Виды радиосвязи. Презентация по физике на тему: "Развитие современных средств связи" Основные принципы радиосвязи

Этапы развития средств связи Английский ученый Джеймс Максвелл в 1864 году теоретически предсказал существование электромагнитных волн. Английский ученый Джеймс Максвелл в 1864 году теоретически предсказал существование электромагнитных волн году экспериментально в Берлинском университете обнаружил Генрих Герц году экспериментально в Берлинском университете обнаружил Генрих Герц. 7 мая 1895 году А.С. Попов изобрел радио. 7 мая 1895 году А.С. Попов изобрел радио. В 1901 году итальянский инженер Г. Маркони впервые осуществил радиосвязь через Атлантический океан. В 1901 году итальянский инженер Г. Маркони впервые осуществил радиосвязь через Атлантический океан. Б.Л. Розинг 9 мая 1911 года электронное телевидение. Б.Л. Розинг 9 мая 1911 года электронное телевидение. 30 годы В.К. Зворыкин изобрел первую передающую трубку –иконоскоп. 30 годы В.К. Зворыкин изобрел первую передающую трубку –иконоскоп.

Связь – это важнейшее звено в системе хозяйства страны, способ общения людей, удовлетворение их производственных, духовных, культурных и социальных потребностей – это важнейшее звено в системе хозяйства страны, способ общения людей, удовлетворение их производственных, духовных, культурных и социальных потребностей

Основные направления развития средств связи Радиосвязь Радиосвязь Телефонная связь Телефонная связь Телевизионная связь Телевизионная связь Сотовая связь Сотовая связь Интернет Интернет Космическая связь Космическая связь Фототелеграф (Факс) Фототелеграф (Факс) Видеотелефонная связь Видеотелефонная связь Телеграфная связь Телеграфная связь

Космическая связь КОСМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, радиосвязь или оптическая (лазерная) связь, осуществляемая между наземными приемно-передающими станциями и космическими аппаратами, между несколькими наземными станциями преимущественно через спутники связи или пассивные ретрансляторы (напр., пояс иголок), между несколькими космическими аппаратами. КОСМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, радиосвязь или оптическая (лазерная) связь, осуществляемая между наземными приемно-передающими станциями и космическими аппаратами, между несколькими наземными станциями преимущественно через спутники связи или пассивные ретрансляторы (напр., пояс иголок), между несколькими космическими аппаратами.

Фототелеграф Фототелеграф, общепринятое сокращённое название факсимильной связи (фототелеграфной связи). Вид связи для передачи и приема нанесенных на бумагу изображений (рукописей, таблиц, чертежей, рисунков и т.п.). Вид связи для передачи и приема нанесенных на бумагу изображений (рукописей, таблиц, чертежей, рисунков и т.п.). Устройство, осуществляющее такую связь. Устройство, осуществляющее такую связь.

Первый фототелеграф В начале века немецким физиком Корном был создан фототелеграф, который ничем принципиально не отличается от современных барабанных сканеров. (На рисунке справа приведена схема телеграфа Корна и портрет изобретателя, отсканированный и переданный на расстояние более 1000 км 6 ноября 1906 года). В начале века немецким физиком Корном был создан фототелеграф, который ничем принципиально не отличается от современных барабанных сканеров. (На рисунке справа приведена схема телеграфа Корна и портрет изобретателя, отсканированный и переданный на расстояние более 1000 км 6 ноября 1906 года).

Шелфорд Бидвелл (Shelford Bidwell), британский физик, изобрел «сканирующий фототелеграф». Для передачи изображений (диаграмм, карт и фотографий) в системе использовался материал селен и электрические сигналы. Шелфорд Бидвелл (Shelford Bidwell), британский физик, изобрел «сканирующий фототелеграф». Для передачи изображений (диаграмм, карт и фотографий) в системе использовался материал селен и электрические сигналы.

