«Н»: Было дело в Грибоедове… Неужели есть радиостанции, оперирующие с такими чудовищными волнами?
«А»: Расслабься, Незнайкин! Человечество еще не в состоянии оперировать не только с такими, но и в сотни раз большими длинами волн! Но кто сказал, что их не существует во Вселенной?
В семидесятых годах (нашего столетия, естественно) в США широко обсуждался проект, получивший наименование «САНГВИН». Речь шла о возможности осуществления связи с атомными подводными крейсерами. Для того, чтобы передать приказ на нанесение, в случае необходимости, ответного атомного удара по СССР!
При этом исходили из того, что подлодка находится на МАКСИМАЛЬНОЙ ГЛУБИНЕ в несколько сотен метров в ПРОИЗВОЛЬНОЙ ТОЧКЕ МИРОВОГО ОКЕАНА! Оказалось, что это возможно осуществить, если для подобной односторонней связи использовать СВЕРХДЛИННЫЕ ВОЛНЫ, частота которых несколько меньше СТА ГЕРЦ!
«Н»: …Это соответствует длине волны порядка… 3000 километров!
«А»: Совершенно верно! Но учти, Незнайкин, что мир устроен так, что передающая антенна, чтобы быть эффективной, не должна иметь размеры менее одной четверти излучаемой ею длины волны! Поэтому вопрос реализации проекта «САНГВИН» требовал сооружения системы антенн, занимающих площадь порядка ДЕСЯТКОВ ТЫСЯЧ квадратных километров!
При этом для генерации «глобального» сигнала требовалась энергия порядка СОТЕН МЕГАВАТТ! После продолжительных и бурных дебатов в Сенате, от этого способа связи с погруженными подводными лодками отказались!
«Н»: Так вот что такое генерация подобных электромагнитных колебаний!?
Ну, а более высокие частоты?
«А»: «Сверхдлинными» волнами для осуществления радиосвязи, представь себе, сейчас пользуются! Но самые длинные из них начинаются с ТРИДЦАТИ КИЛОГЕРЦ!
То есть длина волны равна «всего-навсего» 10 километрам! Но и эта «экзотика» в радиовещательной технике не используется.
«Н»: А какие длины волн и почему используются в международном радиовещании?
«А»: На этот твой вопрос отвечу совершенно конкретно! Все используемые в радиовещании длины волн разбиты на следующие диапазоны:
Длинные волны — 150–408 кГц (2000—735,3 м).
Средние волны — 525—1605 кГц (571,4—86,9 м).
Короткие волны — 3,5—30 МГц (80–10 м).
Ультракороткие волны — 87,5-104 МГц (Европа); 87,5 — 108 МГц (США); 76–90 МГц (Япония).
Кроме того, в последнее время получил тенденцию к расширению УКВ диапазон на территории Украины!
«Н»: Я как-то слышал, что каждый из приведенных выше диапазонов имеет чуть ли не свой собственный «характер»?
Это что, просто вариации на тему известных «Сказок братьев Гримм» или в этом действительно что-то есть?
«А»: Уже скоро сто лет, как трудами ученых, изобретателей и любителей было установлено, что чем больше размеры антенн, тем больше и дальность связи! И теоретики начала века утверждали, что самые «дальнобойные» волны — это волны длинноволнового диапазона!
Они поясняли это ДИФРАКЦИЕЙ! Напомню, что дифракция — это огибание волной препятствий! Например, для сверхдлинных волн, длина которых измеряется километрами — даже выпуклость Земли помехой не является. И вот для дальней связи строятся гигантские антенны!
Сказано — сделано! И вот пришел успех! Осуществлена связь между Канадой и Южной Америкой! А поскольку (мы дальше коснемся этого вопроса) в начале двадцатого века считалось, что частоты различных станций должны быть различными и это различие должно составлять около 10 процентов, то американский ученый Фредериксон, например, утверждал, что в диапазоне 30—100 кГц можно разместить не более ДВЕНАДЦАТИ каналов!
«Н»: Он ошибся?…
«А»: Да нет, он был прав! На тот момент, естественно!
Но есть древняя восточная мудрость: «Время способно превратить самую чистую правду в отвратительную ложь!»
Дело в том, что техника начала века большего не позволяла! Это во-первых!
А, во-вторых, «есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам»!
