Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

В рупорно-параболической антенне рупор излучает волны, падающие на сегмент параболоида. Отражаясь от сегмента, волны излучаются через раскрыв раструба. Чтобы получить плоские волны, фокус рефлектора должен быть смещен с фазовым центром рупора.

Рупорная антенна работает на прием, она вращается вокруг своей оси, которая располагается перпендикулярно плоскости. В плоскости характеристика направленности снимается. Кристаллический детектор с усилителем подключается к выходу рупорной антенны. При слабых сигналах в детекторе образуется квадратичная вольтамперная характеристика, в связи с этим квадрат напряженности поля соответствует показаниям индикатора. Источником электромагнитных волн является антенна, которая работает на передачу, она стационарна и находится на приличном расстоянии от рупорной антенны. Чтобы снять характеристику направленности антенны, ее поворачивают на определенный угол. После этого показания на приборе, прилегающем к антенне, фиксируются. Антенна поворачивается на угол, и ее данные фиксируются до тех пор, пока рупорная антенна не повернется на 360°, т. е., пока не совершит полный оборот вокруг своей оси.

Сверхвысоких частот техника

Сверхвысоких частот техника – это область науки и техники, которая связана с изучением и применением свойств электромагнитных волн и колебаний в диапазоне 300 МГц – 300 ГГц. Сокращенно техника сверхвысоких частот называется СВЧ-техникой. СВЧ-техника различается по типам решаемых задач и связанным с ними областям использования устройств. Это телевизионные, информационные, радиолокационные, радионавигационные, энергетические, медицинские, биологические и другие области. Системы и устройства СВЧ-техники широко применяются в научных исследованиях, которые проводятся в ядерной физике, радиоспектроскопии, радиоастрономии, физике твердого тела и т. д. Широкий СВЧ-диапазон делится на участки, которые определяются длиной волны. Это могут быть участки миллиметровых, сантиметровых, дециметровых и метровых волн.

В отличие от других подобных устройств устройства сверхвысокочастотной техники обладают определенными специфическими характеристиками. В СВЧ-технике длина волны соразмерна с линейными размерами устройств. Соразмерны также время движения электронов в приборах и период СВЧ-колебаний. Кроме этого, устройства обладают высоким коэффициентом отражения от поверхностей из металла, могут концентрировать СВЧ-энергию в узком электронном луче, имеют большую информационную емкость диапазона и т. д.

Пассивные цепи диапазона СВЧ, которые не содержат источников энергии, имеют вид линий передачи и отрезков линий передачи. Они выполняют функцию коаксиальных и двухпроводных радиоволноводов, с помощью которых приемнику передается электромагнитная энергия. После этого в приемнике выделяются сигналы полезной информации или сигналов СВЧ-энергии. Длина линии передачи или равна длине волны, или превосходит ее.

Волна распространяется в линии одинаково с периодом колебаний СВЧ или быстрее.

Индуктивность, емкость и активное сопротивление линии передачи распределяются вдоль всего проводника, поэтому линии входят в группу цепей с распределенными параметрами.

Сочетания пассивных и активных цепей СВЧ применяются при создании различных устройств, таких как генераторы, усилители, приемники излучения, умножители частоты и т. д. В СВЧ-устройствах используются водородные генераторы, сверхпроводящие резонаторы, в результате чего стала получаться малая относительная нестабильность частоты.

В последнее время стоит вопрос об увеличении надежности и миниатюризации аппаратуры, которая работает в системе невысокого энергетического потенциала. Результатом решения вопроса стало создание полностью полупроводниковых приемных и передающих устройств. Интегральные схемы сверхвысокочастотной техники составляют десятки мкм, их конструируют из элементов цепей, которые состоят из двухпроводных линий.

Масштаб использования СВЧ-техники возрастает, и поэтому повышается уровень СВЧ-энергии на земном шаре, увеличивается локальная интенсивность излучения этой энергии передающими антеннами. Если к антенне подводится высокая СВЧ-мощность, то возникает высокое напряжение, весьма опасное для здоровья и даже жизни людей, находящихся вблизи от источника. Медики учредили специальный раздел гигиены труда, который носит название радиогигиены. Она изучает биологическое влияние радиоизлучений на человека и животных, разрабатывает меры по предотвращению вредных воздействий энергии СВЧ. Для здоровья человека считается безопасным плотность потока мощности поля, равная 100 мВт/см2 в течение 2 часов. В то же время слабые дозы облучения сверхвысокочастотными волнами используются в микроволновой терапии для электролечения.

