Передача с помощью коротких волн вошла в практику радио-телеграфа очень недавно. Правда, самые первые опыты по телеграфированию без проводов производились именно на коротких волнах, но эти волны скоро были оставлены, так как при существовавшей тогда системе искровых передатчиков они оказались невыгодными в смысле дальности действия. Лишь в последнее время с переходом на ламповые передатчики незатухающих колебаний выяснилось, что при некоторых условиях передача с помощью коротких волн оказывается значительно экономичней, чем с помощью длинных.
Заграницей передачей на коротких волнах начали интересоваться последние 2—3 года, у нас же в России опыты в этом направлении стали производиться с осени 1924 года.
В Центральной Радио-Лаборатории ТЗСТ в Ленинграде профессором Д. А. Рожанским в сентябре прошлого года были начаты работы по разработке передатчика на коротких волнах и в настоящее время им сконструированы две радио-телеграфных станции, работающие на волнах порядка 50—75 метров. Сейчас с помощью этих станций ведутся опыты по радио-телеграфированию между Ленинградом и Москвой.
Опыты эти дали вполне благоприятные и интересные результаты, показавшие многие положительные стороны самих передатчиков. Результатов этих опытов мы коснемся в конце этой статьи, а пока перейдем к описанию самих передатчиков.
Одним из главных затруднений, возникающих при конструировании передачика на коротких волнах является наличие паразитных емкостей, вредно влияющих на отдачу лампы, и побочных контуров, поглощающих значительное количество энергии. Поэтому, если для передатчика на коротких волнах воспользоваться какой либо из схем, применяемых в ламповых передатчиках на длинных волнах, уменьшив входящие в контур емкость и самоиндукцию в соответствии с волной, то установка получится крайне не экономичной, а при переходе к волнам порядка 50 метров и короче, даже просто окажется невозмозможным получить колебания. В связи с этим обстоятельством схемы передатчиков на коротких волнах отличаются от обычных схем на длинных волнах. В основу передатчика проф. Д. А. Рожанского положена несколько своеобразная схема, которую мы здесь и приводим (черт. 1).
В этой схеме основной колебательный контур состоит из самоиндукции катушки L2, ее емкости и внутренней емкости лампы. Во время колебаний в катушке L2 образуется стоячая волна с пучностью напряжения на аноде лампы и узлом на зажиме блокировочного конденсатора. Что касается до контура сетки, то он состоит из самоиндукции L3 и внутренней емкости сетки—нить. С основным колебательным контуром он связан через емкость сетки—анод внутри лампы. Этой емкости оказывается достаточно для связи в больших генераторных лампах порядка 250—500 ватт, в лампах же меньших размеров приходится еще дополнительно индуктивно связывать между собой катушки L2 и L3.
Контур сетки настраивается на ту же волну, что и основной колебательный контур.
Опытный передатчик проф. Д. А. Рожанского имеет мощность 250—300 ватт.
Генераторной лампой в ней является 250 ваттная лампа Б—250.
Самоиндукция колебательного контура устроена в виде вариометра из 2-х плоских ленточный спиралей. Нужно отметить, что уменьшать эту самоиндукцию, изменяя число витков и оставлять свободный конец нельзя, т. к. тогда в этом конце также возникают собственные колебания, нарушающие правильную работу схемы. Поэтому изменять волну передатчика можно или заменяя вариометр или перемещая друг относительно друга катушки вариометра и тем самым изменяя его самоиндукцию.
Присоединение антенны к передатчику производится через блокировочный конденсатор емкостью в 5.000—10.000 см. и катушку для настройки L4 (Рис. 2).
Блокировочный конденсатор служит только для того, чтобы антенна не была непосредственно соединена с положительным полюсом анодной батареи.
Антенна обычно настраивается на какой-либо обертон, т. е. по ней во время колебаний укладывается не ¼ волны, как это бывает обычно у передатчиков на длинных волнах, а несколько четвертей. Назначение катушки L4 заключается в том, чтобы вдоль нее и антенны уложилось целое число полуволн. Это необходимо потому, что, как уже нами было указано, на аноде лампы мы имеем пучность напряжения на верхнем конце антенны при наличии в ней колебаний также должна быть пучность, а это возможно лишь в том случае, если между анодом и верхним концом антенны расположится целое число полуволн.
Обычно вариометр L4 настраивается таким образом, чтобы вдоль него укладывалось пол-волны — в случае работы на четном обертоне антенны и четверть волны — в случае работы на нечетном. Делается это для того, чтобы, в первом случае можно было бы включить антенный амперметр в пучность тока между катушками вариометра L4, а во втором — включить его между вариометром L4 и антенной, где также устанавливается пучность тока в случае работы на нечетном обертоне антенны.
Земля не присоединяется к передатчику, т. к. емкость входящих в него частей играет как бы роль противовеса.
Телеграфная передача может производиться двояким образом: или ключ вводится в цепь сетки и тогда колебания возникают только в момент его замыкания, или вблизи катушки L2 располагается какой-либо предмет А, соединенный через ключ с землей. При замыкании и размыкании ключа емкость катушки L2 меняется вследствие емкостного влияния тела А, соединенного с землей, вместе с тем меняется и частота колебаний, т. е. волна передатчика. Приемник настраивается на волну, излучаемую передатчиком в тот момент, когда тело А не соединено с землей.
