ЧТО ТАКОЕ
РАДИОЛОКАЦИЯ
1
'Инженеркапитал
С.А.БАЖАНОВ
ЧТО ТАКОЕ
РАДИОЛОКАЦИЯ
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА
ВООРУЖЕННЫХ СИЛ
СОЮЗА ССР
МОСКВА
1 д48
Книга безвременно погибшего на боевом посту инженер-капитана
Бажанова С. А. Что такое радиолокация в популярной форме сообщает
читателю самые первоначальные сведения по радиолокационной технике и
предназначается для военнослужащих, интересующихся этой областью
техники и желающих ознакомиться с элементарными основами радиоло-
кации и ее применением.
В книге популярно изложены принципы радиолокации и дано описание
важнейших элементов радиолокационных станций.
Для понимания книги не требуется никакой специальной подготовки,
за исключением знаний некоторых элементарных вопросов физики из курса
средней школы.
ГЛАВА ПЕРВАЯ
РАДИОЛОКАЦИЯ НА ВОЙНЕ
ТАИНСТВЕННЫЕ ПРИБОРЫ
Во время второй мировой войны в газетах и журналах по-
явились сообщения о том, что военные корабли в ряде слу-
чаев открывали артиллерийский огонь с дальних дистанций тем-
ной ночью и с первых же залпов наносили серьезнейшие повре-
ждения судам противника.
Сообщалось также и о том, что миноносцам удавалось в ноч-
ной мгле или в густом тумане обнаруживать вражеские подвод-
ные лодки и топить их таранным ударом.
Рис. 1. Все эти быстротечные морские бои производились
при отсутствии видимости — в тумане или ночью, когда
возможности обычного наблюдения были исключены
3
Все эти быстротечные морские бои, происходившие в разное
время и в разных местах, проходили при отсутствии види-
мости — в тумане или ночью, когда возможности обычного на-
блюдения были исключены.
Во всех случаях наше внимание привлекала загадочность
способов обнаружения дальних целей. На предельных расстоя-
ниях снаряды безошибочно поражали цель, скрытую от наблю-
дения темнотой.
Было очевидно, что в действие ввели какое-то новое средство
дальнего обнаружения. Краткие газетные заметки, сообщавшие
об исходе скоротечных боев на море, содержали недвусмыслен-
ные намеки на то, что флот вооружен какими-то «таинствен-
ными приборами».
Но не только морские и океанские просторы явились ареной,
на которой с успехом действовало новое боевое оружие. Оно
оказалось не менее эффективным и в воздушных боях.
Как и в морских сражениях, здесь применялись новые
способы обнаружения невидимых далеких целей. Снаряды, пора-
жавшие цели, были обычны. Ничего нового не представляли и
зенитные орудия. Способы наводки орудий также не подверглись
существенным изменениям. Но чем, какими средствами осу-
Рис. 2. Дальность действия прожекторов
в туман или при низкой облачности невелика
4
Рис. 3. Истребители сближались с враже-
скими самолетами на короткие дистанции
и открывали точный прицельный огонь
ществлялось обнаружение целей, — это
для непосвященных оставалось загад-
кой.
О простом зрительном наблюдении
можно было не говорить. Отпадала
возможность наблюдения при помощи
биноклей, стереотруб, дальномеров,
которые ночью и в тумане становятся
бесполезными. Помощь прожекторов
исключалась, поскольку дальность их
действия в тумане невелика. Звуко-
улавливатели с их максимальной даль-
ностью 15—20 км также не могли при-
нести большой пользы.
Можно было подумать, что цель
выдавала себя тем, что производила
радиопередачи, поддерживая связь с
базой. Это позволило бы методом ра-
диопеленгации засечь место нахожде-
ния цели, определив направление при-
хода излучаемых радиоволн. Но цель обнаруживалась и тогда,
когда никаких радиопередач она не производила.
Еще большее удивление вызывала способность ночных ис-
требителей обнаруживать вражеские самолеты при отсутствии
видимости.
Истребители, не прибегавшие ни к каким осветительным
средствам, сближались с вражескими самолетами на короткие
дистанции и открывали точный прицельный огонь.
Оставалось предположить, что появились какие-то новые при-
боры и в авиации.
5
Эти приборы развивались. В дальнейшем применялись все
более совершенные конструкции, удовлетворявшие суровым
требованиям войны и выдерживавшие самые тяжелые испыта-
ния. Все новые и новые заводы переключались на их изготовле-
ние. Быстро расширился круг ученых и специалистов, посвятив-
ших себя служению новой отрасли техники.
Росли кадры военных специалистов, овладевших всеми тон-
костями обращения с новым боевым оружием. Росла его слава,
укрепляемая занесением на боевой счет все новых и новых бле-
стящих побед на земле, над землей и на воде.
Этим оружием явилась радиолокация.
Подтвердились предположения и догадки о том, что этими
победами морские и воздушные флоты обязаны радиотехнике.
Той самой радиотехнике, которая была заложена выдающимся
русским ученым, изобретателем радио А. С. Поповым, создав-
шей самую гибкую форму связи — радиосвязь, породившей
радиовещание, звуковое кино, телевидение, новые методы гео-
логической разведки, закалки инструмента, плавки металла,
медицинского лечения и управления механизмами на расстоя-
нии. На этот раз радиотехника преподнесла замечательный по-
дарок военным силам.
ОБНАРУЖИТЬ И УВИДЕТЬ ЦЕЛЬ —
НЕ ОДНО И ТО ЖЕ
Можно цели самой не видеть, но точно знать, где она.
находится, в какой именно точке пространства. Именно
о таком обнаружении и нужно говорить, имея в виду радио-
локацию.
Посредством радио можно видеть на расстоянии,— такая
возможность называется телевидением.
Телевидение позволяет видеть все то, что появляется перед
объективом съемочного телевизионного аппарата, т. е. почти то
же, что видит объектив киносъемочного аппарата.
Радиолокация чаще всего не позволяет видеть самой цели,
а лишь определяет место, где эта цель находится. Кстати, это
подчеркнуто и самим названием: в переводе с латинского языка
на русский слово «локус» означает «место».
Телевидение пытались применять для военных целей, в част-
ности, для передачи в штаб того, что видел объектив фото-
аппарата на передовой линии фронта. Осуществлялись удачные
попытки установки телевизионных аппаратов на самолете. Все,
что видно было сверху, с самолета, снималось специальным
съемочным телевизионным аппаратом и сразу же передавалось
по радио в штаб. Там на экране телевизора были видны танки,
отряды пехоты, аэродромы, словом все, что только мог на лету
схватить объектив аппарата,
б
Рис. 4. При помощи радиолокационных станций удается обнаружить
самолеты при любых условиях видимости
Рис. 5. Зенитные пушки при помощи радиолокационных стан-
ций могут прицельно стрелять по невидимым целям
Но телевизионный съемочный аппарат, так же как и съемочная
кинокамера или самый совершенный фотоаппарат, не позволяет
производить наблюдения за объектами, удаленными на десятки
или сотни километров, тем более ночью или в густом тумане.
РАДИОЛОКАЦИЯ «ВИДИТ» ВПОТЬМАХ
Радиолокация не равноценна телевидению, она не позво-
ляет точно судить об очертании предметов, их форме, не говоря
уже о цвете окраски. Не всякий видимый глазом объект
может стать предметом внимания радиолокационной стан-
ции. Она интересуется всеми телами, проводящими электри-
ческий ток, и, конечно, в первую очередь всем, что сделано из
металла.
Радиолокация позволяет обнаруживать самолеты и морские
суда на значительных расстояниях и в любых условиях види-
мости. Ее не смущает время суток, она равнодушна к туману и
облачности. Объект ее наблюдения не нужно освещать прожекто-
рами, светящимися бомбами или ракетами. Радиолокация
«видит» впотьмах.
