Александр Николаевич Щукин - исследователь законов распространения радиоволн

Передача любых сигналов по радио осуществляется с помощью электромагнитных волн, которые распространяются в определенной среде. Изучение свойств этой среды и законов распространения радиоволн - важнейшая задача радиотехники.

Начало учения о распространении радиоволн было положено изобретателем радио А. С. Поповым, Во время опытов по увеличению дальности беспроволочной связи Попов уделял исключительное внимание условиям, в которых велась радиопередача.

Он тщательно отмечал, что мешает распространению радиоволн и при каких обстоятельствах передача сигналов на расстояние идет более успешно.

Подробные записи великого изобретателя о его опытах и наблюдениях - это летопись борьбы за победу над пространством. Делая практические выводы из своих наблюдений над распространением радиоволн и совершенствуя радиоаппаратуру, Попов добивался новых успехов - завоевывал новые расстояния в радиосвязи.

Продолжая дело А. С. Попова, советские ученые широко развернули исследования, начатые изобретателем радио. Они создали стройное учение о распространении радиоволн, которое служит основой развития радиосвязи, радиовещания, радионавигации, телевидения и радиолокации.

Советским ученым принадлежит ведущая роль в разработке теории распространения коротких радиоволн. Большой и ценный вклад в эту область научной радиотехники сделал А. Н. Щукин, имя которого неразрывно связано с развитием учения о распространении радиоволн.

Александр Николаевич Щукин родился 22 июля 1900 года. Научная деятельность его началась в 1923 году, а через пять лет молодой ученый опубликовал свои первые работы. Они были посвящены одному из самых насущных вопросов радиотехники того времени - вопросу распространения коротких радиоволн.

Александр Николаевич Щукин

Рис. 1. Александр Николаевич Щукин.

Короткие волны завоевывали все более прочные позиции в дальней радиосвязи. Изучение особенностей их распространения привлекло внимание талантливого радиоинженера, и Щукин много лет посвятил разработке этого вопроса.

Специалист радиосвязи должен не только хорошо знать процессы, происходящие в аппаратах во время их работы, но и ясно представлять себе тот далекий путь, который пробегает радиоволна от передатчика до приемника.

Пути распространения волн очень разнообразны. Волна пробегает над морем и над сушей, над песками пустыни и над снегами тундры, над непроходимыми болотами, дремучими лесами, высокими горами.

На всех этих участках земная поверхность обладает различными электрическими свойствами и по-разному влияет на распространение радиоволн. Не менее разнообразны по своим свойствам и слои атмосферы, которые встречаются на пути волны. Учесть все эти условия распространения радиоволн очень трудно.

В особенно сложных условиях проходит дальняя связь на коротких волнах. Здесь основную роль играет ионосфера, которая преломляет волны и частично поглощает их энергию.

Условия распространения коротких радиоволн непрерывно меняются в зависимости от изменения влажности воздуха, его температуры, а главное - ионизации. Ведь ионизация атмосферы -это результат солнечной деятельности.

С изменением времени года и времени суток изменяется освещенность, а значит, и состояние ионосферы. Это значительно усложняет законы распространения коротких волн и создает большие трудности при расчете дальней радиосвязи.

Чтобы добиться устойчивой связи, необходимо учесть природные изменения, особенно изменения ионосферы, и выбрать такой длины волну, чтобы она могла преодолеть нужное расстояние и донести радиосигналы от передатчика до приемника.

Казалось бы, можно обойтись без точного учета условий распространения - просто увеличить мощность радиопередатчика и повысить чувствительность приемника.

Однако при неблагоприятных условиях распространения это не приведет к желаемой цели. Неправильно выбранная волна может свести на нет весь труд инженеров, затраченный на повышение мощности радиостанций и на улучшение радиоприемного устройства, и связь установить не удастся.