Видеотелефонная связь Персональная видеотелефонная связь на UMTS-оборудовании Персональная видеотелефонная связь на UMTS-оборудовании Новейшие модели телефонных аппаратов имеют привлекательный дизайн, богатый выбор аксессуаров, широкую функциональность, поддерживают технологии Bluetooth и wideband-ready- аудио, а также XML- интеграцию с любыми корпоративными приложениями Новейшие модели телефонных аппаратов имеют привлекательный дизайн, богатый выбор аксессуаров, широкую функциональность, поддерживают технологии Bluetooth и wideband-ready- аудио, а также XML- интеграцию с любыми корпоративными приложениями

Виды линии передачи сигналов Двухпроводная линия Двухпроводная линия Электрический кабель Электрический кабель Метрический волновод Метрический волновод Диэлектрический волновод Диэлектрический волновод Радиорелейная линия Радиорелейная линия Лучеводная линия Лучеводная линия Волоконно–оптическая линия Волоконно–оптическая линия Лазерная связь Лазерная связь

Волоконно-оптические линии связи Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) в настоящее время считаются самой совершенной физической средой для передачи информации. Передача данных в оптическом волокне основана на эффекте полного внутреннего отражения. Таким образом оптический сигнал, передаваемый лазером с одной стороны, принимается с другой, значительно удаленной стороной. На сегодняшний день построено и строится огромное количество магистральных оптоволоконных колец, внутригородских и даже внутриофисных. И это количество будет постоянно расти. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) в настоящее время считаются самой совершенной физической средой для передачи информации. Передача данных в оптическом волокне основана на эффекте полного внутреннего отражения. Таким образом оптический сигнал, передаваемый лазером с одной стороны, принимается с другой, значительно удаленной стороной. На сегодняшний день построено и строится огромное количество магистральных оптоволоконных колец, внутригородских и даже внутриофисных. И это количество будет постоянно расти.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с линиями связи на основе металлических кабелей. К ним относятся: большая пропускная способность, малое затухание, малые масса и габариты, высокая помехозащищенность, надежная техника безопасности, практически отсутствующие взаимные влияния, малая стоимость из-за отсутствия в конструкции цветных металлов. В ВОЛС применяют электромагнитные волны оптического диапазона. Напомним, что видимое оптическое излучение лежит в диапазоне длин волн нм. Практическое применение в ВОЛС получил инфракрасный диапазон, т.е. излучение с длиной волны более 760 нм. Принцип распространения оптического излучения вдоль оптического волокна (ОВ) основан на отражении от границы сред с разными показателями преломления (Рис. 5.7). Оптическое волокно изготавливается из кварцевого стекла в виде цилиндров с совмещенными осями и различными коэффициентами преломления. Внутренний цилиндр называется сердцевиной ОВ, а внешний слой - оболочкой ОВ.

Лазерная система связи Довольно любопытное решение для качественной и быстрой сетевой связи разработала немецкая компания Laser2000. Две представленные модели на вид напоминают самые обычные видеокамеры и предназначены для связи между офисами, внутри офисов и по коридорам. Проще говоря, вместо того, чтобы прокладывать оптический кабель, надо всего лишь установить изобретения от Laser2000. Однако, на самом-то деле, это не видеокамеры, а два передатчика, которые осуществляют между собой связь посредством лазерного излучения. Напомним, что лазер, в отличие от обычного света, например, лампового, характеризуется монохроматичностью и когерентностью, то есть лучи лазера всегда обладают одной и той же длиной волны и мало рассеиваются. Довольно любопытное решение для качественной и быстрой сетевой связи разработала немецкая компания Laser2000. Две представленные модели на вид напоминают самые обычные видеокамеры и предназначены для связи между офисами, внутри офисов и по коридорам. Проще говоря, вместо того, чтобы прокладывать оптический кабель, надо всего лишь установить изобретения от Laser2000. Однако, на самом-то деле, это не видеокамеры, а два передатчика, которые осуществляют между собой связь посредством лазерного излучения. Напомним, что лазер, в отличие от обычного света, например, лампового, характеризуется монохроматичностью и когерентностью, то есть лучи лазера всегда обладают одной и той же длиной волны и мало рассеиваются.