И не только «видит», но и дает настолько точный ответ
о местонахождении цели, что артиллеристы могут не жалеть
залпов по обнаруженной ею цели: снаряды попадут по назна-
чению.
Возможно, что в недалеком будущем техника радиолокации
найдет общий язык с техникой телевидения, но о результатах
этого трудно судить без риска не начать фантазировать.
ГИГАНТСКИЕ УШИ
Радиолокация — не единственное средство обнаружения
в условиях отсутствия видимости. Звукоулавливатель, напоми-
нающий гигантские уши, тоже не нуждается в освещении цели и
может работать в любое время суток.
Но все преимущества — на стороне радиолокационных
станций.
Во-первых, звукоулавливатель действует на небольшом рас-
стоянии, не более 15—20 км. Дальность обнаружения целей при
помощи радиолокации в десяток раз превышает дальность
обнаружения звукоулавливателем. Кроме того, его можно об-
мануть, приближаясь планирующим снижением с выключенными
моторами — бесшумно.
Во-вторых, звукоулавливатель очень чувствителен к по-
сторонним шумам, и как только открывается зенитная стрельба
или любая перестрелка вообще, его работа значительно ос-
ложняется.
В-третьих, звукоулавливатель позволяет определить только
направление на приближающийся самолет, только пеленг. Но
8
Рис. 6. Звукоулавливатель может работать также в любое время суток,
но дальность действия его в десятки раз меньше дальности действия
радиолокационной станции
Рис. 7. При определении местоположения современных скоростных
самолетов звукоулавливатели дают чрезмерно большие ошибки
как далеко до самолета, — на это звукоулавливатель ответа не
дает. Нужно применять несколько удаленных один от другого
звукоулавливателей, чтобы засечками с разных направлений (пе-
ленгацией) определить, в какой же именно точке пространства
находится приближающийся самолет.
В-четвертых, звукоулавливатели очень громоздки. Об уста-
новке их на самолеты нельзя и думать.
В-пятых, «молчаливых» объектов звукоулавливатели вообще
не обнаруживают, тогда как радиолокация способна обнаружить
в темноте ничем не выдающий себя аэростат, планер и т. д.
И, наконец, в-шестых, сигналы запаздывают: пока звук
дойдет до прибора, источник звука переместится на большое рас-
стояние. Если до цели 10 км, то звук дойдет до звукоулавлива-
теля только через 30 секунд, а за это время современный самолет
может улететь в сторону на 5 км\
РАДИОЛОКАЦИЯ И РАДИОПЕЛЕНГАЦИЯ
Еще в войне 1914—1918 гг. применялся способ обнаружения
радиопередающих станций. Называется этот способ радиопелен-
гацией. Сущность его сводится к следующему.
Передачу станции принимает одновременно два или боль-
шее количество радиоприемников, расположенных в разных ме-
стах. В каждой точке приема определяют направление (пеленг),
по которому к приемнику приходят радиоволны от обнаруживае-
мой станции. Все эти пеленги затем наносят на карту. Точка
пересечения пеленгов укажет место нахождения обнаруживаемой
станции.
Рис. 8. Радиопеленгация широко применяется и в настоящее время
Радиопеленгация широко применяется и в настоящее время.
Она позволяет определять местонахождение не только не-
подвижных наземных станций, но и радиостанций в танках, авто-
мобилях, на морских судах и даже на самолетах. Следя за пере-
мещениями самолетной или корабельной радиостанции, можно
определять путь самолета или корабля. Так осуществляется
радиоразведка подвижных объектов.
10
Обезопасить себя от обнаружения радиопеленгацией весьма
просто: нужно прекратить работу на передачу. И этим приемом
практически пользуются все военные радиостанции. Радистам
предписывают работать очень быстро и как можно меньше
«оставаться в эфире», чтобы неприятельская радиоразведка не
успела произвести засечку, запеленговать. Вылетающие на опе-
рацию бомбардировщики включают радиопередатчики лишь на
несколько секунд, чтобы только передать короткий сигнал на
заранее условленной волне. Запеленговать передатчик за столь
короткое время практически очень трудно.
Радиолокация обнаруживает самолеты или корабли, если
они оказываются в зоне обнаружения, даже в том случае, когда
ни один из радиопередатчиков на них не включен.
КОГДА РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ
НЕЗАМЕНИМА
Радиолокация имеет много преимуществ в сравнении
с другими средствами обнаружения. Но это не значит, что радио-
локационные приборы должны совершенно вытеснить звуко-
улавливатели, прожекторы, оптические и иные аппараты. Все
средства хороши, если их правильно используют.
Не пытайтесь нацеливать радиолокационную наземную стан-
цию на опушку леса в поисках притаившегося снайпера — это
вряд ли удастся.
Вы, однако, не должны думать так, что для радиолокации
важны и бывают возможны только дальние цели. Самолетный
радиолокационный прибор позволяет «видеть» и на очень близ-
ком расстоянии, например, при выходе истребителя в атаку на
сближенной дистанции. Все зависит от типа прибора.
Незаменимой оказывается радиолокационная станция при
нацеливании ее под некоторым углом возвышения к горизонту
для поисков самолетов врага. Не встречая никаких мешающих
объектов, вроде наземных сооружений, гор и прочего, станция
станет очень «зоркой» и за 100—150 км наверняка обнаружит
столь крохотную точку, какой кажется самолет, летящий на
высоте 5—8 км над землей.
Радиолокационная станция проследит путь цели, что позволит
измерить скорость ее полета и определить курс.
Радиолокационная станция может даже приближенно пере-
считать количество самолетов в большой группе. Когда зенитная
артиллерия затрудняется определить принадлежность самолета и
не знает, открывать ей огонь или воздержаться, радиолокация
во-время подскажет, чей именно самолет летит — свой или
вражеский. Она разгадает и хитрость врага, если он попытается
прикинуться «своим».
Радиолокация позволяет осуществлять наведение истребите-
лей на самолеты или корабли врага в условиях полного от-
11
сутствия видимости, когда летчик-истребитель не видит даже
концов крыльев своего самолета. Она же позволяет ему
«увидеть» самолет врага перед выходом в атаку.
Артиллеристы близки к удовлетворению своих сокровенных
желаний: автоматические зенитные пушки при помощи радио-
локационных станций могут прицельно стрелять по невидимым
целям.
Радиолокация — сочетание современной передовой радио-
техники с боевым опытом ведения войны. Техника и маневр,
холодный расчет и боевая стремительность, точные вычисления
и молниеносные действия — такова основа боевого использова-
ния этого нового мощного средства в войне.
Ценность радиолокации не ограничивается ее применением
на войне. Использование радиолокационных средств, дей-
ствующих при любых условиях погоды и обладающих большой
степенью точности, очень ценно для кораблевождения и само-
летовождения в мирное время.
Огромное значение приобретает радиолокация как новое
средство исследования в науке. Так, при помощи радиолока-
ционной станции удалось установить первый «радиоконтакт»
с луной: 10 января 1946 г. было зарегистрировано отражение
радиолокационного сигнала от луны.
Советские астрономы и инженеры применяют радиолокацион-
ные станции для наблюдения за «падающими звездами» — мете-
орами.
ГЛАВА ВТОРАЯ
ПРИНЦИПЫ РАДИОЛОКАЦИИ
ОПЫТ ГЕРЦА
В школьных учебниках физики вы можете найти описание
опыта, который произвел в 1888 г. знаменитый физик Герц.
