Sredstva-svyazi-sovremennosti-i-radiolokaciya-put-ot-1913-do-2025-goda (1)

1.

Средства связи
современности и
радиолокация: путь от 1913
до 2025 года
Исследование эволюции радиотехнологий от первых ламповых усилителей
до современных цифровых систем связи и радиолокации
Автор презентации: Иванов Владимир

2.

Начало эры радиоволн: ламповая лаборатория и
перв ые шаги
1913 год стал переломным моментом в истории радиотехники. Создание
первых ламповых усилителей открыло новую эру в передаче и приеме
радиосигналов. До этого момента радиосвязь была крайне ограниченной по
дальности и качеству сигнала.
Ламповая техника позволила значительно усилить слабые радиосигналы, что
сделало возможным дальнюю радиосвязь и заложило фундамент для
будущего развития радиолокации. Электронные лампы стали сердцем всех
радиоприемников и передатчиков на протяжении нескольких десятилетий.
Российские ученые внесли неоценимый вклад в развитие радиотехники на
заре XX века, работая над улучшением качества передачи сигналов и
расширением возможностей радиосвязи.

3.

Александр Попов и первые
радиоприемники
1
1895 год
Александр Степанович Попов демонстрирует первый в мире приемник
электромагнитных волн на заседании Русского физико-химического
общества. Это устройство могло регистрировать грозовые разряды на
расстоянии до 30 километров.
2
1902 год
Установлена первая практическая радиосвязь между берегом и кораблями на
Черном море. Это достижение доказало практическую ценность изобретения
для военного и гражданского флота.
3
Наследие
Попов не патентовал свои изобретения, считая науку достоянием всего
человечества, но стал признанным основоположником радиосвязи в России.
Его работы легли в основу всех современных беспроводных технологий.
Радиоволны, впервые практически использованные Поповым, сегодня являются основой
Wi-Fi, Bluetooth, мобильной связи и интернета — технологий, без которых невозможно
представить современную жизнь.

4.

Бонбруевич: пионер советской радиолокации
Иван Иванович Бонбруевич
Выдающийся советский ученый и инженер, ключевая фигура в
развитии радиолокационных систем в СССР. Его имя
незаслуженно забыто широкой публикой, но его вклад в
оборонную мощь страны невозможно переоценить.
В 1930-х годах, когда мир только начинал осознавать потенциал
радиолокации, Бонбруевич уже руководил разработкой первых
отечественных радиолокационных систем. Его
исследовательская группа работала над созданием устройств,
способных обнаруживать самолеты на больших расстояниях.
Важный факт: Работы Бонбруевича заложили фундамент не только для оборонных, но и для гражданских радиолокационных
технологий, используемых сегодня в авиации, метеорологии и навигации.

5.

История радиолокации: от Герца до Второй мировой войны
1 886 год — открытие Герца
1 904 год — перв ый патент
Немецкий изобретатель Кристиан Хюльсмейер получил патент на
Немецкий физик Генрих Герц экспериментально доказал
устройство для обнаружения кораблей с помощью радиоволн. Его
существование электромагнитных волн и открыл их способность
«телемобилоскоп» был первым прототипом радиолокатора, хотя и не
отражаться от твердых металлических поверхностей. Это открытие
получил широкого распространения.
стало теоретической основой для будущей радиолокации.
1 935 год — практический радар
Вторая мировая война
Эпоха бурного развития радиолокационных систем. РЛС стали
Британский физик Роберт Уотсон-Уотт продемонстрировал первый
решающим фактором в битве за Британию и во многих морских
работающий радиолокатор для обнаружения самолетов. Его система
сражениях. Обе стороны конфликта вкладывали огромные ресурсы в
могла засекать бомбардировщики на расстоянии до 60 километров,
совершенствование радарных технологий.
что изменило стратегию противовоздушной обороны.

6.