Свип-генератор

Свип-генератор – это генератор электромагнитных колебаний, частота которых меняется автоматически в определенных пределах. Частота качается возле среднего значения, поэтому колебания носят название качающейся частоты. Название свип-генератора происходит от английского слова sweep, что в переводе означает «непрестанное движение». Свип-генератор используется при настройке и измерении параметров радиотехнической аппаратуры, таких как телевизоры и т. д. В измерительной аппаратуре с помощью свип-генератора регистрируют фазочастотные и амплитудно-частотные характеристики элементов устройств СВЧ. Характеристики исследуемых объектов можно изучать при помощи свип-генератора в совокупности с осциллографом.

Свип-генератор составляют частотный модулятор, задающий генератор, резонансный частотомер и система авторегулирования мощности. Резонансный частотомер, или кварцевый калибратор, применяется при получении на экране осциллографа частотных меток. Свип-генератор позволяет получать качание частоты электромагнитных колебаний разных участков спектра, с диапазоном от нескольких МГц до 100 ГГц.

В последнее время наблюдается тенденция на совмещение в одном генераторе сразу нескольких устройств для компактности и многофункциональности. В частности, генератор сигналов может быть одновременно функциональным генератором, свип-генератором, частотомером и генератором импульсов.

Секам

СЕКАМ – это система цветного телевидения. Впервые СЕКАМ была использована во Франции и называлась Sequentiel couleur a memoire, что в переводе обозначало «последовательный цвет с памятью». По исторически сложившимся обстоятельствам СЕКАМ считается первым европейским стандартом цветного телевизионного вещания. Система цветного телевидения применяется в России, Франции, странах Восточной Европы и во многих странах Африки.

Положительными характеристиками СЕКАМА являются помехоустойчивость и нечувствительность к искажениям фаз. Даже при слабых и искаженных сигналах в системе СЕКАМ сохраняется цветопередача.

Разработкой системы СЕКАМ начал заниматься с 1953 г. французский ученый Анри де Франс. В последующие годы доработка системы производилась российскими и французскими инженерами совместно. С 1967 г. началось регулярное телевизионное вещание по системе СЕКАМ.

Передача сигналов цветности происходит через строку, поочередно. Сигналы цветности пропорциональны цветоразностным сигналам. На цветовых полях яркость цвета является постоянной, поэтому искажения системы СЕКАМ практически не видны. Искажения проявляются только на цветовых переходах, они принимают вид цветной окантовки, тянущихся полос. После темных участков изображения подобная окантовка имеет желтый цвет, а после ярких – синий цвет.

Любая система цветности осуществляет определение кодирования цветовой информации. С возникновением цветного телевидения основной частотой электропитания стала считаться частота, равная 59,94 Гц. Наиболее распространенными системами цветности являются кроме SECAM, еще и PAL, NTSC. В Советском Союзе использовалась только система СЕКАМ, а после 1990-х гг. возникла необходимость совмещать несколько систем цветности. Датчики сигналов всех систем формируют три различных сигнала: красного, зеленого и синего цветов. Те же сигналы в электронных прожекторах телевизионной приемной трубки управляют токами электронных лучей. Любой цветовой тон синего, зеленого или красного цвета можно получить при изменении соотношения сигналов на катодах в кинескопе.

Основными различиями между системами цветного телевидения являются методы получения полного цветного видеосигнала. Видеосигнал модулирует несущую частоту в телевизионном передатчике. Полный цветной видеосигнал получается из сигналов основных цветов. Благодаря видеосигналу в полосе черно-белого сигнала размещается информация о цветном изображении. Чем мельче детали изображения, тем менее кажутся они человеку окрашенными. Эта специфическая особенность человеческого глаза легла в основу уплотнения спектров сигналов. Цветоразностные сигналы получаются за счет вычитания основного цвета сигнала яркости из определенного сигнала. То есть сигналы основных трех цветов генерируются в широкополосный сигнал яркости. Сигнал яркости соответствует видеосигналу черно-белого телевидения, а также преобразуется в узкополосный сигнал, в котором заложена информация о цвете. Во всех системах передаются сигналы яркости и цветоразностные сигналы. Перед тем как сигналы смешиваются, они проходят гамма-коррекцию, восполняющую искажения, которые вызываются нелинейными зависимостями яркого свечения экрана от амплитуды модулирующего сигнала.