Своим опытом ученый доказал, что полученные им радиоволны,
которые он назвал электромагнитными, могут отражаться от
металлических тел, подобно тому, как лучи света отражаются от
зеркал. На рисунке вы видите три основные детали. Слева рас-
положен прибор, излучающий радиоволны, направленные пучком
к большому металлическому листу. Эта вторая деталь рисунка
представляет собой зеркало для радиоволн. Отразившись от
металлического листа, радиоволны попадают к приемному
аппарату.
Стоит убрать металлический лист, и приемный аппарат пере-
станет сигнализировать о получении им отраженных волн. Не
встречая отражающей поверхности, радиоволны, распространя-
ясь прямолинейно, уйдут в окружающее пространство, минуя
приемный аппарат. Дальше вы убедитесь, что этот опыт имеет
прямое отношение к основам радиолокации.
зеркало
Рис. 9. Радиоволны отражаются от металлических тел, подобно тому,
как лучи света отражаются от зеркала
Напомним, что в то время, когда производился этот опыт,
о радио еще ничего не было известно. То, что мною названо
радиоволнами, в то время имело другое название: электромагнит-
13
ные волны, или лучи Герца. Радиоволнами они стали называться
значительно позднее, после того, как в 1895 г. русский ученый
Попов впервые применил эти лучи для связи на расстоянии без
проводов.
ПЕРВЫЙ ПРИНЦИП
Отражение радиоволн — первая основа, первый принцип
радиолокации. Не будь отражения радиоволн, не было бы и
радиолокации.
Обнаруживаемая посредством радиолокации цель выдает
себя тем, что отражает направленные на нее радиоволны. Пока
никаких объектов в воздухе или на водной поверхности нет,
радиоволны не встречают отражающих поверхностей, и специаль-
ные приемные аппараты не получают никаких сигналов. Стоит
появиться цели, как она сейчас же отразит от себя волны,
и приемные аппараты воспримут отражение.
Потребовалось немало времени, чтобы усовершенствовать
способы и технику радиообнаружения целей. Приборы радио-
обнаружения получили массовое применение только во второй
мировой войне.
Самолеты и корабли, облучаемые радиоволнами, уподоб-
ляются зеркалам. Конечно, они мало напоминают ровную, поли-
рованную поверхность обычного зеркала, и поэтому отражение от
них получается беспорядочным, рассеянным во все стороны. Но
часть отраженных радиоволн непременно попадет к тому месту,
где установлен чувствительный радиоприемник. Сейчас же
получается сигнал: радиоволны что-то «нащупали», они наткну-
лись на какое-то препятствие — обнаружили цель!
Свойством отражать радиоволны обладают не только металлы,
но и вообще все тела, способные проводить электрический ток.
Земля, например, тоже отражает радиоволны; отражают радио-
волны и горы, холмы, а также массивные сооружения — здания,
железнодорожные мосты, металлические башни, ангары и т. п.
ВТОРОЙ ПРИНЦИП
Если радиоволны излучаются во все стороны равномерно, не-
направленно, то и отражения могут быть получены со всех на-
правлений. Целью может стать ближайшая водонапорная башня
в южном направлении и одновременно с ней — элеватор на се-
вере, самолет на западе и фабричная труба где-либо на востоке.
Чтобы определить, где находится интересующая нас цель, нужно
знать направление на нее или азимут (пеленг).
На рисунке 9, заимствованном из учебника физики, показано,
что радиоволны направляются на отражающий металлический
лист узким пучком. При направленном излучении отпадают
14
всякие сомнения в отношении пеленга цели. Если радиолокацион-
ная станция излучает радиоволны направленно и при этом она же
получает отражение, то цель, очевидно, находится именно в том
направлении, куда излучаются волны.
станция
Рис. 10. Самолет, облучаемый радиоволнами, отражает их;
часть отраженных волн попадает к месту, где установлен
чувствительный приемник
Направленность составляет вторую основу радиолокации,
второй ее принцип.
Как видите, поучительный рисунок из учебника физики со-
держит почти готовую идею радиолокации. Роль цели в ней
играет металлический лист.
Итак, чтобы определить азимут, или пеленг цели, радиолока-
ционная станция должна осуществлять излучение радиоволн на-
правленно, узким пучком, наподобие луча прожектора. Этот ме-
тод имеет свои преимущества и недостатки.
15
Преимущества очевидны. Во-первых, достигается основное —
сразу же определяется пеленг цели. Во-вторых, экономится
энергия: энергия радиоволн излучается только в направлении на
цель и не тратится на побочное, бесполезное излучение.
Недостатком радиолокационной станции с антенной резко
направленного действия будет малый угол зрения в пределах
узкого «коридора». Пока такая стан-
ция обшаривает в поисках цели небо-
склон на юго-западе, цель может при-
близиться незамеченной с северо-за-
пада.
Чрезмерно узким радиоволновым
лучом легко «промахнуться», направляя
излучение на цель. Попробуйте усле-
дить за порхающей бабочкой, глядя на
нее через узкую длинную трубку, и вы
поймете, что это значит. Но, с другой
стороны, если луч будет чрезмерно ши-
роким, то нужно повернуть его на
очень большой угол, чтобы цель пере-
Рис. 11. Радиолокационная станция с антенной резко направ-
ленного действия будет иметь малый угол зрения. Если не
принять специальных мер, то самолет может незаметно прибли-
зиться с ненаблюдаемого направления
стала облучаться. Оператор, работающий на такой радиолока-
ционной станции, затруднится ответить, каково точное напра-
вление на цель.
Нужна золотая середина. Для всех радиолокационных стан-
ций она не может быть одинаковой. Есть станции ближнего дей-
ствия, дальнего действия, самолетные, наземные, морские и вся-
кие иные. Для каждого типа станций нужно выбирать определен-
ную ширину луча.
Для повышения точности пеленгации цели обычно при-
меняют направленное излучение и направленный же прием.
Большинство радиолокационных станций работает именно по
такому способу.
16
Зак. 396
ТРЕТИЙ ПРИНЦИП
Но одно лишь направление (пеленг, азимут) не определяет
положения цели в пространстве, так как при этом вы не знаете
дальности. Вы не покажете мне на карте, где находится цель,
если я вам укажу только направление на северо-запад. Цель
может быть рядом, но может быть и очень далеко, продолжая
оставаться на том же самом пеленге.
Радиолокация позволяет вам уверенно сказать: «Цель здесь,
в этой точке!»
Рис. 12. Расстояние до препятствия можно измерить, определяя
время распространения звуковых волн
Дело в том, что, кроме пеленга, радиолокация определяет
еще и расстояние до цели, отсчитанное вдоль по пеленгу. Это
расстояние называется дальностью.
Об определении пеленга вы уже имеете представление.
Ознакомление со способом определения дальности подводит
нас к тому, что составляет третью основу, третий принцип
радиолокации.
Вообразите себя в горной лощине. Впереди высится отвесная
скала. Как далеко она от вас? Крикните отрывисто и как можно
2 Что такое радиолокация	17
громче. Теперь слушайте внимательно: пройдет немного
времени, и вы услышите эхо. Скала отразит к вам обратно
звуковые волны. Измерьте время, которое прошло от момента
выкрика до возвращения эхо. Пусть оно равно 8 секундам. Так
как звук распространяется во все стороны с одинаковой скоро-
стью, то, очевидно, 4 секунды звук шел до скалы и столько
же — обратно. Скорость звука в воздухе равна 330 м/сек,
Рис. 13. Определение глубины при помощи
эхолота
раз больше скорости его в воздухе,
следовательно, от скалы
вас отделяет расстояние
1 320 м. Задача определе-
ния дальности решена.
Определение дально-
сти при помощи звуковых
волн применяется, в част-
ности, в морском флоте —
для измерения глубин.
