все більше і більше, а число незайнятих радіохвиль зменшувалася. Радіотехнікам довелося задуматися над більш правильним і економним «використанням ефіру». Для розподілу радіохвиль між державами стали скликатися міжнародні конференції. З'явилися суворі обмеження, що не дозволяють радіостанціям відхилятися від встановлених довжин хвиль.
Через «тісноти в ефірі» відкриття нових станцій стає все важче і важче. Кожний щойно установлений радіопередавач - не тільки новий «голос в ефірі», це нова перешкода роботі інших радіостанцій. Але потреба в радіозв'язку дуже велика. І ефір в даний час надміру «забитий» радіохвилями.
Якби ми встановили настільки чутливий радіоприймач, що могли вловити всі радіостанції світу, ми майже на кожній хвилі почули б кілька передач одночасно. Так, в діапазоні радіохвиль від 100 до 50 метрів на кожній хвилі працює в середньому по дев'яти радіостанцій, а на деяких інших хвилях ще більше.
«Тіснота в ефірі» давно заважає розвитку радіозв'язку і радіомовлення. Ось чому радіотехніки вже багато років прагнуть розширити межі діапазону радіохвиль, що застосовуються на практиці.
Почавши свою історію з застосування середніх і довгих хвиль, радіотехніка 30 років тому перейшла до освоєння короткохвильового діапазону, який включає хвилі довжиною від 50 до 10 метрів і дає можливість вмістити в кілька разів більше радіостанцій, ніж весь діапазон більш довгих хвиль. Але скоро і в цьому діапазоні стало тісно.
Тепер вдалося освоїти ультракороткі хвилі. Перед радіотехніки відкрився небувалий простір. Діапазон УКВ (ультракоротких хвиль) володіє незвичайною частотної місткістю. Щоб зрозуміти, наскільки діапазон ультракоротких хвиль «просторіше» іншихдіапазонів, доведеться вдатися до цифр. Подивимося, яка смуга частот відповідає діапазону УКВ (хвилі довжиною від 10 метрів до 1 сантиметра) і яка смуга частот відповідає більш довгим хвилям (хвилі довжиною від 10 до 30 тисяч метрів).
Хвиля довжиною 30 тисяч метрів створюється змінами електромагнітного поля, що відбуваються з частотою 10 тисяч коливань в секунду. Хвилі 10 метрів відповідає частота в 30 мільйонів коливань в секунду, а хвилі в 1 сантиметр відповідає частота в 30 мільярдів коливань в секунду. Значить, смуга частот діапазону УКВ складе 30 000 000 000 - 30 000 000 = 29 970 000 000 коливань в секунду, а смуга частот довших хвиль складе всього 30 000 000 # 151; 10 000 = 29 990 000 коливань в секунду.
З цього розрахунку видно, що частотний «ділянку» УКВ приблизно в 1000 разів більше частотного «ділянки» всіх більш довгих хвиль! У ньому можна розмістити в сотні разів більше радіостанцій, ніж на довгих, середніх і коротких хвилях разом узятих!
Частотний простір в області УКВ дозволяє не тільки збільшити число радіостанцій, а й абсолютно по-новому вести радіомовлення, передаючи ширшу смугу частот. А це покращує якість передач.
Як з'ясували радіофізики, при будь-радіопередачі в ефір випромінюється не одна якась частота, а ціла смуга частот. Радіотелеграфна передача створює вузьку смугу частот і «займає в ефірі» порівняно невеликий частотний ділянку. При передачі мови смуга випромінюваних частот більше, а при музичній передачі ще більше, причому багатша за своїм звуковим складом програма вимагає і більш широкої смуги частот. Але «тіснота в ефірі» обмежує потреби радіостанцій. Кожній радіомовної станції відводиться більш вузький частотний ділянку, ніж потрібно для художньої передачі. Тому багатьох звуків в області високих звукових частот ми не чуємо # 151; їх навмисно не пропускає радіостанція, щоб не заважати роботі своїх «сусідів по ефіру».
