"CQ-SKW", №19, октябрь, 1930 год, стр. 159-160
А. ЩУКИН.
Всякому занимавшемуся приемом коротковолновых станций известно, какую огромную помеху приему представляет явление замирания. Наблюдающиеся при этом колебания силы приема — от очень громкого до почти полного исчезновения слышимости сигналов — не только совершенно искажают оттенки радиотелефонной передачи, но зачастую лишают возможности даже уловить смысл ее. Не менее велики затруднения, создаваемые замиранием, и при радиотелеграфном приеме. Здесь, при автоматической записи на ленту, замирание вызывает пропуски отдельных знаков, а иногда и целых слов текста. Поэтому не будет преувеличением сказать, что до тех пор, пока не будет разрешен вопрос борьбы с замиранием, не может быть речи о широком развитии радиовещания на коротких волнах, точно так же как и о надежной радиотелеграфной связи на этих волнах.
Все это заставляет усиленно изучать причины замирания и отдельные стороны этого явления, чтобы на основе точного знания этих процессов иметь возможность судить о действительности тех, найденных ощупью мер борьбы с замиранием, которые применяются в настоящее время, и отыскивать новые и новые средства борьбы.
Одной из работ в этом направлении являются исследования явления замирания, предпринятые Отделом электрических колебаний Гос. физ.-техн. института в Ленинграде, результалы которого вкратце приводятся ниже.
Эта работа заключалась в том, что одновременно записывались на движущейся ленте фотографической бумаги сила приема на два приемника, связанных с различным образом расположенными антеннами и принимавшими одну и ту же станцию (волну) или же принимавшими две очень близкие друг к другу волны, излучавшиеся из одного и того же места. В последнем случае обе приемные антенны были направлены одинаково.
Результаты этих опытов оказались следующие. Когда обе приемные антенны были направлены одинаково (обе вертикальные), но были расположены на расстоянии нескольких десятков метров друг от друга, разница в замирании на обоих приемниках не наблюдалась и увеличение и уменьшение силы приема происходило в них одновременно. Когда же приемные антенны и приемники были отнесены друг от друга подальше — примерно на 150 метров, такая одновременность замирания исчезла. Часто оказывалось, что сначала максимум силы приема наблюдался в одном приемнике, а затем он наступал в другом, в то время как в первой слышимость убывала. Точно так же не совпадали и моменты минимума силы приема.
Получалось впечатление, что на земной поверхности расположены как бы полоски «света», т. е. максимума силы приема, и «тени», т. е. минимума ее, причем эти полосы двигаются по поверхности земли иногда к передатчику, иногда же от него. Скорость движения таких «полос» была различна — от нескольких метров до десятков метров в секунду.
Нужно однако же заметить, что расстояние в 150 метров было очевидно меньше расстояния между соседними полосами «света» и «тени», так как никогда не удавалось наблюдать, чтобы максимуму силы приема на одном устройстве соответствовал минимум на другом.
Особенно ярко такие явления движения полос наблюдались не на слишком далеких станциях — например, на немецких. Для более же удаленных — английских и голландских — оно было менее ярко выражено; там большие и длительные изменения силы приема наступали в обоих приемниках более или менее одновременно, кратковременные же и мелкие колебания были различными. На рис. 1 приведено расположение приемных установок относительно передатчика, а на рис. 2 соответствующая запись колебаний силы приема в случае правильного движения полос.
Из записей колебаний силы приема на рис. 2 видно, что до 17 ч. 55 м. максимумы и минимумы наступали на первой установке раньше, чем на второй, и таким образом наблюдалось как бы движение полос от передатчика к приемнику, а после 17 ч. 55 м. происходило обратное явление, т. е. полосы двигались к передатчику.
Вторым расположением антенн, на которые производился прием, было приведенное на рис. 3. Одна антенна была вертикальной, а вторая горизонтальной, причём горизонтальная антенна была направлена под прямым углом к направлению на передающую станцию. Каждая антенна была попрежнему связана с отдельным приемником, и обе они находились вблизи друг друга. Прием при таком расположении антенн показал, что очень часто происходит чередование максимумов и минимумов силы приема на вертикальной и горизонтальной антеннах. Сначала, например, наблюдается большая сила приема на вертикальной антенне и малая на горизонтальной. Затем на вертикальной сила приема начинает убывать, а на горизонтальной расти, и через некоторый промежуток времени антенны обмениваются ролями—на вертикальной прием почти отсутствует, а на горизонтальной он очень силен.
