Download - RADIJO BANGOS
RADIJO BANGOS IR JŲ PRAKTINIS TAIKYMAS
Kintamų elektrinio ir magnetinio laukų sklidimas aplinka vadinamas elektromagnetine
banga. 1864 metais elektromagnetinių bangų egzistavimą teoriškai numatė Džeimsas Klarkas
Maksvelas. Eksperimentiškai elektromagnetines bangas atrado vokiečių fizikas Heinrichas Hercas.
Priklausomai nuo bangos ilgio, elektromagnetinės bangos skirstomos į kelis diapazonus :
gama spinduliai, rentgeno spinduliai, ultravioletiniai spinduliai, šviesa, infraraudonieji spinduliai,
mikrobangos bei radijo bangos.
Radijo bangos – elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis didesnis nei 1 mm.
Mažiausio ilgio, 1 mm – 30 cm bangų diapazonas dar išskiriamas papildomai ir vadinamas
mikrobangomis. Trumpesnių nei 1 cm bangų Žemės atmosfera beveik visai nepraleidžia. Nuo 5 cm
iki 15 m radijo bangas Žemės atmosfera puikiai praleidžia. Tačiau pralaidumo riba iš ilgabangės
pusės kinta priklausomai nuo Saulės aktyvumo bei paros laiko.
Radijo bangos atsiranda bet kada, kai krūvį turinti dalelė juda su pagreičiu radijo
dažniu. Už radijo bangas trumpesnės elektromagnetinės bangos – gama spinduliai, rentgeno
spinduliai, infraraudonieji bei ultravioletiniai spinduliai ir regimoji šviesa, matoma žmonių.
Kai radijo banga pasiekia laidininką, ji sukelia kintamą elektros srovę (įtampą), kuri,
jei reikia, gali būti elektronikos sustiprinta. Paprasčiausiu atveju siųstuvas periodiškai nutraukia
bangų spinduliavimą, tokiu būdu perduodamas trumpus bei ilgus impulsus (Morzės abėcėlė).
Perduodant garsą, radijo bangos stiprumas (amplitudinė moduliacija) arba jos dažnis (dažnuminė
moduliacija) sutartose ribose keičiasi žemesnio (garsinio) signalo dažnio taktu.
Radijo ryšio principas
Siųstuvo antenoje sukuriami aukšto dažnio elektromagnetiniai virpesiai.
Elektromagnetiniai virpesiai erdvėje apie anteną sukuria į visas puses plintančią tokio pat dažnio elektromagnetinę bangą.
Imtuvo antenoje elektromagnetinė banga indukuoja tokio pat dažnio elektromagnetinius virpesius, kurie ir yra užfiksuojami.
Radiotelegrafinis ryšys – informacija perduodama ilgais ir trumpais elektromagnetinės bangos impulsais.
Radiotelefoninis ryšys – elektromagnetinėmis bangomis perduodama kalba ir muzika.
Televizija – atvaizdų perdavimas elektromagnetinėmis bangomis.
Nors žodis „radijas“ dažniausiai yra vartojamas apibūdinant šitą reiškinį, kiti
informacijos perdavimo būdai, tokie kaip televizija, radiolokacija ir telefonas, taip pat naudoja
radijo veikimo principus.
1
Radijo bangų perdavimas dideliu atstumu
Kaip ir regimoji šviesa, radijo bangos gali tapti imtuvui „nematomos“ jei siųstuvo
antena „pasislepia už horizonto“ (sakoma – palieka tiesioginio matomumo zoną). Ilgos (žemesnio
dažnio) bangos turi savybę šiek tiek „užlinkti“, todėl jomis galima signalą perduoti ir kiek didesniu
atstumu. Trumposios bangos turi savybę atsispindėti žemyn nuo viršutinių atmosferos sluoksnių
(jonosferos), todėl jomis palankiomis sąlygomis galima susisiekti praktiškai bet kuriuo atstumu.
Tačiau ryšio kokybė ir galimybė labai priklauso nuo atmosferos būklės. Stabilaus ryšio spinduliui
padidinti siųstuvo ir imtuvo antenas naudinga iškelti kuo aukščiau (bokšto viršūnė gali būti matoma
virš horizonto ir kai jo papėdės jau nematyti). Itin trumpos (pavyzdžiui, mobiliųjų telefonų) radijo
bangos gali būti priimamos tik tiesioginio matomumo zonoje, todėl nestabiliai dirbant telefonui
paprastai naudinga mėginti pakilti į aukštesnę vietą.
Radijo bangų sklidimas
Radijo bangos keliauja (sklinda) oru bei vakuumu visiškai vienodai, nereikalaudamos
papildomos energijos.