На УКХ таких обмежень бути не може. Цей діапазон дає можливість вести передачі з найширшою смугою частот, яка тільки необхідна.
Гідність ультракоротких хвиль полягає ще і в тому, що вони дозволяють за допомогою порівняно нескладних і невеликих антен отримувати вузькі пучки радіохвиль. Це важливо не тільки в радіолокації, а й в техніці зв'язку. Коли радіохвилі збираються в пучок і направляються якраз туди, де ведеться їх прийом, утруднюється перехоплення радіограм противником і збільшується таємність передачі. Крім того, завдяки спрямованості радіохвиль не розсіюється марно по сторонам, і тому для підтримки зв'язку потрібно дуже невелика потужність. А це сприяє зменшенню розмірів передавальних станцій.
На ультракоротких хвилях радіостанції виходять компактними і легкими. Для них уже без праці знайдеться місце і в літаку, і в танку, і на мотоциклі. Особливо важливо умень шення ваги і габаритів для переносних радіостанцій. Легка станція менш обтяжує радиста і збільшує його рухомої-ність в бойовій обстановці.
Скорочення довжини хвилі призводить не тільки до зміни апаратури - змінюються закони поширення радіохвиль.
На ультракоротких хвилях радіостанції стають більш компактними і легкими.
У той час як і довгі, - і короткі хвилі можуть поширюватися далеко, дальність дії ультракоротких хвиль уздовж земної поверхні обмежена. Вони, як відомо, не відбиваються іоносферою, а проходять її наскрізь тому ультракоротковолновая зв'язок на землі можлива тільки за рахунок «земного променя». Але через недостатню довжини ці хвилі майже не оминають кулясту поверхню землі подібно довгим хвилям і до того ж дуже сильно поглинаються грунтом і місцевими предметами. Тому надійний прийом на УКХ можна забезпечити тільки в межах видимості, т. Е. Приблизно до горизонту.
Щоб розширити горизонт, антени піднімають якнайвище. Але це не набагато збільшує дальність радіозв'язку: вона становить лише кілька десятків кілометрів. Може виникнути питання: чи варто займатися такими недальнобойние хвилями?
Дійсно, на зорі радіотехніки УКВ майже нікого не цікавили. Були побудовані станції, які працювали на хвилях в 30 кілометрів завдовжки! А коли вдалося відкрити дальнодействие коротких хвиль, для дальніх зв'язків стали застосовуватися короткі хвилі.
У наш час радіотехніків цікавить область ультракоротких хвиль. Це не означає, що вони відмовилися від використання довгих і коротких хвиль. Ні. Але тепер радіотехніка отримала такий потужний розвиток, що її цікавлять не тільки зв'язку на сотні і тисячі кілометрів, а й зв'язку по радіо на невеликих відстанях - місцеві зв'язку. А це веде до величезного зростання кількості радіостанцій. Так, наприклад, під час бойових дій працюють тисячі станцій в межах порівняно вузьких ділянок фронту. В такому випадку недальнобойние УКВ стає великою гідністю. Адже якщо радіохвилі поширюються тільки до горизонту, значить, за горизонтом можна вести радіопередачі на тих же хвилях, не заважаючи своїм сусідам. Це дає можливість багаторазово використовувати один і той же діапазон радіохвиль і у багато разів збільшити загальне число радіостанцій.
Широке застосування ультракоротких хвиль було підготовлено багаторічними дослідженнями радянських радіофізиків.
Честь відкриття основних законів поширення ультракоротких хвиль належить академікам Б. А. Введенському, В. А. Фоку і іншим нашим вченим. Освоєння цього діапазону дає можливість розширити сферу застосування радіо і вирішити багато важкі завдання, які стоять перед радіотехнікою.
Джерело: Ф. Честнов - "В світі радіо", 1954р.