Есть такие приборы —
эхолоты. В днище корпуса
судна укрепляется два
прибора: излучатель мощ-
ных звуковых волн и
приемный аппарат. Звуко-
вые волны пронизывают
водную толщу, отража-
ются от дна, возвра-
щаются обратно и попа-
дают в приемный аппарат.
Глубина определяется по
интервалу времени между
моментами излучения и
приема звуковых сигна-
лов. Так как скорость
звука в воде почти в пять
то интервал времени со-
кратится в пять раз.
Этот же принцип применим и для радиоволн, он и со-
ставляет третью основу радиолокации. Дальность цели опре-
деляется по интервалу времени между излученным в направле
нии цели радиоволновым сигналом и его отражением («эхо»).
СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН
Скорость распространения радиоволн почти в миллион
раз больше скорости звука в воздухе. За одну секунду радио-
волны успевают пройти путь 300 000 км, приближенно равный
среднему расстоянию, отделяющему нашу планету от ее вечной
спутницы — Луны (380 000 км). Почти 8 кругосветных путешест-
18
вий по экватору в секунду! О том, с какими величинами рас-
стояний связана столь высокая скорость, скажет приводимая
здесь таблица.
300 000		км радиоволны пройдут			в 1 сек.	
30	000	км			в	0,1 сек.
3	000	км	п	л	в	0,01 сек.
	300	км		••	в	0,001 сек.
	30	км			в	0,0001 сек.
	3	км			в	0,00001 сек.
	0,3	км			в	0,000001 сек.
В левом столбике таблицы военных специалистов в первую
очередь интересуют последние четыре строчки. Обнаруживать
посредством радиолокации, не летит ли над территорией про-
тивника в нашу сторону самолет на расстоянии 1 000 км от
нас, — занятие зачастую беспредметное. Не долетев 600—
800 км до линии фронта, он может сделать посадку на аэро-
дроме, куда и направлялся.
Иное дело, когда самолеты врага находятся на расстоянии
100—200 км за линией фронта и направляются в нашу сторону.
Через 20—30 минут они могут оказаться над нашей терри-
торией. Такие самолеты представляют определенный интерес
для радиолокации. Следовательно, расстояние 300—500 км
можно считать желаемым пределом дальности обнаружения
в радиолокации.
Переведите взгляд на правый столбец таблицы, и вы
увидите, что счет времени для этих расстояний идет на тысяч-
ные, десятитысячные, стотысячные и даже миллионные доли
секунды!
РАДИОЛОКАЦИЯ НА СЛУЖБЕ НАУКИ
Задолго до того, как самое слово «радиолокация» полу-
чило права гражданства, люди науки применяли радиоволны
для изучения верхних слоев атмосферы.
Верхние слои атмосферы — это сильно разреженные слои.
Они содержат большое количество электрических зарядов,
скопляющихся в пространстве благодаря воздействию солнеч-
ного освещения. Эти слои, именуемые ионосферой, отражают
от себя радиоволны. Для некоторой части диапазона этих радио-
волн ионосфера является как бы гигантским зеркалом, окружаю-
щим земной шар, главным образом с той его стороны, которая
в данное время освещена солнцем.
Расположение верхних разреженных слоев — ионосферы —
непрерывно меняется в зависимости от интенсивности солнеч-
ного освещения; поэтому наука о строении атмосферы нуж-
дается в постоянном наблюдении за ионосферой.
Поднять в эти высокие области самолет или стратостат не-
возможно: речь идет о высотах в сотни километров.
2*	19
Вот здесь и пригодились радиоволны. Ученые сконструиро-
вали особые радиопередатчики, «стреляющие» узкими пучками
радиоволн кверху, в зенит. Для приема отраженных от ионо-
сферы сигналов стали применять приемники, снабженные
остроумным приспособлением для измерения коротких интер-
валов времени. И хотя требовалось измерять тысячные доли
секунды, это не представило затруднений.
Рис. 14. Определение высоты ионизированных слоев атмосферы
Еще до войны во всех странах были организованы ионосфер-
ные станции, кропотливо собирающие нужный науке материал
наблюдений.
20
Также задолго до массового применения радиолокации
было известно о радиоальтиметрах — приборах, позволяющих
самолетам измерять свою высоту над земной поверхностью
посредством радиоволн. Это своего рода радио-эхолоты.
Рис. 15. Зондируя земной рельеф при помощи радио-
альтиметра, пилот самолета прекрасно ориенти-
руется в том, какой толщины воздушная прослойка
отделяет его от земли
Излучение радиоволн с самолета производится не вверх,
как на ионосферных станциях, а вниз, к земной поверхности.
Зондируя земной рельеф, пилот самолета прекрасно ориенти-
руется в том, какой толщины воздушная прослойка отделяет
его от земли.
БОГАТОЕ НАСЛЕДСТВО
Вы ознакомились с тремя принципами радиолокации и
убедились в том, что ни один из них не является каким-либо
новым открытием. Все это — богатое наследство радиотех-
ники. Однако это нисколько не снижает значения радиолока-
21
ции. Непрерывно совершенствуясь, радиолокация за короткий
срок превратилась в технику самостоятельного значения.
Первые радиолокационные установки сигнализировали
лишь об одном: где-то в зоне их действия появилась какая-то
цель. Потом радиолокационные станции стали отвечать на
вопрос о том, в каком именно направлении цель находится.
Прошло еще немного времени, и станции стали измерять
дальность, тем самым не оставляя сомнений о месте нахо-
ждения цели. Вслед затем появилась возможность довольно
точно определять высоту цели, и этим было положено начало
определению положения цели не только на карте, на плос-
кости, но и в пространстве, в трех измерениях.
Нет оснований считать, что эти возможности — предел тех-
нического совершенствования радиолокации. Но пока знания
трех перечисленных принципов достаточно, чтобы объяснить все
то, на что способна современная радиолокация.
Как только выяснилось, что радиолокация может стать и
действительно становится могущественным боевым орудием
современной войны, наука вооружила радиолокацию всеми
своими достижениями и техническими средствами.
Все главное, в чем нуждалась радиолокация, было уже
создано ранее, хотя и имело иные названия. Зондирующий
аппарат ионосферной станции и радиоальтиметр — почти за-
конченные типы радиолокационных станций. В них надо было
изменить направление излучаемых волн: не вверх, не вниз,
а вдоль земной поверхности. И целями стали не земная по-
верхность, как у альтиметра, не атмосферная оболочка зем-
ного шара, как у ионосферной станции, а летящие в воздухе
самолеты и плывущие по морям корабли.
Радиолокация получила в наследство от радиотехники все
основное оборудование. В своей основе радиолокационная
станция мало чем отличается от приемно-передающей радио-
станции. Правда, радиолокация иначе распоряжается своими
сигналами; она никому не адресует их для передачи каких-
либо сообщений. Излучив сигналы, она сама же принимает их
обратно,— занятие, которое для «нормальной» радиостанции счи-
тается бесцельным. Если сигнал радиолокационной станции
передать громкоговорителю, то вы музыки не услышите. Но
волны, излучаемые радиолокационной станцией, ничем не от-
личаются по своей природе от волн «нормальной» радиостан-
ции. И сама техника радиолокации на девять десятых пред-
ставляет собой чистую радиотехнику. Поэтому и нам, изучая
технику радиолокации, необходимо в первую очередь вооружить
себя знанием основ радиотехники.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
РАДИОВОЛНЫ И КОЛЕБАНИЯ
ЧТО ТАКОЕ РАДИОВОЛНЫ
L/ак быть с радиоволнами, если ни одно из наших чувств не
* * в состоянии непосредственно воспринять их?
