Александр Минц
В течение ряда последних лет во всех без исключения странах наметилась ясно выраженная тенденция к постройке мощных радиовещательных станций областного и национального масштаба.
Еще недавно бывшая самой мощной в Европе английская станция Дэвентри, имеющая мощность около 15 клв. в антенне, уступила свое первое место радиостанции в Лангенберге (Германия), ст. им. А. С. Попова (Москва), новой ст. им. Коминтерна (Москва), ст. Мотала (Швеция) и наконец Цеезену (Германия).
Вновь сооружаемые радиостанции в Осло (Норвегия) и им. т. М. П. Томского (под Москвой) оставят далеко позади себя весь этот длинный список.
Переход к строительству столь мощных радиостанций заставил обратить внимание на ряд вопросов, которыми при постройке радиостанций мощностью до 10 клв. легко можно было пренебречь.
Начнем с вопроса о конструктивном оформлении передатчиков мощных радиостанций. Здесь мы имеем последовательную эволюцию от передатчиков, собранных в шкафах (см., напр., рис. 1, на котором изображена французская радиостанция в Тулузе), к системе свободного развернутого монтажа, принятого на радиостанции в Цеезене (рис. 2). Пока мощность передатчиков не была свыше 4—10 клв., имелась полная возможность разместить всю аппаратуру радиостанции в замкнутых конструкциях, тем более, что количество теплоты, выделявшееся отдельными частями радиоустановки, было сравнительно невелико. С дальнейшим повышением мощности пришлось выйти из тесных закрытых шкафов, перейти к свободному расположению аппаратуры, сосредоточив однако все управление на панелях щита, являвшегося одновременно перегородкой, отделяющей помещение, занятое передатчиком, от помещения для обслуживающего персонала. В качестве примера можно указать на германскую станцию в Лангенберге (см. рис. 3 и 4). Машинный зал этой радиостанции состоит из ряда аггрегатов, управляемых с главного распределительного щита (см. рис. 5).
Свободный развернутый монтаж окончательно раскрепостил аппаратуру передатчика от каких-либо закрытий, и в Цеезене единственной границей между передатчиками и помещением для обслуживающего персонала является довольно условный красный шнурок (рис. 2).
Так же свободно располагаются трансформаторы и выпрямительное устройство (см. рис. 6) на радиостанции в Цеезене. Кроме того, для облегчения управления радиостанцией, лишившейся своей ограды — щита, вводится центральный пульт управления, хорошо видный на рис. 2. Экономия в персонале, численность которого несмотря на повышение мощности радиостанции остается примерно той же, приводит к необходимости автоматизации ряда операций; так, напр., на радиостанции в Цеезене автоматически пускаются в ход все аггрегаты электромашинного зала (см. рис. 7).
Тенденция к развернутому монтажу наблюдается не только в Германии, но также и в американских мощных станциях и в конструкциях мощных радиостанций, выпускаемых нашим Трестом заводов слабого тока.
Одной из основных проблем, с которой приходится сталкиваться при проектировании и постройке мощных радиовещательных станций, является вопрос об антенне. Следует отметить, что мгновенная мощность радиотелефонной станции во время модуляции может достигать тройного, а иногда и четырехкратного значения номинальной мощности передатчика, т. е. радиовещательная станция мощностью в 50 клв. во время модуляции может отдавать в антенну, правда мгновенно, мощность от 150 до 200 клв. Ввиду того, что даже для наиболее мощных радиовещательных станций применяются длины волн от 1 000 до 1 800 метров, антенне не могут быть приданы слишком большие геометрические размеры, а следовательно емкость ее может оказаться недостаточной для такой мощности. Наилучшим выходом из положения является применение высоких мачт (150—250 метров), благодаря чему сильно повышается сопротивление излучения этих антенн. Большое сопротивление излучения приводит к уменьшению силы тока в антенне, а следовательно и напряжения на ее концах. Большое сопротивление антенны радиовещательной станции необходимо также для того, чтобы иметь не слишком острую кривую резонанса антенной цепи. Если бы антенна имела острую кривую резонанса, то она вносила бы ряд искажений в передачу речи и музыки, так как ослаблялись бы крайние боковые частоты, принадлежащие высоким тонам.
