Распространение волн зависит от состояния земной поверхности, ее рельефа и влажности и от состояния верхней атмосферы: степени ее ионизации и распределения этой ионизации по высоте. Поэтому волны, достигшие приемной станции, могут иметь весьма различную интенсивность в зависимости от времени года и сузок, от метеорологической и от космической ситуации. Даже при самых благоприятных обстоятельствах количество энергии, достигающей приемной станции, бывает очень ничтожным. Однако, если интенсивность этих сигналов все же больше интенсивности различных помех, образуемых, главным образом, электрическими явлениями в природе, то сигналы могут быть обнаружены и воспроизведены. Это достигается благодаря необычайно чувствительным и точным приборам, которыми располагает современная техника.

Задачами приемной станции является: уловить волны, отделить желаемый сигнал от всех других бесчисленных сигналов и природных помех, усилить принятые колебания, воспроизвести первоначальный переданный сигнал и придать ему необходимую интенсивность.

Таким образом радиолиния представляет собой электрический механизм, в котором происходят чрезвычайно сложные и многообразные превращения электрической энергии и который состоит из множества сложных электрических и электромеханических приборов.

Современная радиотехника не ограничивается только передачей наиболее простых телеграфных сигналов. Односторонний и двусторонний (дуплексный) радиотелефон, передача неподвижных изображений, телевидение, шифрованный телефон, многократная передача и ряд других сложных сигналов, требующих величайшей точности воспроизведения, передаются по современным радиолиниям.

Передача этих сигналов в условиях коммерческой эксплоатации требует правильного расчета радиолинии и безупречной стабильности и точности работы всех ее приборов и механизмов.

Регулировка, управление и обслуживание всех этих сложных, тонких и разнообразных электрических инструментов требует наличия не только производственных навыков, но и ясного понимания тех физических процессов, которые 6 них происходят, и тех физических законов, на которых они основаны.

Как бы ни были сложны и многообразны радиотехнические устройства, как бы ни были, на первый взгляд, запутаны и сложны происходящие в них процессы, все приббры в конечном итоге являются комбинадией немногих

относительно простых элементов, а все явления управляются некоторыми общими физическими законами и принципами.

Изучение этих элементов и их простейших и типичных комбинаций, так же, как и изучение различных физических явлений и процессов, происходящих в радиотехнических устройствах, и составляет предмет настоящего курса.

На протяжении курса читатель встретится не только с новыми понятиями и явлениями, но также и с уже знакомыми ему из общего курса электротехники. Мы, однако, должны будем подойти к этим уже знакомым понятиям и явлениям с несколько другой меркой, чем в случае медленно изменяющегося тока.

Это обусловлено тем, что многие свойства электрических цепей и многие явления, остающиеся незаметными или не играющие никакой роли в технике 50-герцного тока, получают важное значение при высоких частотах и при сложном характере изменения тока и напряжения во времени.

§ 2. Линейные и нелинейные системы и принцип суперпозиции.

Электрические цепи Mofyr быть разделены на две группы. В цепях первой группы, называемых линейными цепями, между током и напряжением существует прямая пропорциональность. Говоря иначе, ток и напряжение связаны линейной зависимостьк). Наприкер, омическое сопротивление является линейной цепью, так как закон Ома

дает лине1ную зависимость.

Цепь, состоящая из сопротивления, емкости и самоиндукции, является линейной цепью, так как

где Z (модуль сопротивления цепи) - постоянная, не зависящая от тока, величина.

Цепь, в которой сопротивление изменяется во времени, но не зависит от величины тока или напряжения, также является линейной. Такой является, например, цепь, состоящая из элемента Е, электромагнита М и телеграфного ключа К £

(фиг. 0.1).

Размыкая и замыкая ключ мы меняем сопротивление цепи (например, от оо до R), но это изменение не зависит ни от тока, ни от напряжения. Цепь, свойства которой не изменяются во времени, называется цепью с постоянными параметрами, в отличие от л п

цепи с переменными параметрами.

Напротив того, если зависимость между током и напряжением не имеет линейного характера, то цепь называется нелинейной. В этом случае параметры цепи, очевидно, зависят от величины тока или напряжения.

В простейшем случае нелинейная зависимость может быть выражена степенным рядом, например:

i == -}-ае--азз 4-... (0.1)

£ = Ьо + М + М+..., (0.2)

где йп и Ь - постоянные величины, или нули, или функции времени, не зависящие от i и е.

Таким рядом может быть выражено, например, сопротивление детектора или KeHOTpqna, которые являются примерами простейших нелинейных цепей.

Электрический звонок, схема которого по существу аналогична фиг. 1, но в котором ток, намагничивая магнит, заставляет якорь ударника разрывать цепь, является в отличие от цепи с ключом - нелинейной цепью. Изменение сопротивления при разрыве контакта производится самим током, и, следовательно, сопротивление цепи зависит (очень сложным образом) от силы Toia.

Замечательным свойством линейных цепей является полная независимость действия каждой из эдс от присутствия или отсутствия других эдс.

Поэтому, если на какую-нибудь линейную цепь действовали порознь эдс 2, 3 и т. д. и каждая из них, действуя порознь, создавала (соответственно своему номеру) токи /j, /2, и т. д., то в случае действия всех этих эдс одновременно общий ток будет равняться сумме всех отдельных токов.

Принцип, согласно которому можно действие какого-нибудь физического деятеля рассматривать независимо от присутствия или отсутствия других деятелей этого же рода, называется принципом независимости действия или принципом су-перпозиции.

Следовательно, к линейной цепи приложим принцип независимости действия и это является ее основным и характерным отличием от нел>1ней-ной цепи, к которой этот принцип ни в коем случае не приложим. j

Сказанному можно придать следующую более общую формулировку.

Если свойства какой-нибудь физической системы не изменяются ни прямо, ни косвенно под влиянием какого-нибудь физического деятеля, то данная система является линейной по отношению к этому деятелю и к ней приложим принцип суперпозиции.

Возможность приложения принципа суперпозиции необычайно облегчает всякое физическое исследование. В последующем мы убедимся, насколько исследование линейных цепей оказывается проще и полнее благодаря возможности прилагать этот принцип.

Необходимо подчеркнуть, что, строго говоря, в природе не только не существует, но и принципиально не может существовать действительно вполне точных линейных соотношений. Всякое явление обязательно влияет на всю физическую обстановку, в которой оно происходит. Ток влияет на провод, электрическое поле изменяет свойства диэлектрика, скорость влияет на величину массы и т. д.

Поэтому, когда мы считаем какую-нибудь систему линейной, мы делаем ошибку, и в результате этой ошибки получаем некоторую неточность.

Если эта неточность столь мала, что не может быть обнаружена или не играет никакой роли для наших целей, то мы в праве не обращать на нее внимания. Все наши выкладки и рассуждения вполне оправдаются на практике.

Если эта неточность относительно мала, но уже играет некоторую роль--мы можем ввести в результат дополнительные поправки. Наконец, если нелинейность системы достаточно ясно выражена, мы должны вовсе отказаться от принципа суперпозиции и перейти к другим способам исследования.

В первой части этой книги мы будем рассматривать только такие системы, которые могут рассматриваться как линейные с п-остоян-ными параметрами и будем постоянно пользоваться принципом суперпозиции.

§ 3. Синусоидальная функция.

зни; лы

f==Fi(0

e = F, (0.

Изменение тока или напряжения во времени может быть дано в виде некоторой математической формулы