Saulės radiacija iššaukia viršutinio atmosferos sluoksnio jonizaciją. Tas sluoksnis
vadinamas jonosfera. Didėjant saulės radiacijai, daugėja laisvų elektronų ir jonų, todėl didėja ir
sluoksnio elektrinis laidumas. Į jonosferą patekusi radijo banga lūžta, vyksta dalinis arba pilnas jos
atspindėjimas. Aišku, dalis radijo bangos energijos yra sugeriama. Todėl priklausomai nuo
jonosferos elektrolaidumo ir radijo bangos dažnio būna įvairus bangų sklidimas. Taigi radijo
banga, nuo antenos nukeliavusi iki jonosferos, ten atsispindėjusi, gali pasiekti atstumą iki 4 000 km.
Bet jei bangos daro keletą šuolių – atsispindi nuo jonosferos, tada nuo žemės, vėl nuo jonosferos ir
t.t., ryšys gali būti užmegstas su radijo stotimi, esančia kitoje žemės pusėje.
Radijo bangos sklinda trimis pagrindiniais būdais:
Tiesia linija (kai nėra kliūčių, arba taip sklinda trumpabangis spinduliavimas).
Atspindėdamos pakaitomis tai nuo jonosferos, tai nuo Žemės paviršiaus (taip sklinda 3 MHz
- 30 MHz radijo bangos).
Užlinkdamos už Žemės paviršiaus (taip daugiausia sklinda didžiausio ilgio radijo bangos).
2
Radijo bangų spektras
Pavadinimas TrumpinysITU juosta
Dažnis irbangos ilgis
Naudojimo pavyzdžiai
Ekstremaliai žemas dažnis
ELF 13–30 Hz100,000 km – 10,000 km
Bendravimas su povandeniniais laivais.
Superžemas dažnis
SLF 230–300 Hz10,000 km – 1000 km
Bendravimas su povandeniniais laivais.
Ultražemas dažnis
ULF 3300–3000 Hz1000 km – 100 km
Bendravimas su požeminėmis slėptuvėmis.
Labai žemas dažnis
VLF 43–30 kHz100 km – 10 km
Bendravimas su povandeniniais laivais, bevielis širdies darbo stebėjimas, radijo švyturiai gelbėjimuiso iš sniego lavinų.
Žemas dažnis LF 530–300 kHz10 km – 1 km(ilgosios bangos)
Radijo navigacija, laiko signalas, AM radijo ilgų bangų transliavimas.
Vidutinis dažnis MF 6300–3000 kHz1 km – 100 m(vidutinės bangos)
AM radijo (vidutinių bangų) transliavimas
Aukštas dažnis HF 73–30 MHz100 m – 10 m(trumposios bangos)
trumpų bangų transliacija, bendravimas „per horizontą“ su orlaiviais.
Labai aukštas dažnis
VHF 830–300 MHz10 m – 1 m
FM radijas, televizijos transliacija, tiesioginis žemė-lėktuvas, lėktuvas-žemė bendravimas
Ultraaukštas dažnis
UHF 9300–3000 MHz1 m – 100 mm(ultratrumposios bangos)
Televzijos transliacija, mikrobangų krosnelės, mobilieji telefonai, bevielis LAN, Bluetooth, GPS
Superaukštas dažnis
SHF 103–30 GHz100 mm – 10 mm
Mikrobangų įrenginiai, bevielis LAN, dauguma modernių radarų
Ekstremaliai aukštas dažnis
EHF 1130–300 GHz10 mm – 1 mm
Radijo astronomija, didelio greičio mikrobangų radijo transliavimas.
Radijo bangų taikymas praktikoje
Nuo pat radijo ryšio išradimo iki mūsų laikų pagrindinis radijo bangų naudojimas yra
informacijos perdavimas nuo vieno punkto iki kito t.y. telefonija, kompiuteriniai tinklai, GSM
ryšys, radiofonija, televizija, radiolokacija, radionavigacija (GPS - geografinės padeties nustatymas,
radionavigacinės sistemos). Radijo bangos naudojamos taip pat radioteleskopuose – tai dangaus
kūnų skleidžiamas radijo bangas priimantys specialūs prietaisai, radioastronomijoje,
3
radiotelemetrijoje – tai priemonės matuoti įvairius dydžius per atstumą (kosminiai aparatai, zondai
negyvenamose, neprieinamose vietose), kibernetikoje, ligoms diagnozuoti, gydyti, maistui
sterilizuoti, labai kietoms arba trapioms medžiagoms apdirbti, echolotuose – tai prietaisai vandens
gyliui matuoti, ultragarsiniuose lokatoriuose – tai prietaisai kūnų buvimo vietai aptikti,
defektoskopuose – tai prietaisai gaminių defektams aptikti, metalo detektoriuose – tai minų
ieškikliai, distancinio valdymo įrenginiuose - belaidėse pelėse, TV distancinio valdymo
blokeliuose, Bluetooth ryšyje ir kituose įvairiausiuose radijo bangomis valdomuose prietaisuose.