Такой «вращающийся» прием особенно ярко был выражен на немецких станциях и менее отчетливо на других, более удаленных. Иллюстрацией его является рис. 4, представляющий запись колебаний силы приема станции Кенигсвустергаузен, работающей на волне 31,2 метра. Наконец целый ряд наблюдений был произведен над приемом двух весьма близких друг к другу волн, излучавшихся одним и тем же передатчиком. При средней длине волны от 15 до 40 метров разница между соседними волнами была порядка двух-трех сантиметров. Оказалось, что замирание на столь близких волнах происходит почти одинаково и одновременно. Так же, как и для случая удаленных антенн, глубокие и длительные колебания наступали на обеих волнах почти одновременно и только мелкие колебания несколько отличались друг от друга.
Какие же практические выводы можно сделать из результатов проделанной работы?
Нужно сказать, что они являются не слишком утешительными, особенно, если речь идет о радиолюбительском приеме.
Первая мера борьбы с замиранием — разнесение приемных антенн — помимо того, что является громоздкой, может достигнуть цели повидидюму только тогда, когда расстояние между антеннами измеряется сотнями метров. Для небольшого же расстояния, даже для того, которое было применено в описываемых опытах, усложнение приемной установки, связанное с наличием двух антенн и двух приемников, совсем не окупается теми выгодами, которые при этом приобретаются в смысле уменьшения замирания. Это видно и из прилагаемой кривой (рис. 2). Если на этом рисунке сложить обе кривые, то мы получим новую кривую, которая соответствовала бы колебаниям слышимости, если бы, например, каким-либо способом мы стали питать от обоих приемных устройств один громкоговоритель. Конечно, в этом случае получился бы некоторый выигрыш в смысле меньшей разницы между наибольшей и наименьшей слышимостью при замирании, но этот выигрыш был бы весьма ничтожен.
Второй метод борьбы с замиранием — прием на устройства, связанные одно с вертикальной, а другое с горизонтальной антенной, — в некоторых случаях может принести значительную пользу. Однако чередование максимумов и минимумов силы приема то на вертикальной, то на горизонтальной антенне происходит далеко не всегда, а потому и такой прием, как мера борьбы с замиранием, не может считаться пригодным во всех случаях.
Последняя мера борьбы с замиранием — прием и передача одновременно на двух или нескольких волнах — в области радиовещания не применяется. Поэтому если и можно говорить о преимуществах такой системы передачи и приема по сравнению с обычной, то лишь для радиотелеграфной связи.
К сказанному следует еще добавить, что все перечисленные способы борьбы с замиранием могут приносить известную пользу только тогда, когда прием ведется на два независимых приемных устройства, и результаты, даваемые обоими устройствами, складываются только или на низкой частоте, после детектирования, или же в репродукторе. Прием на несколько антенн, связанных с одним и тем же приемником, безусловно не может принести пользы.
На первый взгляд это может вызвать некоторые сомнения. Действительно, взяв, например, кривые, изображенные на рис. 4, мы увидим, что когда на одной из антенн прием почти отсутствует, на второй он существует. Поэтому может казаться, что, если мы свяжем горизонтальную и вертикальную антенны с одним и тем же приемником, то тем самым мы сильно ослабим замирание, так как у нас будет принимать то одна, то другая антенна. Однако нужно помнить, что радиоволны возбуждают в антеннах переменный ток и потому может случиться, что волны, воспринимаемые вертикальной и горизонтальной или разнесенными антеннами, возбудят в этих антеннах токи противоположного направления, которые уничтожат друг друга и приема не создадут. В этом случае мы будем иметь прием на каждую из антенн в отдельности, а вместе они не дадут никакого приема.
Подобное явление не может иметь места, если каждая из антенн снабжена своим приемником и сложение токов производится уже после детектирования.
Из всего сказанного здесь видно, что описываемые работы не дают пока возможности указать на радикальное средство борьбы с замиранием коротковолновых радиовещательных станций. Результаты этих наблюдений могут быть использованы только для радиотелеграфной связи, где имеет значение малейшее улучшение условий приема в смысле уменьшения эффекта замирания. Наконец, и это, пожалуй, самое существенное, подобные исследования, расширяя круг наших знаний в области распространения коротких волн, выясняя отдельные стороны этого явления, позволят подходить к ним с точным знанием всех совершающихся при этом процессов. А это безусловно приведет к тому, что если не теперь, то в недалеком будущем все затруднения, связанные с применением коротких волн, и в частности препятствия, вызываемые явлением замирания, будут устранены.