Можно говорить о воде и показать вам ее. Рассказывая
о парах и газах, можно убедить вас в том, что запах хлора
сильно отличается от запаха паров иода. Хину вы не спутаете
с сахаром. Можно говорить о машинах, сложных станках-авто-
матах, о металлах, камнях, растениях, продуктах питания или
исторических реликвиях и все это отдать в распоряжение ваших
пяти чувств: осязайте, смотрите, нюхайте, пробуйте на вкус, при-
слушивайтесь!
Радиоволн не видно, не слышно, они не пахнут, не имеют
вкуса, веса, цвета. Радиоволны почти беспрепятственно про-
ходят сквозь деревья, каменные и деревянные стены зданий.
Они проникают и в тело человека, пронизывая его во всех на’
правлениях. Но человек этого не замечает.
В то же время радиоволны хорошо отражаются металлами
и вообще любыми телами, способными проводить электриче-
ский ток.
Только допуская существование радиоволн, можно объяс-
нить радиосвязь без проводов между любыми пунктами зем-
ного шара, радиовещание и телевидение. Иначе все эти до-
стижения современной техники показались бы чудесами.
Радиоспециалисты могут легко подсчитать, например, что
если в Москве начнет работать на такой-то волне радиопере-
датчик такой-то мощности и с такой-то антенной, то в этот
момент приемник на самолете, пролетающем на такой-то
высоте над устьем Волги, примет сигналы этого передатчика
с такой-то силой. И все же вы смутите их, если бесхитростно
спросите:
— А все-таки что же это такое радиоволны?
Бросьте на гладкую водную поверхность камень, и на ней
появятся волны, кругами расходящиеся во все стороны. Это водя-
ные волны, они создаются в воде и в ней же распространяются.
Звуковые волны в открытом пространстве создаются в воз-
духе и в нем же распространяются: удалите воздух, и звуки
исчезнут.
Рис. 16. Бросьте на гладкую водную поверхность камень, и на ней
появятся волны, кругами расходящиеся во все стороны
Из чего же созданы и в чем распространяются радиоволны?
Что надо удалить, чтобы радиоволны перестали распро-
страняться?
Не представляйте себе, что радиоволны создаются и распро-
страняются в воздухе и что сильный ветер может относить
радиоволны в сторону, как дым из трубы. Уберите воздух —
радиоволны все равно будут распространяться. Но убрав воздух,
вы будете иметь дело с пустотой. Остается предположить, что
радиоволны распространяются в пустоте.
Техническая энциклопедия дает такое пояснение по инте-
ресующему нас вопросу:
— Радиоволны — это «распространяющиеся в пространстве
переменные электромагнитные поля».
Попробуем воспользоваться этой формулировкой в качестве
исходной в наших объяснениях природы радиоволн.
ГРЕБЕНКА И КОМПАС
Позвольте напомнить вам из школьных уроков по физике,
что вокруг всякого проводника с электрическим током суще-
ствует магнитное поле, а вокруг тела с электрическим заря-
24
дом — электрическое поле. Даже если вы забыли это, то, веро-
ятно, замечали, что гребенка или расческа, которой вы только
что привели в порядок вашу прическу, стремится притянуть
к себе легкие предметы, вроде ку-
сочков папиросной бумаги, шерсти-
нок и пр. Эта же самая гребенка
до использования ее по прямому на-
значению не обладала свойствами
притягивать посторонние предметы.
Объяснение простое: от трения о
волосы гребенка приобрела электри-
ческий заряд, отчего вокруг гре-
бенки возникло электрическое поле.
Оно-то и действует на легкие пред-
меты, притягивая их.
Пространство, в пределах кото-
рого сказывается действие электри-
ческих сил, и называется электриче-
ским полем. Сильнее заряд — и поле
сильнее. Нет заряда — нет поля.
Рис. 17. Расческа стремится
притянуть к себе легкие пред-
меты
Еще древние греки впервые обнаружили электрические силы
природы в свойстве натертого янтаря притягивать кусочки
шерсти.
Рис. 18. Ток, идущий по проводу, отклоняет стрелку компаса
Между прочим, все слова с приставкой «электр» (электри-
чество, электрон, электротехника и т. д.) обязаны своим про-
исхождением греческому языку. По-гречески «электрон» значит
янтарь.
У вас в руке — медный провод, по которому течет ток, а на
столе обычный компас. Стрелка компаса ориентирует вас в про-
странстве, указывая север. Поднесите к компасу этот провод,
расположите его вдоль стрелки, и стрелка отклонится в сторону.
Увеличьте ток, — стрелка отклонится еще больше. Уменьшите
ток, — отклонение стрелки уменьшится. Выключите ток, —
стрелка опять укажет север. Значит, не самый провод (к тому
же медный) влияет на стрелку компаса, а ток, протекающий
по нему.
Объяснение простое: ток создает вокруг провода магнит-
ное поле, и это поле действует на компас.
Пространство, в пределах которого сказывается действие
магнитных сил, называется магнитным полем. Сильнее ток —
сильнее магнитное поле. Нет тока — нет поля.
Ни электрического, ни магнитного поля видеть нельзя, как
нельзя их непосредственно обнаружить ни одним из наших
пяти чувств. И тем не менее эти поля существуют! В чем, как
вы думаете? Уберите воздух — поля не исчезнут...
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Если электрический ток периодически, через равные про-
межутки времени, меняет не только свою величину, но и на-
правление, то такой ток называется переменным. Переменный ток
создает и переменное магнитное поле.
То же самое можно сказать и о переменном электрическом
поле. Если вызвавший его заряд периодически меняет не
только свою величину, но и полярность, то такое поле назы-
вается переменным электрическим полем.
Остается немногое для того, чтобы перебросить мостик
к формулировке Технической энциклопедии.
Прежде всего уясните себе, что переменное магнитное и
переменное электрическое поля не отделимы одно от дру-
гого. Если создано переменное электрическое поле, оно соз-
дает переменное магнитное поле, и, наоборот, — переменное
магнитное поле обязательно создаст переменное электрическое
поле.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИСКРА
Достаточно где-либо проскочить электрической искре, как
сейчас же вокруг нее возникнут радиоволны. Вы случайно
замкнули провода — короткая вспышка, и в пространство вы-
брошен поток радиоволн. Искрят щетки электромотора, рабо-
тает электросварочный агрегат, искрит дута трамвая или ролик
троллейбуса, работает автомобильный мотор с системой элек-
трического зажигания — безразлично: все это наводняет про-
странство радиоволнами.
Именно из-за этих волн от искровых разрядов, будь то
разряды атмосферного электричества или же искрение
электроустановок, происходят все те трески, которые вы, веро-
ятно, не один раз проклинали, слушая интересную радио-
передачу.
26
Только удалившись с радиоприемником куда-либо далеко
за город, где нет помех радиоприему от трамваев, электри-
ческих лифтов, электромедицинских кабинетов и тому подобных
устройств, можно вести прием в относительной «электрической
тишине».
Вот почему приемные радиоцентры выносятся из городов
в уединенные места.
Но и здесь не всегда можно укрыться от помех. Гигантский
искровой разряд, каким является молния, создает настолько
сильный ураган радиоволн, что в грозу из громкоговорителя
вырывается оглушительная артиллерийская канонада.
Молния сигнализирует о приближении грозы. Первым
человеком, сумевшим разгадать сигналы молнии, был русский
ученый, изобретатель радио Александр Степанович Попов.
Свой первый радиоприемник, названный им «грозоотметчи-
ком», он использовал для того, чтобы следить за далекими
грозами и предсказывать их приближение.
Люди похитили у природы ее рецепт «изготовления» радио-
волн.