Radijo bangų taikymas radijuje
Radijas yra technologija, kuri leidžia perduoti signalus elektromagnetinių bangų
moduliavimu. Radiju taip pat vadinamas prietaisas radijo bangoms priimti.
Radijo išradimas ir istorija
1893 m. Sent Luise, Misūryje, Nikolas Tesla pademonstravo pirmąją radijo
transliaciją. Sakydamas kalbą Filadelfijos Franklino Institute ir Nacionalinėje Elektros Šviesos
Asocijacijoje, jis apibūdino ir detaliai pademonstravo radijo ryšio veikimo principus. Aparate, kurį
jis naudojo, buvo visi elementai, kurie buvo panaudoti radijo sistemose prieš pradedant naudoti
vakuuminį vamzdelį.
1894 m. Didžiosios Britanijos fizikas, seras Oliveris Lodžas pademonstravo ryšių,
naudojant radijo bangas, susekimo įrenginį, pavadintą bangų imtuvu, naudojimo galimybę
vamzdžiu, užpildytu geležies drožlėmis, kuris buvo išrastas Temistoklio Kalzechio-Onesčio Fermo
mieste Italijoje 1884 m. Eduardas Branlis iš Prancūzijos ir Aleksandras Popovas iš Rusijos vėliau
išleido pagerintas bangų imtuvo versijas. A. Popovas, kuris sukūrė praktinę komunikacijos sistemą
paremtą bangų imtuvu, yra dažnai savo tėvynainių laikomas radijo išradėju.
1896 m. Guljelmui Markoniui buvo suteiktas D. Britanijos patentas nr. 12039, Elektrinių impulsų ir
signalų perdavimo aparatuose patobulinimas; kartais laikoma, jog tai yra pirmasis patentas radijo
imtuvui. G. Markonio pirmasis radijo ryšys buvo truputį kurioziškas. Jis savo asistentą su imtuvu
pasiuntė už keletos mylių, bet kadangi asistentas neturėjo siųstuvo, tai buvo paimtas medžioklinis
šautuvas, kad patvirtintų radijo bangų sklidimą. Kai Markonis išgirdo asistento šūvį, suprato, kad
radijo bangos nusklido ir buvo priimtos (1896 m.).
Kad radijo bangos „nusklido“ toli tai dar nieko nereiškė - reikalinga buvo sugalvoti
būdą, jog jos nuneštų informaciją. Tuo primityviu laikotarpiu informacijos pagrindinis „nešikas“
buvo dar anksčiau sukurta ir telegrafuose naudota Morzės (Samuel Finley Breese Morse) abėcėlė
4
(1830 m.). Morzės abėcėlė - labai paprastas dalykas: kiekviena raidė atitinka taškų ir brūkšnių
kombinacijas, nes tais „tamsiais laikais“ nebuvo galimybių kitaip perduoti informacijos. Išradimo
nauda buvo stulbinanti: išgelbėta keletas skęstančių laivų, o poliarinėms ekspedicijoms tai buvo,
išties, vienintelis išsigelbėjimas.
1897 m. Nikola Tesla Jungtinėse Valstijose sukūrė ir užpatentavo, kai kuriuos
tonacijos patobulinimus. JAV Patentų Biuras 1904 m. Guljelmui Markoniui suteikė radijo išradimo
patentą, greičiausiai įtakotas Markonio finansinių rėmėjų JAV, tarp kurių buvo Tomas Edisonas ir
Endriu Kernagis. 1909 m. Markonis su Karlu Ferdinandu Braunu, buvo apdovanoti Nobelio Premija
už Fiziką, už „įnašą tobulinant radijo telegrafiją“. Kaip ten bebūtų, Teslos patentas (nr. 645576)
1943 m. JAV Aukščiausiojo Teismo buvo pripažintas pirmesniu už Markonio, tačiau tai atsitiko jau
po Teslos mirties. Kai kurie autoriai mano, kad tai buvo padaryta dėl finansinių priežasčių, kad
leistų JAV Vyriausybei išvengti nuostolių apmokėjimo, kurių reikalavo Markonio kompanijos už jų
patentų naudojimą per Pirmą Pasaulinį Karą.