В указанном уже нами передатчике проф. Рожанского сила тока в антенне во время колебаний достигает 2,6—2,7 ампера, что соответствует 300—350 ваттам энергии в антенне. Вместе с тем мощность питающая передатчик 500—550 ваттам. Таким образом коэффициент пол. действия лампы в этом передатчике равен 65—70%, т. е. не ниже, чем он бывает в обычных ламповых установках на длинных волнах. Нужно отметить, что лампы в этом передатчике работают лучше при несколько повышенном анодном напряжении. Так что на лампу с нормальным, напряжением в 3.000 вольт бывает полезно давать 3.200—3.300 вольт.
В передатчике проф. Рожанского применена схема анодной модуляции. Она заключается в следующем: в анодную цепь включаются параллельно 2 лампы — I — генераторная и II — модуляторная, последовательно с ними в анодную цепь вводится дроссель с большим коэффициентом самоиндукции — порядка 20—30 генри. Роль этого дросселя заключается в следующем: если анодный ток через одну из ламп резко изменится, то вследствие большой самоиндукции дросселя общий ток на обе лампы вырастет не сразу, а лишь постепенно, и поэтому в первый момент возрастание анодного тока, напр. через лампу II вызовет почти такое же уменьшение тока через лампу I, т. е. уменьшит мощность получаемую этой лампой, а следовательно и излучаемую ею в виде электро-магнитных волн. Поэтому, если мы заставим ток через лампу II изменяться в соответствии с колебаниями, производимыми речью, то тем самым мы будем изменять и количество энергии излучаемой передатчиком, а такое изменение и создаст на приемной станции впечатление речи. Изменение силы анодного тока через лампу II производится с помощью батареи в 150 вольт и малой модуляторной лампы III, включенных в цепь сетки лампы II. Напряжение батареи Е распределяется между сеткой и катодом лампы II и анодом и катодом лампы III. Когда потенциал на сетке лампы III равен нулю, ее сопротивление значительно больше сопротивления участка сетка—катод лампы II и таким образом мы имеем на сетке этой лампы лишь незначительный положительный потенциал, когда же мы будем говорить в микрофон, соединенный через трансформатор с цепью сетки лампы III, то сетка этой лампы будет заряжаться то положительно, то отрицательно. В моменты положительного заряда на сетке лампы III, сопротивление этой лампы уменьшится и таким образом большая часть напряжения, даваемого батереей E расположится на участке сетка-нить лампы II. Сетка этой лампы будет находиться под значительным положительным напряжением и таким образом мы получим изменения потенциала на сетке лампы II, подобное тем, которое производит микрофонный ток на сетке лампы III, только значительно усиленное. Эти изменения потенциала и вызовут колебания анодного тока через лампу II, соответствующие речи, произносимой перед микрофоном, а под влиянием их будет изменяться и количество энергии излучаемой передатчиком.
В описываемой нами установке модуляторной лампой служит 500 ваттная лампа, а малой модуляторной — 50 ваттная. То обстоятельство, что модуляторную лампу приходится брать большей мощности нежели генераторную об'ясняется тем, что приходится модулировать все количество энергии, подводимой к лампе I, а так как это количество равно 500—550 ваттам, то в соответствии с ним приходится брать и модуляторную лампу. Изменением накала лампы III и добавочного питенциала на сетке этой лампы можно достигнуть почти любой глубины модуляции, но обычно во избежание искажений глубина ее берется в 30—40%.
Для исследования особенностей передачи короткими волнами в Ленинградской Центральной Радиолаборатории были собраны два 250 ваттных передатчика описанного нами типа. Один из них был установлен в Ленинграде, другой — на Всесоюзной Радио-Выставке в Москве. Работа на них велась в следующих условиях: Ленинградский передатчик работал на антенну в виде одного вертикального луча длиной около 60 метров на волне в 55 метров (т. е. приблизительно на пятом обертоне). Мощность развиваемая им равнялась 300—350 ваттам в антенне.
Московский передатчик работал на Г-образную сеть из двух лучей размерами 15 × 40 метров на волне 73 метра (т. е. на третьем обертоне). Вследствие малой мощности машины, дававшей анодное напряжение, он имел только около 150 ватт в антенне. Результаты месячной работы с этими передатчиками оказались следующие: прием телеграфной работы был возможен, как ночью, так и днем. Днем он велся на регенеративный приемник и две ступени низкой частоты, ночью же на один регенеративный приемник. Сила приема при этом получалась настолько значительной, что временами можно было слушать положив телефон на стол. Резкое увеличение ее наступало между 8-ю и 9-ю часами вечера (в утренние часы работы еще не производились), когда она возрастала настолько, что при приеме с двумя ступенями низкой частоты было невозможно держать телефон на ушах. Колебание длины волны оказалось довольно значительным у Московского передатчика и надо полагать, что оно об'яснялось главным образом недостаточно жестким подвесом сети, волна же Ленинградского передатчика держалась почти постоянной. Что касается до приема телефонной передачи, то он велся главным образом в Ленинграде, так как в Москве он был очень затруднен сильной индукцией от трамваев. Он был возможен только в ночные часы на регенеративный приемник с двумя ступенями низкой частоты. При удачной настройке сильно затруднявшейся колебанием волны, речь получалась громкой и вполне отчетливой.
Опыты продолжаются, при чем в ближайшем будущем намечено исследование условий передачи и приема в утренние часы и передача еще более короткими волнами порядка 25—30 метров.
Кроме того в Центральной Радио-Лаборатории ведутся подготовительные работы по установке мощного 20 киловаттного передатчика на короткие волны для исследования условий передачи на большие расстояния и для выяснения возможности коммерческой эксплоатации радио-станций на коротких волнах.
А. Щукин.