Рис. 19. Помехи от всевозможных источников являются злейшим
врагом высококачественного приема
Все первые радиопередатчики создавали мощные потоки
сильно трещащих искр. Радиоволны, порождаемые искрами,
переносили в пространство различные сообщения без всяких
соединительных проводов. Эти первые радиостанции так и
назывались — «станции искрового телеграфа». Известно, что
радиотелеграфисты мощной московской искровой радио-
станции (Ходынка), идя на дежурство, еще километра за пол-
тора-два до здания, на слух, по треску искр — этих малень-
ких молний — могли читать передаваемые азбукой Морзе сооб-
щения.
27
Название «радиостанция» появилось значительно позже.
Современная радиотехника почти полностью отказалась от
весьма несовершенных искровых станций. Они разделили
судьбу первых аэропланов, допотопных автомобилей и
паровых машин Ньюкомена, сданных в музеи. Но пучок искр
до сих пор остается в эмблеме на погонах военных связистов.
КАК СОЗДАЮТСЯ РАДИОВОЛНЫ
Нам предстоит обстоятельно ознакомиться с тем, как со-
здаются радиоволны современными радиопередающими стан-
циями. Когда вы об этом узнаете, мне останется сказать, что
именно так же создаются радиоволны и на радиолокацион-
ных станциях.
Краткое определение сущности создания радиоволн я вы-
деляю рамкой, чтобы вы отнеслись к нему с должным внима-
нием и могли быстро найти его, — мы к нему будем неодно-
кратно возвращаться.
Проводник с переменным током высокой
частоты при некоторых условиях способен излу-
чать в окружающее пространство радиоволны.
Это определение станет вам понятным, когда будет рас-
крыт внутренний смысл каждого слова. «Проводник» — но
какой, всякий ли? Дальше мы увидим, что нет, далеко не
всякий. «Переменный ток высокой частоты» — как это пони-
мать? Что значит: «при некоторых условиях»? При каких
именно? «Излучать» — как?
Начнем с выяснения, что такое переменный ток, без кото-
рого в радиолокационной технике буквально нельзя сделать
и шагу.
Знакомясь с электромагнитным полем, вы получили краткую
справку о том, что переменным называется ток, периодически
меняющий не только свою величину, но и направление. Сле-
дует еще раз подчеркнуть, что слово «переменный» относится
именно к направлению. Как бы ни менял свою величину
электрический ток, его нельзя назвать переменным, если он не
меняет направления.
Переменный ток течет попеременно то в одну сторону, то
в обратную, как бы повторяя колебательные движения качелей
или часового маятника. Недаром существует технический
термин «электрические колебания».
28
ЧЕМУ УЧИТ МАЯТНИК
К концу маятника часов-ходиков я прикрепляю легкое
перышко или волосок, смоченный жидкой краской, затем
толкаю маятник и подношу к перышку листок бумаги.
Перышко начнет вычерчивать на листке прямую линию — след
колебаний маятника; чем больше размахи маятника, тем
больше ее длина.
Рис. 20. Колебания затухают
Теперь я начну равномерно тянуть листок бумаги в на-
правлении, перпендикулярном плоскости колебаний маятника.
Прочерчиваемая линия растянется, развернется в волнооб-
разный график (рис. 20). Колебания маятника зарегистри-
рованы — получился график колебаний или, как его называют,
осциллограмма (это слово я ввожу потому, что оно часто при-
меняется в радиолокации).
Осциллограмма свидетельствует о том, что размахи маят-
ника быстро уменьшались, и вскоре маятник остановился.
Трение в точке подвеса и в точке касания перышка с бумагой,
а также сопротивление воздуха сделали свое дело. Колеба-
ния быстро затухли. Перед нами осциллограмма затухающих
колебаний.
Другая осциллограмма (рис. 21) говорит, что движущие
силы маятника не смогли преодолеть сопротивления движе-
нию. Заторможенный маятник так и не сделал ни одного
29
колебания. Отклоненный в сторону какой-то посторонней силой
и предоставленный самому себе, он едва дотащился обратно до
отвесного положения и замер.
Рис. 21. Сопротивление движению маятника очень велико
Иная картина видна на осциллограмме, показанной на
рис. 22. Маятник, видимо, принадлежал исправным ходикам. Дей-
Рис. 22. Незатухающие колебания маятника
30
ствие гирь преодолевало всякие тормозящие усилия. Ходики от-
щелкивали удар за ударом, не уменьшая размахов. Можно было
бы целый день вытягивать из-под такого маятника бумажную
ленту, и все время вычерчивалась бы на ней ровная осцилло-
грамма незатухающих колебаний.
У всякой профессии свой язык. Электрик или радист не
скажет «размах» там, где речь идет о колебаниях: не размах,
а амплитуда. Уважая профессиональные привычки, мы дол-
жны сказать так: у затухающих колебаний амплитуды
убывают, у незатухающих — остаются неизменными.
Можно столкнуться со случаехМ нарастания амплитуд;
такую осциллограмму вычерчивали бы все более сильно рас-
качиваемые качели.
КОНДЕНСАТОР
Рис. 23. Простейший конденсатор
Не только маятник или качели можно заставить совершать
затухающие или незатухающие колебания, но и электрический
ток.
Постарайтесь вспомнить, что собой представляет и для чего
служит электрический конденсатор. Я напомню вам устройство
простейшего конденса-
тора: две металлические
пластины, разделенные
тонкой прослойкой из воз-
духа или бумаги, стекла,
слюды, — словом из лю-
бого вещества, плохо про-
водящего электрический
ток и называемого ди-
электриком. Пластины
конденсатора ни в одной
точке не касаются одна
другой. Вот и все устрой-
ство конденсатора, если
не говорить об отводах от
пластин, служащих для присоединения проводов к конденсатору.
Достаточно подвести к пластинам электрические заряды:
к одной положительный, а к другой отрицательный, — и ди-
электрик окажется в электрическом поле. Оно так повлияет на
диэлектрик, что произойдут изменения его состояния. Конден-
сатор зарядится. Теперь его можно отъединить, предоставить
самому себе, и если он достаточно хорошо изолирован, он
будет сохранять в себе электрическую энергию продолжительное
время.
Чем больше площадь пластин конденсатора и чем ближе
они одна к другой, тем, при прочих равных условиях, большей
электрической емкостью обладает конденсатор. На величину
31
емкости влияет и вещество диэлектрика. Конденсатор с бума-
гой в качестве диэлектрика «впитает» в себя в два раза больше
электричества, нежели такой же конденсатор, но с воздухом
вместо бумаги. Слюдяной конденсатор «сгустил» бы в себе
(«конденсатор» по-русски означает «сгуститель») в шесть раз
боль'ший заряд, чем такой же воздушный.
Рис. 24. Чем больше площадь пластин конденсатора и чем
ближе они одна к другой, тем больше емкость
Возьмем заряженный конденсатор и соединим его отводы
проволокой, свитой в катушку. Получится так называемый ко-
лебательный контур, составленный из конденсатора, катушки
и соединительных проводов. Конденсатор начнет разряжаться
через катушку. Его раз-
рядный ток создаст вокруг
витков катушки магнит-
ное поле. Но как только
конденсатор «выдохнет-
ся», израсходовав свой
заряд, прекратится и ток.
Вслед за током начнет ис-
чезать и его магнитное
поле. Исчезая, оно будет
пересекать витки катушки,
и тут вступит в свои пра-
Рис. 25. Замкнутый колебательный кон- закон электромагнит-
тур состоит из конденсатора, катушки НОИ индукции, который
и соединительных проводов	говорит, что во всяком
проводнике, пересекаемом
магнитным полем, создается электрический ток. Поэтому именно
в момент исчезновения магнитного поля катушка создаст эле к.
трический ток.