Markonis atidarė pirmą pasaulio „radijo“ gamyklą Hol Stryte, Čelmsfordas, Anglija
1898, pasamdydamas apie 50 žmonių. Apie 1900 m., Tesla sukūrė Vardenklaifo Bokšto
infrastruktūrą ir reklamos tarnybas. 1903 m. bokšto konstrukcija buvo beveik baigta. Skirtingos
teorijos egzistuoja apie tai kaip Tesla ketino pasiekti jo radijo sistemos tikslus (kaip kalbama, 200
kW sistemą).
Sekantis puikus išradimas buvo vakuuminio vamzdelio ieškiklis, išrastas
Vestinghauso inžinierių.
Per 1906 m. Kūčias Redžinaldas Fesendenas, naudodamas savo heterodinos principu,
transliavo pirmąją radijo transliaciją istorijoje iš Brant Roko (Masačiūsetsas). Laivai jūroje girdėjo
transliaciją, kuri apėmė Fesendeno grojamą dainą „O Holy Night“ su smuiku ir skaitė ištrauką iš
Biblijos. Pirmoji pasaulio radijo naujienų transliacija buvo pradėta 1920 m. rūgpjūčio 31 d. radijo
stoties 8MK Detroite, Mičigane. Pirmosios reguliarios pasaulio transliacijos prasidėjo 1922 m. iš
Markonio Išradimų Centro Vritlyje netoli Čelmsfordo, Anglijoje.
Ankstyvieji radijai transliacijos energiją leido per anglinį mikrofoną. Kol kai kurie
ankstyvieji radijai naudojo kai kurias sustiprinimo rūšis su elektrine srove arba elementu, kol XX a.
trečiojo dešimtmečio viduryje dauguma gaviklių rūšių buvo su detektoriniais imtuvais. Trečiąjame
dešimtmetyje, sustiprintas vakuuminis vamzdis pakeitė tiek radijo imtuvą, tiek radijo siųstuvą.
5
Raida XX amžiuje:
Oro pajėgos naudojo komercines AM bangų radijo stotis navigacijai. Tai tęsėsi iki
septintojo dešimtmečio pradžios, kai VHF Bekryptė Diapazono navigacijos sistema galiausiai tapo
plačiai paplitusi (nors AM bangų stotys vis dar pažymėtos Jungtinių Valstijų aviacijos diagramose).
XX a. ketvirtojo dešimtmečio pradžioje radijo mėgėjai išrado vienos šalinės juostos ir dažnių
moduliaciją. Dešimtmečio pabaigoje jie tapo pripažintu komercinių radijų veikimo metodu.
1960 m. Sony įdiegė pirmą tranzistorinį radiją, pakankamai mažą kad tilptų į švarko kišenę ir galintį
būti aprūpintam paprastu elementu. Jis buvo saugus, nes jame nebuvo degių detalių.
Vėlyvajame septintajame dešimtmetyje, JAV tarptautinis telefonų tinklas pradėjo
versti radijo bangas į skaitmeninius signalus.
Aštuntajame dešimtmetyje LORAN tapo pagrindine radijo navigacine sistem.
Netrukus, JAV Jūrų Pajėgos eksperimentavo su palydovų navigacija, pasiekdami Visuotinės
Išsidėstymo Sistemos (GPS) išradimą bei paleidimą 1987 metais.
Dešimto dešimtmečio pradžioje radijo mėgėjai eksperimentuotojai pradėjo naudoti
kompiuterius su garso plokštėmis radijo signalų apdorojimui. 1994, JAV Armija ir JAV Gynybos
departamento pažangių tyrimų projektų agentūra (DARPA) pradėjo projektą, kurio metu buvo
sėkmingai pagamintas skaitmeninis radijas.
Skaitmeninės transliacijos pradėtos pačioje dešimto dešimtmečio pabaigoje.
Radijo bangų taikymas televizijoje
Nors daugelis žmonių mano, jog televizija buvo sukurta dvidešimtojo amžiaus
viduryje, tai nėra taip. Pats televizijos pavadinimas pirmąkart buvo panaudotas rusų inžinieriaus
Konstantino Perskio dar 1900 m. pasaulinės Paryžiaus parodos metu vykusiame tarptautiniame
elektrotechnikos kongrese, o šio išradimo ištakas galima rasti dar praeitame amžiuje.
Prie šios technikos srities atsiradimo prisidėjo daug įvairių žmonių, todėl į klausimą,
kas išrado televiziją, matyt niekuomet nepavyks atsakyti taip, kad neliktų nepatenkintų atsakymu.