Основ ные ф ормул ы радиоэлектроники
Связь частоты и дл ины вол ны
Период и частота
Цикл ическая частота
c = \lambda \nu
T = 1/\nu
\omega = 2\pi\nu
Скорость света (c = 3 \times 10^8 \text{ м/с})
Период (T, с) — время одного полного
Циклическая (угловая) частота (\omega, рад/с)
равна произведению длины волны (\lambda,
колебания, обратен частоте (\nu, Гц),
удобна для описания гармонических
м) на частоту (\nu, Гц). Фундаментальное
показывающей число колебаний в секунду.
колебаний, связывая их с вращательным
соотношение для электромагнитных волн.
Энергия ф отона
движением.
Импеданс свободного пространс тва
Мощность электромагнитной вол ны
Z_0 \approx 377 \text{ Ом}
P = I^2 R
частоте (\nu, Гц), где h — постоянная Планка
Характеристическое сопротивление (Z_0, Ом)
Мощность (P, Вт) электромагнитной волны,
(6,63 \times 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}).
вакуума для распространяющейся
переносимая через среду, часто может быть
электромагнитной волны (120\pi \text{ Ом}).
выражена через квадрат тока (I, А) и
E = h\nu
Энергия фотона (E, Дж) пропорциональна его
сопротивление (R, Ом).
Скорость распространения в среде
v = c/n
Скорость света (c) замедляется до v (м/с) при прохождении через среду с показателем преломления n (безразмерная величина).

7.

Принципы работы радиолокации
Активная радиолокация
Эффект Доплера
Типы РЛС
Система излучает импульсы радиоволн в пространство и принимает отраженные сигналы
Используется для измерения скорости движущихся объектов. Частота отраженного
Импульсные радары излучают короткие мощные импульсы, непрерывного излучения
от объектов. По времени задержки между излучением и приемом определяется расстояние
сигнала изменяется в зависимости от скорости цели — увеличивается при приближении и
работают постоянно, фазированные антенные решетки управляют лучом электронным
до цели.
уменьшается при удалении.
способом без механического поворота.
Применение в различных областях
Авиация — управление воздушным движением
Морское дело — навигация и предотвращение столкновений
Метеорология — отслеживание погодных явлений
Безопасность — контроль границ и охрана объектов

8.

Распространение радиоволн: физика и технологии
Физика распространения
Открытие дальней связи
Роль ионосферы
Радиоволны распространяются
В 1922 году было обнаружено, что
Ионосфера — слой ионизированного
прямолинейно в однородной среде со
декаметровые (короткие) волны
газа на высоте 60-1000 км — играет
скоростью света. В атмосфере они
способны распространяться на
ключевую роль в дальней радиосвязи.
могут отражаться от земной
тысячи километров за счет отражения
Она отражает средневолновые и
поверхности, зданий и других
от ионосферы. Это открытие
коротковолновые радиосигналы,
препятствий, а также преломляться
революционизировало
позволяя им огибать кривизну Земли.
при прохождении через слои с разной
международную радиосвязь.
плотностью.
Современные методы цифровой обработки сигналов, адаптивные антенны и сложные алгоритмы модуляции позволяют
эффективно бороться с помехами и значительно улучшать качество радиосвязи даже в сложных условиях.

9.

Современны е средства с вязи: от радиотел еф онии до циф ровы х тех нол огий
УКВ и мобил ь ная связь
Спутниковы е системы
Беспроводны е технол огии
С 1927 года развитие ультракоротковолновой связи открыло новые
Космические спутники связи обеспечивают глобальное покрытие,
Wi-Fi, Bluetooth и 5G — эволюция радиотехнологий для высокоскоростной
возможности. Появление сотовых сетей в 1980-х изменило мир
телевещание, интернет и навигацию GPS/ГЛОНАСС для всей планеты.
передачи данных на короткие расстояния и в городских сетях.
коммуникаций навсегда.
Циф ровая революция
Переход от аналоговой к цифровой радиосвязи позволил многократно увеличить эффективность использования радиочастотного спектра.
Цифровая модуляция, сжатие данных и исправление ошибок обеспечивают надежную связь даже в условиях помех.
Интернет вещей (IoT) использует радиоволны для соединения миллиардов устройств — от умных часов до промышленных датчиков.
Радиотехнологии стали невидимой нервной системой современной цивилизации.