«Н»: Я тоже очень уважаю Шекспира!..
«А»: Рад, что доставил тебе удовольствие! Однако, ближе к теме! Исследования по распространению электромагнитных волн на расстояние от нескольких десятков до 10000 километров уже не возможно было пояснить только дифракцией!
И потом, как можно было объяснить тот факт, что днем дальность связи намного меньше, чем ночью? Или известный сейчас курьез с радиодиапазоном коротких волн?
В свое время государственные службы, действуя по принципу «на тебе, боже, что нам не гоже», отдали в распоряжение радиолюбителей волны, короче 200 метров. И вдруг на тебе… в 1923 году два радиолюбителя на кустарных, маломощных радиостанциях установили связь между… Англией и Новой Зеландией!
«Н»: Это есть пример ПОБЕДЫ ТЕХНИКИ НАД НАУКОЙ!
«А»: Да, совершенно блестящий пример! Но, Незнайкин, далеко не единственный! «Тому в истории мы тьму примеров слышим, но мы истории не пишем…».
Но… будем же справедливы! Я имею в виду, по отношению к науке! Ее ведь тоже делают люди. А среди людей науки ВСЕГДА находятся гении и прозорливцы…
«Н»: И в этом случае тоже?
«А»: И в этом — тоже! В 1902 году физики Хевисайд и Конелли выдвинули смелую гипотезу: ВЕРХНИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ ДОЛЖНЫ СОСТОЯТЬ ИЗ ИОНИЗИРОВАННОГО ГАЗА! По причине того, что они подвергаются прямому воздействию жесткого космического излучения. И, безусловно, воздействию солнечного излучения! Но поскольку ионизированный газ является проводником, то радиоволны ДОЛЖНЫ ОТРАЖАТЬСЯ от верхних слоев атмосферы, как от зеркала! Споры на эту тему шли более 20 лет, пока, наконец в 1925 г., американские исследователи Туве и Брайт не дали этой гипотезе блестящее экспериментальное подтверждение!
«Н»: Погоди, я слышал о каком-то «слое Хевисайда»!
«А»: О нем, Незнайкин, речь и идет! Но вскоре оказалось, что отражающих слоев — несколько! Например, летним днем их не меньше четырех! Ближе всего к земной поверхности расположен слой D. Затем Е, и, наконец, F, который «распадается» на F1 и F2. Но если мы сейчас не остановимся, то можем «утонуть» в этих интереснейших вопросах!
«Н»: Жаль, хотя ты совершенно прав! Но, надеюсь, о свойствах топосферы Земли сегодня известно почти все?
«А»: Больше всего в восторг я прихожу от твоего «почти»! Нет, дорогой!
Эти свойства преподносят массу сюрпризов! О некоторых просто стараются не упоминать — так спокойнее!
«Н»: Это мне чем-то напоминает «эффект страуса»!
«А»: Согласен! В топосфере много непознанного, но в свое время под Москвой был создан ИЗМИРАН — институт земного магнетизма и хождения коротких волн для территории СССР (бывшего) на месяц вперед!
Но — хватит истории!
«Н»: Если я правильно понял, то есть несколько путей распространения радиоволн?
«А»: Да, это так! Для коротких волн, которые, как известно могут распространяться на любые расстояния, есть несколько путей. Самый простой путь распространения отраженных радиоволн — односкачковый. При этом дальность достигает, примерно, 3500 км. Существует такая вещь как многоскачковое распространение. При этом волна отражается последовательно несколько раз от ионосферы и поверхности Земли. Есть и еще одна возможность — рикошетирующее распространение. При этом виде распространения потери мощности получаются особо малыми!
«Н»: Ну и ну! А что получается, если короткие волны из одной точки «двинутся» сразу по двум или трем путям?
«А»: А то и получается, что в течение нескольких минут интенсивность (или уровень) сигнала в точке приема может измениться в СОТНИ РАЗ! Это явление известно как замирание или ФЕДИНГ. В основе этого явления — интерференция нескольких волн одной и той же длины, пришедших от передатчика к приемнику несколькими различными путями. А поскольку пути различны и непостоянны, то различны и непостоянны и фазы пришедших сигналов, которые, как правило, ослабляют друг друга! Я здесь, фактически, не затрагивал вопроса о «дневных» и «ночных» особенностях распространения радиоволн.