32
Ток из катушки потечет в конденсатор, — больше ему течь
некуда. Благодаря этому направление тока будет противопо-
ложным протеканию только что прекратившегося разрядного
тока конденсатора. Конденсатор, перед этим освободившийся
от первоначального заряда, начнет заряжаться, но пластины
переменят полярность: та, что была заряжена положительно
(знак +), теперь получит отрицательный заряд (знак —), а дру-
гая получит знак +. Когда магнитное поле совершенно исчез*
нет, ток катушки, заряжающий конденсатор, прекратится. Те-
перь весь заряд снова сосредоточится в конденсаторе.
Конденсатор не останется в долгу перед катушкой: сразу же
начнет возвращать ей полученную от нее энергию. Возникнет раз-
рядный ток конденсатора, и его направление окажется противо-
положным только что закончившему протекать току катушки.
Дальше такой обмен между конденсатором и катушкой бу-
дет повторяться в той же последовательности. Конденсатор
будет заряжаться и разряжаться, каждый раз меняя знаки заряда
на пластинах. Магнитное поле катушки будет создаваться, ис-
чезать и снова создаваться, каждый раз создавая ток обрат-
ного направления при своем исчезновении. Ток в контуре будет
попеременно протекать в противоположных направлениях: если
при разряде конденсатора он обтекает контур по часовой
стрелке, то при заряде — против часовой стрелки. Иначе го-
воря, в контуре возникнут электрические колебания.
Электрическая энергия будет попеременно сосредоточи-
ваться то в магнитном поле катушки, то в электрическом поле
конденсатора.
ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Сколько времени продолжается это перебрасывание энергии
из конденсатора в катушку и обратно, эта своеобразная игра в
волейбол, — зависит от качества колебательного контура. Кон-
тур с малыми потерями будет бережно хранить первоначально
переданную ему энергию. Однако с каждым новым перебрасы-
ванием запас энергии уменьшается. Потери электрической
энергии в соединительных проводниках, в конденсаторе и в ка-
тушке неизбежны. Можно сделать контур с очень малыми поте-
рями. В таком контуре ток будет колебаться очень долго. Од-
нако пытаться сделать идеальный контур совершенно без по-
терь столь же безрассудно, как тратить время на изобретение
вечного двигателя.
А все же вообразим на минуту, что нам удалось построить
такой идеальный контур. Однажды возникшие в нем колебания
продолжались бы вечно.
В свое время, вы помните, мы заставили часы-ходики целый
день регистрировать колебания маятника на передвигающейся
бумажной ленте. Существуют приборы, называемые осцилло-
3 Что такое радиолокация	33
графами, которые автоматически вычерчивают осциллограммы
колебаний электрического тока. Так вот, если бы осциллограф
присоединить к идеальному колебательному контуру, то полу-
чилась бы осциллограмма незатухающих колебаний, подобная
той, которую на бумажной ленте вычерчивает колеблющийся
маятник безостановочно идущих часов.
В идеальном контуре поддерживаются незатухающие коле-
бания, т. е. такие, амплитуды которых с течением времени не
уменьшаются.
В действительности же в любом реально существующем
контуре, предоставленном самому себе, могут поддерживаться
только затухающие колебания. Каждое новое колебание имеет
меньшую амплитуду, чем предшествующее. Чем хуже «доброт-
ность» контура, чем больше в .нем потери, тем затухание сильнее
и тем быстрее убывают амплитуды. Может быть и так, что ко-
лебания совсем не возникнут, — случай, который вполне можно
сравнить с движением заторможенного маятника (см. рис. 21).
Быстрое убывание амплитуд радиотехнику не устраивает.
Она нуждается в получении незатухающих колебаний, посред-
ством которых можно было бы создавать радиоволны с неиз-
менными амплитудами. Изготовление идеального контура, как
мы выяснили, невозможно. Техника нашла выход из положе-
ния: она применила то, что реально существует, — контуры с
потерями, но зато предложила способы компенсации потерь.
По мере того как контур израсходует переданное ему количе-
ство электричества, особое устройство подбрасывает контуру
все новые и новые порции энергии, покрывая все расходы. Так
обеспечивается получение незатухающих колебаний. В часах роль
этого особого устройства выполняет гиря или пружина.
Как это делается в колебательном контуре, — об этом речь
впереди.
ПЕРИОД И ЧАСТОТА
В здании бывшего Исаакиевского собора в Ленинграде, под
куполом, подвешен длинный маятник, служащий для демон-
страции вращения земли вокруг своей оси. Длина маятника
98 м. На одно полное колебание, т. е. на движение маятника
от отвеса в одну сторону, переход в противоположную сторону
и возвращение к отвесу, затрачивается 20 секунд. У башенных
часов маятники значительно меньше, и они совершают одно пол-
ное колебание в 2—5 секунд в зависимости от своих размеров.
Большие комнатные маятниковые часы укладываются в еще
меньшее время, а маятник часов-ходиков в течение секунды
успеет сделать два колебания. Еще быстрее колеблется коль-
цевой маятник-балансир у карманных или ручных часов. Сло-
вом, чем длиннее маятник, тем медленнее совершает он коле-
бания, тем больше период его колебаний.
Периодом называется время одного полного колебания.
34
От 20 секунд до десятых долей секунды — таковы пределы
(диапазон) изменений периодов колебаний маятников.
Колебания в электрическом контуре могут совершаться
тоже с разными периодами, но диапазон их гораздо более ши-
рокий. Никакой маятник не сможет в одну секунду совершить
несколько тысяч колебаний, тогда как для электрического тока
такие колебания считаются медленными. Миллионы, десятки и
сотни миллионов электрических колебаний в секунду, даже
миллиарды, — все это для электрического тока вполне дости-
жимо.
Период электрических колебаний определяется тем, на-
сколько быстро конденсатор может заряжаться и разряжаться,
а катушка—управляться со своим магнитным полем. Чем
больше емкость, тем процесс заряд-разряд конденсатора зани-
мает больше времени. Чем больше индуктивность катушки, т. е.
чем больше она имеет витков, тем она окажется менее «пово-
ротливой» в своих действиях.
По мере уменьшения емкости и индуктивности контура коле-
бания убыстряются, сокращается их период. Это и позволяет
создавать электрические колебания с периодом в миллионные и
даже миллиардные доли секунды.
Количество колебаний в секунду называется частотой. Еди-
ница измерения частоты называется «герц». Один герц (сокра-
щенно 1 гц) — одно полное колебание в секунду, т. е. один
период в секунду.
В радиотехнике и в радиолокации приходится иметь дело с
электрическими колебаниями, имеющими частоты в миллионы
и более герц. Оперировать всякий раз с сотнями миллионов
герц так же неудобно, как выражать путь от Москвы до Ле-
нинграда в миллиметрах или вес поклажи грузового автомо-
биля в граммах. Общепринято пользоваться более крупными
кратными единицами: килогерц {кгц)— тысяча герц и мегагерц
{мггц) — миллион герц.
Неудобно применять и такие выражения: пять десятитысяч-
ных долей секунды, три десятимиллионных доли секунды и т. д.
А применять их приходится, так как при частотах в несколько
мегагерц периоды уменьшаются до миллионных долей секунды.
Чтобы и тут внести упрощение, общепринято тысячную долю
секунды называть миллисекундой {мсек), а миллионную долю
секунды — микросекундой {мксек). Очевидно, что микросекунда
в тысячу раз короче миллисекунды.
КОЛЕБАНИЯ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Как ранее было сказано, достаточно пропустить по провод-
нику переменный ток, чтобы этот проводник начал излучать ра-
диоволны. Но какой бы огромной силы мы ни подавали элек-
трический ток в проводник, он не начнет излучать радиоволны,
3*	35
если частота тока невелика. Линии электропередач, по которым
за сотни километров перебрасываются мощные переменные
токи от электростанций к заводам и городам, нельзя уподобить
передающим радиостанциям. Частота переменного тока в них
очень мала, низка, — всего лишь 50 гц.