Amerikiečiai mano, kad tas išradėjas buvo Farnsworthas, japonai - kad inžinierius iš Hamamatsu
miesto Takayanagi, vengrai - kad jų tautietis, pirmosios knygos apie televiziją autorius D. von
Mihaly, rusai - kad Peterburgo profesorius Borisas Rosingas ir taip toliau.
Iš tiesų, reiktų skirti "priešistorinę" mechaninę televiziją nuo šiuolaikinės elektroninės
televizijos. Pirmoji atsirado dar 1884 m., kai vokietis Nipkowas sugalvojo skenuoti vaizdus
panaudojęs besisukantį metalinį diską, kuriame buvo išgręžtos spirale išdėstytos skylės. Diskui
6
kartą apsisukus kiekviena skylė pralėkdavo po vieną ryškiai apšviesto vaizdo liniją. Pro skyles
praėjusią šviesą buvo galima registruoti fotodetektoriumi, atsiradusius elektros signalus perduoti
laidais arba radijo bangomis ir atkurti kitame ryšio linijos gale.
Pirmaisiais dviem mūsų amžiaus
dešimtmečiais su panašiais įrenginiais
"žaidė" daug įvairių šalių technikos
mėgėjų. Bene pats energingiausias iš
jų buvo škotas Johnas Bairdas. Jis ne
tik vieną po kito konstravo vis naujus
mechaninės televizijos aparatus, bet ir
stengėsi su jais supažindinti platesnę visuomenę. Bairdas paprastai pastatydavo veikiančius savo
aparatus didžiausiose Londono parduotuvėse, kur žmonės galėjo pirmąkart pamatyti naująjį
"technikos stebuklą". Negana to, 1929 m. Bairdui netgi pavyko įtikinti kompaniją BBC pradėti
transliuoti bandomąsias televizijos laidas trumpųjų bangų diapazone. Dabar galima tik
įsivaizduoti, kokia buvo tų pirmųjų televizijos laidų vaizdo kokybė. Bairdo aparatų diskuose buvo
tik po 30 skylių, taigi tik tiek eilučių (tiksliau - žiedų, nes vaizdo linijos buvo apskritimai) ir
sudarė perduodamą vaizdą, o greitai besisukančius siųstuvo ir imtuvo diskus reikėjo tiksliai
sinchronizuoti tarpusavyje.
Mechaninei televizijai ilgai gyvuoti nebuvo lemta. Jau ketvirtajame dešimtmetyje ją
pradėjo išstumti elektroninė televizija, kuri ir vaizdo perdavimui, ir jo atkūrimui naudojo
vakuuminius elektronų vamzdelius. Ši televizija gimė Amerikoje, o jos "tėvai" buvo rusų
emigrantas Vladimiras Kozma Zvorykinas (1889 - 1982) ir Aidaho valstijos fermerio sūnus Philo
Farnesworthas (1906 - 1971). V. Zvorykinas susipažino su tuo metu nauju prietaisu - elektroniniu
vamzdeliu dar studijų Peterburgo Politechnikos institute metu. Vėliau jis dirbo Paryžiuje garsaus
fiziko Langevino grupėje, o 1919 atvyko į JAV. Tik po gero dešimtmečio jam pavyko rasti savo
elektroninės televizijos idėjų rėmėją. Juo tapęs kompanijos RCA vadovas Davidas Sarnoffas iš
viso į televizijos technikos kūrimą investavo apie 50 mln. dolerių.
Zvorykinas sukūrė ir vaizdą elektros signalu verčiantį prietaisą "ikonoskopą" (1929),
ir jį atkuriantį prietaisą "kineskopą" (1928). Nežiūrint to milijonieriui Sarnoffui už šių prietaisų
licenzijas dar teko sumokėti P.Farnesworthui, kuris sugebėjo užpatentuoti juos anksčiau už
Zvorykiną. Pastarojo biografai mėgsta kartoti legendą apie tai, kaip trylikametis berniukas išdėsto
elektroninės televizijos principus savo chemijos mokytojui. Nežinia, kiek tame yra tiesos, bet tikrai
žinoma, kad 1927 m., būdamas dvidešimt vienerių jis jau pademonstravo veikiančią, savo
dirbtuvėlėse sukonstruotą elektroninės televizijos sistemą, o 1930 m. sugebėjo ją užpatentuoti.
7
P.Farnesworthas ir toliau labai produktyviai dirbo. Netgi ir dabartiniuose televizoriuose rasime apie
100 elementų, kuriuos jis sukūrė pirmasis.