Впервые осуществлена лазерная связь между спутником и самолетом, Пн, 00:28, Мск Французская компания Astrium впервые в мире продемонстрировала успешную связь по лазерному лучу между спутником и самолетом. Французская компания Astrium впервые в мире продемонстрировала успешную связь по лазерному лучу между спутником и самолетом. В ходе испытаний лазерной системы связи, прошедших в начале декабря 2006 года, связь на расстоянии почти 40 тыс. км была осуществлена дважды - один раз самолет Mystere 20 находился на высоте 6 тыс. м, в другой раз высота полета составила 10 тыс. м. Скорость самолета составляла около 500 км/ч, скорость передачи данных по лазерному лучу - 50 Мб/с. Данные передавались на геостационарный телекоммуникационный спутник Artemis. В ходе испытаний лазерной системы связи, прошедших в начале декабря 2006 года, связь на расстоянии почти 40 тыс. км была осуществлена дважды - один раз самолет Mystere 20 находился на высоте 6 тыс. м, в другой раз высота полета составила 10 тыс. м. Скорость самолета составляла около 500 км/ч, скорость передачи данных по лазерному лучу - 50 Мб/с. Данные передавались на геостационарный телекоммуникационный спутник Artemis. В испытаниях использовалась авиационная лазерная система Lola (Liaison Optique Laser Aeroportee), на спутнике Artemis данные принимала лазерная система Silex. Обе системы разработаны корпорацией Astrium. В системе Lola, сообщает Optics, используется лазер Lumics с длиной волны 0,8 мкм и мощностью лазерного сигнала 300 мВт. В качестве фотоприемников используются лавинные фотодиоды. В испытаниях использовалась авиационная лазерная система Lola (Liaison Optique Laser Aeroportee), на спутнике Artemis данные принимала лазерная система Silex. Обе системы разработаны корпорацией Astrium. В системе Lola, сообщает Optics, используется лазер Lumics с длиной волны 0,8 мкм и мощностью лазерного сигнала 300 мВт. В качестве фотоприемников используются лавинные фотодиоды.

Передача изображенияДля передачи изображения, его сначала надо
преобразовать в электрические сигналы. На станции
с которой передается сигнал, его преобразуют в
последовательность электрических импульсов.
Потом данными сигналами модулируются колебания
высокой частоты.

Телевидение и его развитие

Иконоскоп

Этапы развития средств связи

Современные направления развития средств связи

Радиосвязь

Виды радиосвязи.

Космическая связь

Фототелеграф

Первый фототелеграф

Видеотелефонная связь

Виды линии передачи сигналов

Волоконно-оптические линии связи

Лазерная система связи

Впервые осуществлена лазерная связь между спутником и самолетом 25.12.06, Пн, 00:28, Мск

Литература

Принципы радиосвязи

Генрих Герц

Для получения электромагнитных волн Генрих Герц использовал простейшее устройство, называемое вибратором Герца. Это устройство представ

Электромагнитные волны регистрировались с помощью приемного резонатора, в котором возбуждаются колебания тока.

Изобретение радио

А.С.Попов применил электромагнитные волны для радиосвязи. Использовав когерер, реле, электрический звонок Попов создал прибор для обнаруж

Схема приемника Попова,

Принцип радиосвязи заключается в том, что созданный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружаю

Детектирование.

Устройство радиоприёмника

Простейший радиоприемник

7 мая – день РАДИО

Схема передающего устройства

Схема приемного устройства

Применение радиоволн

Радиоволны

Телевидение

Телевидение:

Космическая связь

Радиолокация

Работа радиолокатора

• Радиосвязь – передача и прием информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов.

Радиолокация

Радиотелефонная

Виды радиосвязи

Радиотелеграфная

Радиовещание

Телевидение

• Попов Александр Степанович , русский физик и электротехник, изобретатель электрической связи без проводов (радиосвязи, радио). В 1882 окончил физико-математический факультет Петербургского университета и был оставлен в нём для подготовки к научной деятельности.

• Первые научные исследования Попова были посвящены анализу наивыгоднейшего действия динамоэлектрических машины (1883) и индукционным весам Юза (1884). После опубликования (1888) работ Г. Герца по электродинамике Попов стал изучать электромагнитные явления и прочитал серию публичных лекций на тему «Новейшие исследования о соотношении между световыми и электрическим явлениями». Пытаясь найти способ эффективной демонстрации опытов Герца перед большой аудиторией, Попов занялся конструированием более наглядного индикатора электромагнитных волн (ЭВ), излучаемых Герца вибратором .