Подбор нужной волны необходим не только для получения устойчивой радиосвязи на данном направлении. Правильно выбранные волны - это правильно использованный частотный диапазон, а это дает возможность иметь большее количество одновременно действующих радиосвязей.

Чтобы овладеть коротковолновым диапазоном, Щукину пришлось провести многочисленные теоретические и экспериментальные исследования в области коротких волн, изучить свойства ионосферы.

При этом он дал объяснение ряду сложных явлений, с которыми встречаются радиоспециалисты при налаживании коротковолновой связи.

Первый по времени способ расчета силы электромагнитного поля на коротких волнах был разработан Щукиным в 1932 году. Основанный на большом количестве опытных измерений, он дает значительно более точные результаты, чем способы расчета, предложенные намного позже иностранными специалистами.

Позволяя рассчитать силу поля в месте приема, способ Щукина открывает перед инженерами, проектирующими линии радиосвязи, очень широкие возможности.

Пользуясь им, нетрудно определить нужную мощность радиопередатчика и правильно выбрать тип антенны, а это залог надежной и устойчивой связи. Способ расчета поля, созданный Щукиным, получил широкое применение на практике.

Вместе с другими советскими учеными Щукин разработал стройную теорию оценки так называемого явления замираний, которое значительно затрудняет радиоприем на коротких волнах и приводит к искажению радиотелефонных и радиотелеграфных передач.

С этим нежелательным явлением знакомы многие радиослушатели. Когда приемник настроен на коротковолновую радиостанцию, сила приема очень часто меняется.

Передача идет громко, но вдруг звуки начинают затихать, через несколько мгновений слышимость возрастает, а затем снова падает. Такие изменения громкости, плавные или резкие, большие или незначительные, происходят все время.

Это и есть замирания. Они вызываются изменением состояния ионосферы, через которую проходит путь коротких радиоволн.

При ведении радиотелеграфной передачи во время замираний могут пропадать отдельные знаки и даже слова. А так как телеграфный текст очень краток, то пропадание даже одной буквы может изменить весь смысл передаваемого сообщения.

Советские ученые разработали много способов борьбы с замираниями. Теория оценки замираний, разработанная Щукиным, помогла выявить лучшие из этих способов и тем самым значительно снизить возможность искажений при радиотелеграфных передачах.

Обобщая данные своего многолетнего опыта и богатейший материал научных наблюдений других советских ученых, Щукин опубликовал в 1940 году большой труд «Распространение радиоволн». В нем подробно рассмотрены вопросы распространения длинных, коротких и ультракоротких волн. Этот труд Щукина был утвержден как учебник для высших учебных заведений.

В своем учебнике Щукин глубоко осветил важнейшие вопросы учения о распространении радиоволн. Работая над этой книгой, Щукин хотел создать способы расчета линий радиосвязи.

В предисловии к ней он писал: «Автор поставил своей целью научить читателя инженерным расчетам по радиосвязи, дав ему основные физические представления, необходимые для понимания практики распространения радиоволн». И он успешно справился с этой задачей.

Большую ценность представляют труды Щукина по разработке теории и практики радиоприема, вопросов помехоустойчивости и радиопеленгации.

Проблема борьбы с помехами при радиоприеме - одна из важных проблем радиотехники. Среди большой группы наших ученых - пионеров в создании теории воздействия помех на радиоприем - Щукину принадлежит одно из видных мест.

Широко иззестен Щукин как педагог. Многие специалисты, работающие в области радио, - его ученики.

Как крупнейший радиоспециалист, обогативший радиотехнику ценными исследованиями, А. Н. Щукин в декабре 1946 года утвержден членом-корреспондентом, а 23 октября 1953 года избран действительным членом Академии наук СССР. Неутомимый ученый, он отдает все свои силы решению сложных задач современной радиотехники.

Продолжение: Специалист по теории антенн - Александр Александрович Пистолькорс.

Источник: Ф. Честнов - "В мире радио", 1954г.

0
832
Добавить комментарий