Antrasis pasaulinis karas
laikinai sustabdė televizijos vystymąsi,
bet iškart po karo šis išradimas pradėjo
savo pergalingą žygį, besitęsiantį ir mūsų
dienomis. Jau 1950 m. pasaulyje buvo
virš 12 milijonų televizorių.
Televizijos ateitis yra
skaitmeninė. Po penkerių dešimties metų
senoji analoginė įranga turėtų išnykti. Tai
liečia ir televizijos imtuvus, ir siųstuvus,
ir kameras bei kitą televizijos programų kūrimo įrangą. Taip bus todėl, kad prie skaitmeninių
standartų pereina visa elektronikos pramonė. Televizijos atveju tai labai pagerins vaizdo ir garso
kokybę bei padidins kanalų skaičių. Be to skaitmeninė technika žiūrovams leis televizijos aparatus
jungti prie Interneto ir patiems aktyviai įtakoti tai, kas juose yra rodoma.
Pirmosios lietuviškos televizijos laidos iš Vilniaus pradėtos transliuoti 1957 m.
balandžio 30 d. Tuomet bandomojoje televizijos programoje buvo parodyta Lietuvos kino studijos
dokumentinė apybraiža „Tėviškė“ ir meninis filmas „Prologas“.
Televizijos pradžia pasaulyje galima laikyti 1817 m., kai švedų mokslininkas Jensas
Berselijus išrado fotoelementą, kuris šviesos impulsus paverčia elektros srove. Prie televizijos
išradimo daug prisidėjo amerikietis Filis Farnsvertas, škotas Džonas Lodžis Berdas ir rusas
Vladimiras Zvorykinas. 1926 m. D. L. Berdas Londone pirmą kartą pasauliui pademonstravo
televizinę sistemą, veikusią Nipkovo principu (mechaninė televizija). 1930 m. Berlyne, remiantis
šiuo principu, buvo paruoštos ir transliuotos bandomosios televizinės laidos. Jas priiminėjo ir Stasys
Brašiškis, savo radijo laboratorijoje Šiauliuose pasigaminęs pirmąjį Lietuvoje televizorių.
1961 m. Šiauliuose buvo įkurta pirmoji Lietuvoje televizorių gamykla. 1963 m. spalio
mėnesį joje buvo pagaminti pirmieji televizoriai „Temp-6“. 1970 m. Šiaulių televizorių gamykloje
pradėta gaminti spalvotoji stacionari ir mobilioji televizinė aparatūra telecentrams, gamykla tapo
pagrindinė šios aparatūros kūrėja ir gamintoja buvusioje Tarybų Sąjungoje. Aparatūra buvo
moderni, kokybiška, gerai vertinama ir kitose pasaulio šalyse.
8
Parodoje „Lietuvos televizijai – 50“ demonstruojama studijinė televizinė aparatūra,
jos blokai, televizijos retransliavimo aparatūra, įvairių modelių televizoriai, fotografijų albumai apie
televizorių gamybą ir gamintojus Šiauliuose ir kt.
Televizijos istorija: 1923 m. Vladimiras Zvorykinas (rusų kilmės amerikietis) išrado ikonoskopo kamerą ir
kineskopo vamzdį, kurie naudojami televizoriuje.
1926 m. škotas J. Bairdas pademonstravo elektromechaninę televizijos sistemą.
Bell Labs perduoda televizijos pagalba kino filmą.
1927 m. 21 metų amerikiečių inžinierius P.T. Farnsworthas sukūrė pirmąją visiškai
elektroninę televizijos sistemą.
1929 m. Londone atidaryta pirmoji televizijos studija.
1931 m. Elektroninės televizijos transliacijos pradėtos Los Andžele ir Maskvoje.
1937 m. BBC pradeda reguliariai transliuoti televizijos programas.
1938 m. Firma „Du Mont“ pradeda prekiauti pirmuoju buitiniu elektroniniu televizoriumi.
1950 m. Pradėtos spalvotos televizijos transliacijos.
1957 m. Televizija pradėta transliuoti Lietuvoje.
1975 m. Lietuvoje pradėtos spalvotos televizijos transliacijos.