Чрезвычайно существенным при постройке мощных радиовещательных станций является вопрос об охлаждении металлических электронных ламп, которые обычно применяются в подобного рода сооружениях. Охлаждение анодов мощных ламп обычно производится при помощи воды, проходящей через особую рубашку, окружающую анод медных ламп. Качество воды должно быть таково, чтобы даже в наиболее нагретых местах анода не получалось осаждения нерастворимых солей (накипь). Так как количество воды, требующейся для охлаждения анодов ламп и кенотронов, в мощных радиотелефонных станциях достигает десятков кубических метров в час, то задача получения такого количества воды высокого качества и отвода нагревшейся воды является весьма сложным делом. Эта задача получила несколько решений, однако ни одно из них не может быть признано достаточно удовлетворительным и экономичным. Один из способов заключается в том, что вода, получаемая от центральной или местной водопроводной системы, прежде чем попасть в систему охлаждения ламп, подвергается так называемому «умягчению», т. е. химической обработке, после которой вода не дает накипи. Первоначальные затраты по оборудованию подобных систем водяного охлаждения довольно высоки, однако эксплоатационные расходы на них сравнительно низки.
Технически более изящной, но весьма дорогой в эксплоатации является циркуляционная система, в которой одно и то же количество воды последовательно проходит через охлаждаемые лампы и систему радиаторов (рис. 8), обдуваемых мощными вентиляторами, благодаря чему нагретая вода остывает, и охлажденная снова подводится к лампам. На рис. 9 и 10 изображены внешние и внутренние виды здания с системой охлаждения циркуляционной воды на радиостанции Цеезен. Но в такой установке мощность моторов, вращающих вентилятор и водяные насосы, бывает одного порядка с номинальной мощностью радиостанции, иными словами, расход на электрическую энергию для охлаждения воды очень велик.
Вероятно наилучшим решением этой задачи явится охлаждение циркуляционной воды не воздухом, как в предыдущем случае, а проточной водой, что проще всего осуществить следующим образом: металлические змеевики, внутри которых проходит циркуляционная вода, должны быть опущены в близлежащую реку, вода которой, проходя мимо стенок змеевиков, будет несколько нагреваться, отбирая тепло у циркуляционной воды. Правда, выполнение подобного рода системы требует близости расположения радиостанции от реки.
В связи с выносом радиостанции из города на большое расстояние особую остроту приобретает вопрос о подаче токов звуковой частоты по возможности без искажения из городской студии на радиостанцию. Наименьшее искажение дала бы воздушная линия, однако она подвержена в сильной степени влиянию атмосферных условий и погоды, а также всякого рода индукции.
Наиболее надежным способом связи городской студии с радиостанцией является подземный трансляционный кабель. Однако, благодаря большой емкости, при передаче по кабелю сильно ослабляются высшие гармоники голоса и музыки, что особенно резко заметно при больших длинах кабеля. Чтобы избежать этого, приходится искусственно усиливать высокие частоты, что достигается включением в кабельные жилы, примерно через каждый километр, особых катушек самоиндукции (пупинизация кабеля). Однако и эта мера не дает возможности точного воспроизведения в конце кабеля того, что подается к его началу, и в усилительных устройствах на входе и выходе кабеля иногда приходится применять так наз. «обратное искажение».
При выборе места для мощной радиостанции приходится учитывать не только все сказанное выше, но также потребность мощной радиостанции в большом количестве электрической энергии, необходимость иметь удобные подъездные пути, а также желательность располагать радиостанцию на ровном и достаточно высоком месте. Таким образом выбор участка для мощной радиовещательной станции является делом весьма ответственным и трудным.
При постройке сравнительно маломощных радиостанций удавалось часто использовать существующие здания. При мощном радиостроительстве естественно приходится сооружать новые специальные здания, приспособленные к размещению аппаратуры радиостанции. Здания европейских, а особенно американских мощных радиовещательных станций поражают своей легкостью и дешевизной, чего никак нельзя сказать про наше строительство.
На рис. 11 и в заголовке статьи изображены весьма простые и легкие здания станций Цеезен и Лангенберг. Видно, что они запроектированы для службы в течение только нескольких лет, что вполне разумно при современном бурном росте радиотехники. Следует помнить, что радиостанция уже через пять лет становится устаревшей, почему и нет смысла сооружать специальные здания, рассчитанные на многие десятилетия.
Последним вопросом, на который обращается внимание, является то обстоятельство, что при выносе мощных радиостанций из города на значительное расстояние сильно ослабляется слышимость их в черте города. Маломощная радиостанция, расположенная в центре города, будет значительно громче слышна в пределах города, чем отдаленная загородная радиостанция, превышающая ее по мощности в десятки раз. Понятно, это не умаляет значения мощной радиовещательной станции, предназначенной для дальней работы. Однако для лучшего обслуживания городских радиослушателей, пользующихся элементарными детекторными приемниками с суррогатными антеннами, необходимо параллельно с мощной загородной радиостанцией эксплоатировать городскую, работающую на другой длине волны.