Для получения электромагнитных волн Генрих Герц использовал простейшее устройство, называемое вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.

• Схема радиоприёмника
• А. С. Попова:
• М и N - держатели, к которым посредством лёгкой часовой пружины подвешен когерер;
• А и В - платиновые пластинки когерера, к которым через поляризованное реле (Релэ) постоянно подводится напряжение электрической батареи (Р-Q).

Принцип радиосвязи заключается в том, что созданный электрический ток высокой частоты , созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстроменяющееся электромагнитное поле , которое распространяется в виде электромагнитной волны .

Основные принципы радиосвязи

Приемный контур

громкоговоритель

Перед. антенна

Прием. антенна

Основные принципы радиосвязи. Блок – схема.

Задающий генератор(ГВЧ) вырабатывает гармонические колебания ВЧ.

Микрофон преобразовывает механические звуковые колебания в электрические той же частоты.

Модулятор изменяет(модулирует) по частоте или амплитуде ВЧ колебания с помощью электрических колебаний низкой частоты НЧ.

Усилители высокой и низкой частоты УВЧ и УНЧ усиливают по мощности высокочастотные и низкочастотные электрические колебания.

Передающая антенна излучает модулированные электромагнитные волны.

Приемная антенна принимает электромагнитные волны. Электромагнитная волна, достигая приемной антенны, индуцирует в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

Детектор выделяет из модулированных высокочастотных колебаний низкочастотные колебания.

Динамик преобразует электромагнитные колебания в механические звуковые колебания.

• В 1899 П. Н. Рыбкин и Д. С. Троицкий - помощники Попова - обнаружили детекторный эффект когерера. На основе этого эффекта Попов построил «телефонный приёмник депеш» для слухового приёма радиосигналов (на головные телефоны) и запатентовал его (Русская привилегия № 6066 от 1901). Приёмники этого типа выпускались в 1899-1904 в России и во Франции (фирма «Дюкрете») и широко использовались для радиосвязи. В начале 1900 приборы Попова были применены для связи во время работ по ликвидации аварии броненосца «Генерал-адмирал Апраксин» у острова Гогланд и при спасении рыбаков, унесённых на льдине в море. При этом дальность связи достигла 45 км. В 1901 Попов в реальных корабельных условиях получил дальность связи 148-150 км.

• Когда работы по применению радиосвязи на кораблях привлекли к себе внимание заграничных деловых кругов, Попов получил ряд предложений переехать для работы за границу. Он решительно отверг их. Вот его слова:
• « Я горд тем, что родился русским. И если не современники, то, может быть, потомки наши поймут, сколь велика моя преданность нашей родине и как счастлив я, что не за рубежом, а в России открыто новое средство связи ».

Радиолокация – обнаружение объектов и определение их координат с помощью отражения радиоволн.

Радиолокаторы используются для определения расстояния и обнаружения самолетов, кораблей, скопления облаков, локации планет, в космических исследованиях. С помощью радиолокации определяют скорости орбитального движения планет, а также скорости их вращения вокруг своей оси.

Распространение радиоволн.

Ионосфера – это ионизированная верхняя часть атмосферы, начинающаяся с расстояния примерно 50-90 км от поверхности земли и переходящая в межпланетную плазму. Ионосфера способна поглощать и отражать э/м волны. От неё хорошо отражаются длинные и короткие волны. Длинные волны способны огибать выпуклую поверхность Земли. За счет многократного отражения от ионосферы радиосвязь на коротких волнах возможна между любыми точками на Земле. УКВ не отражаются ионосферой и свободно проходят через неё; они не огибают поверхность Земли, поэтому обеспечивают радиосвязь только пределах прямой видимости. Телевещание возможно только в этом частотном диапазоне. Для расширения зоны приема телевизионных передач, антенны передатчиков устанавливаются на возможно большей высоте, для этой же цели используют ретрансляторы –специальные станции, принимающие сигналы, усиливающие их и излучающие дальше. УКВ способны обеспечивать связь через ИСЗ, а также связь с космическими кораблями.