Radijo bangų taikymas radiolokacijoje
Objektų aptikimas ir jų buvimo vietos tikslus nustatymas radijo bangomis vadinamas
radiolokacija . Visą tai atlieka radiolokatorius , arba radaras, naudojant kryptingą radijo signalų
spinduliavimą ir atspindėtų signalų priėmimą. Radiolokatoriais nustatomos objektų koordinatės
erdvėje, jų judėjimo kryptys ir greičiai. Radiolokatorių sudaro galingas ultratrumpųjų radijo bangų
siųstuvas ir labai jautrus imtuvas, suderintas to paties dažnio bangoms priimti. Atsispindėjusią
bangą sugauna arba ta pati siuntimo antena, arba kita, priimanti taip pat tiktai tam tikros krypties
bangas. Antena esti paraboloido formos ir spinduliuoja labai siaurą radijo bangų pluoštą - radijo
spindulį. Suprantama, reikia ypač kryptingų radijo bangų. Angos kampas, kuriame sukoncentruota
pagrindinė spindulio galios dalis, apytiksliai turi būti lygus vienam laipsniui. Radijo spindulys
siunčiamas periodiškais impulsais, trunkančiais apie 10 ⁶־ s. Pasiuntusi impulsą, radaro antena
automatiškai persijungia į imtuvo režimą ir 10 ⁴־ ³-10־ s laukia sugrįžtant atsispindėjusio signalo.Per
tą pertrauką radijo signalas spėja pasiekti tolimą objektą ir sugrįžti. Kuo ilgesnės bangos priimamos,
tuo šiurkštesnis gali būti radioteleskopo parabolės paviršius. Milimetrinėms bangoms priimti turi
būti naudojamas vientisas veidrodis, o metrinėms bangoms užtenka vielinio tinklo. Atstumas S
9
randamas išmatavus laiką t, per kurį bangų impulsas pasiekia objektą ir grįžta atgal. Kadangi radijo
bangų sklidimo greitis c = 3*10 ⁸ m/s atmosferoje praktiš kai pastovus, S= ct/2. Atmosfera
sklindančias bangas išsklaido, ir imtuvą pasiekia tik labai nedidelė siųstuvo išspinduliuotos
energijos dalis. Todėl radiolokatorių imtuvai priimtą signalą sustipriną milijonų milijoną (10 ²)
kartų. Toks jautrus imtuvas turi būti išjungtas, kai siųstuvas siunčia bangų impulsus. Informaciją
apdoroja laiko registratoriai ir kompiuteriai, o rezultatai perduodami į televizoriaus ekraną arba
skaitmeninį tablo. Vieni kūnai arba jų dalys elektromagnetines bangas atspindi stipriau, kiti -
silpniau, todėl į lokatorių sugrįžta skirtingo stiprumo impulsai ir ekrane atsiranda įvairaus šviesumo
taškai. Susilieję taškai sudaro aiškiai matomą vaizdą, kuriame galima atpažinti stebimą vietovę,
lėktuvus, laivus ir kt..Didžiausią nuotolį, kuriuo galima aptikti lėktuvą ar raketą, riboja tik
tiesioginio matomumo sąlygos.Trumpųjų bangų lokacinio matymo nuotolis yra didesnis negu
ilgųjų. Radijo likatoriai nebūtinai turi dirbti impulsiniu režimu. Sakykime, lėktuvas skrenda greičiu
v antenos kryptimi. Nuo jo visą laiką atsispindi lokatoriaus pasiųstas radijo spindulys. Dėl Doplerio
efekto, priimamos bangos dažnis bus mažesnis, jei objektas tolsta nuo stebėtojo ir didesnis jei
objektas artėja. Radiotechniniais metodais dažnio didumai randami gana tiksliai. Žinodami
pasiųstos ir gautos bangos dažnius, galime apskaičiuoti objekto judėjimo greitį. pagal formulę: ʋ =
ʋ (1+2v/c) Iš šios formulės seka: v=c( ʋ - ʋ )/2 ʋ . Techninis aptarnavimas tokių objektų, kaip
požeminiai vamzdynai ir elektros kabeliai yra gana sudėtingas. Atsiradus gedimui tokioje sistemoje
laibai sunku nustatyti gedimo vieta. Tokiu atveju padeda radiolokacija. Galima nustatyti kabelių ,
požeminių šilumos, dujų ar vandens komunikacijų radimosi gylį ir išdėstymo konfiguraciją. Tai
remonto atveju padeda sumažinti žemės darbų išlaidas. Radijolokacijos pagalba galima nustatyti ir
minėtų komunikacijų pažeidimų vietas. Radiolokaciniai metodai naudingi ir kritulių paieškai ir
padeda susipažinti su debesų vidine sandara. Radaras siunčia elektromagnetinį impulsą į atmosferą
ir, jei jo kelyje pasitaiko kokie nors krituliai, elektromagnetinio impulso energijos dalis išsklaidoma,
o dalis atspindi ir grįžta į radaro anteną. Šie grįžtantys signalai formuoja radiolokacinį vaizdą.
Spalvoto radiolokacinio atspindžio vieta parodo vietą, kurioje iškrenta krituliai. Skirtingos spalvos
rodo kritulių intensyvumą. Tik radiolokacijos pagalba sunku nustatyti tipą, nes sniegas ir smulkus
lietus duoda labai panašų radiolokacinį vaizdą. Labai ryškų radiolokacinį vaizdą duoda kruša.
Paprastai radiolokacinis spindulys siunčiamas mažu kampu, todėl tolstant nuo radaro, spindulys vis
labiau kyla nuo žemės paviršiaus. Esant tokiai situacijai, radiolokaciniai signalai atsispindėję nuo
objektų arti radaro, rodo oro srovių judėjimą arčiau žemės paviršiaus, o signalai atsispindėję nuo
tolesnių objektų - oro srovių judėjimą aukštesniuose sluoksniuose.Šiuolaikiniame radiolokaciniame
displėjuje atstumas nuo radaro matosi kaip vertikaliai, taip ir horizontaliai. Pagal sudarytą metodiką
galima nustatyti vėjo greitį ir kryptį. Radioteleskopai dirba panašiu principu kaip ir radiolokatoriai.
10
Kosmines radio bangas 1931 m. atsitiktinai atrado K. Janskis. Tyrinėdamas atmosferos trukdymus
jis pastebėjo, kad kai kurie dangaus kūnai spinduliuoja radijo bangas. Per žemės atmosferą sklinda
bangos, kurių ilgis ( dažnis) tarp 1mm (300GHz) ir 200m (10MHz).
11
Siųstuvo struktūrinė schema
Virpesių oscilogramos
Garsiniai žemo dažnio (ŽD) virpesiai:
Aukšto dažnio (AD) vrpesiai:
Moduliuoti virpesiai (amplitudinė moduliacija):
12
M
Moduliatorius
Aukšto dažnio generatorius
Mikrofonas garsą verčia tokio pat dažnio elektromagnetiniais virpesiais, kurie vadinami
žemo dažnio (ŽD) virpesiais
ŽD virpesius sumaišo su AD virpesiais – procesas vadinamas moduliacija
Kuria aukšto dažnio (AD) neslopinamus elektromagnetinius virpesius.
Siųstuvo antena spinduliuoja moduliuotas
elektromagnetines bangas.
Radijo imtuvo struktūrinė schema
r
TV siųstuvo struktūrinė schema
Elektroninis vamzdis
13
Detektorius
Iš įvairaus dažnio elektromagnetinių virpesių išskiria vienus reikiamo dažnio virpesius.
ŽD virpesius atskiria nuo AD virpesių – procesas vadinamas detekcija.
Garsiakalbis ŽD elektromagnetinius virpesius paverčia
garsu
Imtuvo antenoje moduliuotos
elektromagnetinės bangos indukuoja tokių pat dažnių
elektromagnetinius virpesius.
Virpesių kontūras
Kuria aukšto dažnio (AD) neslopinamus elektromagnetinius virpesius.
Mikrofonas garsą verčia tokio pat dažnio elektromagnetiniais virpesiais, kurie vadinami
žemo dažnio (ŽD) virpesiais
ŽD virpesius bei video signalus sumaišo su AD virpesiais.
M
Moduliatorius
Aukšto dažnio generatorius
Siųstuvo antena spinduliuoja moduliuotas
elektromagnetines bangas.
KameraKamera vaizdą verčia elektromagnetiniais virpesiais –
video signalais.
Televizoriaus struktūrinė schema
14
Katodas – spinduliuoja elektronus.
Stiklinis balionas. Viduje vakuumas.
Ekranas. Padengtas
liuminoforu – medžiaga, kuri
veikiama elektronų švyti.
Elektronų sukeltas
švytėjimas.Elektronų valdymo plokštės. Elektronų spindulys.
Anodas – suformuoja elektronų pluoštą (spindulį).
Detektorius
Iš įvairaus dažnio elektromagnetinių virpesių išskiria vienus reikiamo dažnio virpesius.
ŽD virpesius bei video signalus atskiria nuo AD virpesių.
Garsiakalbis ŽD elektromagnetinius virpesius paverčia
garsu
Imtuvo antenoje moduliuotos
elektromagnetinės bangos indukuoja tokių pat dažnių
elektromagnetinius virpesius.
Virpesių kontūras
Kineskopas
Video signalus paverčia vaizdu.
Radiolokacija
Objektų aptikimas ir atstumo iki jų matavimas naudojant radijo bangas.
15
Išspinduliuotos bangos
Atspindėtos bangos
Radiolokatorius (radaras)