Излучение радиоволн становится практически возможным
лишь в том случае, если частоты колебаний не ниже не-
скольких десятков тысяч герц. Вот почему требуется добав-
ление: не просто переменный ток, а переменный ток высокой
частоты.
Колебания с частотами в пределах до 10 кгц условились на-
зывать колебаниями низкой частоты, а более 10 кгц — колеба-
ниями высокой частоты.
Радиотехника ультракоротких волн и, в частности, радиолока-
ция заинтересованы в колебаниях высокой частоты, измеряемой
мегагерцами. Но электрогенераторов переменного тока на такие
частоты нет: их «частотный потолок» не выше 100 кгц, Поэтому
вопрос о применимости динамомашин для создания радиоволн
мы исключаем из рассмотрения.
Иное дело — колебательный контур. При помощи его можно
получить электрические колебания практически любой частоты—
от долей герца до многих сотен и тысяч мегагерц. Для этого
надо только подобрать соответствующие емкости и индуктив-
ности колебательного контура.
Мы не напрасно поэтому уделяли так много внимания колеба-
тельным контурам и процессу создания в них электрических
колебаний.
ОТКРЫТЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР
Нельзя думать, что достаточно создать в колебательном
контуре высокочастотные колебания, как он начнет создавать
в окружающем пространстве радиоволны. Вот тут-то и прихо-
дится вспомнить «некоторые условия», о которых мы в свое
время лишь упомянули.
Эффект излучения радиоволн тем ощутительнее, чем большее
пространство охватывается электрическим и магнитным полем
контура. Конденсатор же по размерам очень невелик, и поле
его, хотя и сильное, но очень собранное, сжатое. Оно занимает
небольшой объем пространства. То же следует сказать и о маг-
нитном поле катушки: оно собрано, сжато вокруг витков ка-
тушки.
Такой колебательный контур, у которого емкость и индук-
тивность сосредоточены, вследствие чего поля ограничены не-
большим объемом, называется замкнутым колебательным кон-
туром. Применяя его в качестве излучателя радиоволн, можно
ожидать не больше успеха, чем от попытки нагреть большую
комнату раскаленным добела гвоздем.
36
Итак, чтобы усилить эффект излучения радиоволн, надо
увеличить размеры электромагнитного поля.
Сразу же напрашивается решение раздвигать пластины кон-
денсатора, и тогда в электрическое поле будут включаться
все новые и новые объемы пространства. Но при раздвижении
пластин уменьшается емкость конденсатора. Контур начнет
создавать колебания иной частоты. Есть выход: одновременно
с раздвижением пластин увеличивать их размеры, и тогда ем-
кость конденсатора останется неизменной.
Рис. 26. Раздвигая пластины конденсатора,
получим открытый колебательный контур
На рис. 26 показано, как постепенное раздвижение пластин
приводит к созданию открытого колебательного контура. Ем-
кость у него образована двумя большими пластинами, удален-
ными одна от другой на значительное расстояние. Опыт пока-
зал, что вместо сплошной пластины лучше применять две длин-
ные проволоки, так как они создают конденсатор вполне доста-
точной емкости.
Для большего охвата пространства электрическим полем
одну проволоку на мачтах поднимают высоко вверх, а другую
располагают у самой земли. Вот если по такому открытому
колебательному контуру начнет протекать ток высокой ча-
стоты, излучение радиоволн обеспечено.
37
АНТЕННА
Герц, впервые опытным путем получивший радиоволны,
применил для этих целей открытый колебательный контур в
виде двух вертикальных стержней (рис. 27). Стержни отделены
один от другого небольшим воздушным промежутком. Они об-
ладают один по отношению к
Рис. 27. Схема излучателя в опы-
тах Герца
другому емкостью; длина их до-
статочна для того, чтобы магнит-
ные поля вокруг них создавали
необходимую индуктивность. Под-
водя к такому контуру электри-
ческие заряды, Герц создавал в
нем электрические колебания с
очень высокой частотой, порядка
сотен миллионов герц (конечно,
сам Герц частоту не измерял
герцами!).
Такой открытый колебатель-
ный контур известен под назва-
нием вибратора Герца, или диполя
(«диполь» — «двухполюсник»:
контур состоящий из двух полю-
сов, стержней).
Когда русский ученый А. С.
Попов начал применять радио-
волны для целей связи без про-
водов, то он нашел необходимым
увеличить размеры открытого
колебательного контура. Одну
проволоку он поднял на высокой
мачте вверх, а другую зарыл в
землю. Земля — достаточно хо-
роший проводник и по своему
действию вполне заменяет одну из пластин конденсатора.
Емкость открытого колебательного контура была образо-
вана поднятой вверх проволокой и землей, разделенными слоем
воздуха. Провод, поднятый кверху, получил название «антенна».
В переводе на русский язык с латинского это слово означает
усик насекомого. Это название дано было по внешнему сходству.
Честь изобретения первой в мире антенны принадлежит так-
же Попову.
Вы уже знаете, что не могут раздельно существовать маг-
нитное и электрическое поля, если они вызваны одним и тем
же переменным током. Поэтому надо представлять так, что при
циркулировании в открытом колебательном контуре токов вы-
сокой частоты в окружающем пространстве будет создано
электромагнитное поле.
38
Сила или, лучше сказать, напряженность этого поля будет
тем больше, чем сильнее вызвавший его ток, чем больше ам-
плитуда колебаний тока в контуре. Колебательный ток с не-
большой амплитудой создаст вокруг антенны электромагнит-
ное поле небольшой напряженности. Наоборот, ток с большой
амплитудой создаст сильное электромагнитное поле. Чем
больше напряженность поля, тем мощнее радиостанция, тем на
более далекое расстояние она способна действовать.
ИЗЛУЧЕНИЕ РАДИОВОЛН
Мы вплотную подошли едва ли не к самому сложному яв-
лению, с которым имеет дело радиотехника,— к возникновению
излучения радиоволн. Нам нужно «за-
ставить» перемещаться переменное
электромагнитное поле антенны. Опи-
раясь на формулировку Технической
энциклопедии, мы можем поставить
знак равенства между перемещающи-
мися электромагнитными полями и ра-
диоволнами. Остается пояснить, в силу
каких причин электромагнитное поле
«покидает» антенну и «отправляется» в
самостоятельное путешествие.
Электромагнитное поле антенны
«дышит» с частотой вызвавшего его
тока. Следуя за всеми изменениями
силы тока в антенне, поле как бы втя-
гивается в антенну, когда ток в ней
уменьшается до нуля, и как бы распу-
хает, когда ток достигает максималь-
ного, амплитудного значения.
Ток в антенне не ждет. Счет идет
на микросекунды. Электромагнитное
поле должно поспевать вслед за током
«втягиваться» и «распухать». Тем уча-
сткам электромагнитного поля, которые
находятся у самой антенны, не потре-
буется много времени на то, чтобы
быстро юркнуть обратно в антенну при
«втягивании». Но отдельным участкам,
находящимся на периферии огромного
Рис. 28. Антенна будет из-
лучать радиоволны, толчка-
ми „отгоняя*4 их от себя
электромагнитного поля, придется поспешить. Может получиться,
и действительно так получается, что периферийные участки поля
еще не успеют «втянуться» в антенну, как навстречу им начнет
двигаться, «распухая», новое поле. Оно не пропустит к антенне
остатки уже «втянутого» поля. Никаких претензий это новое
поле не принимает, — что было, то уже прошло.
39
«Запоздавшее» поле будет отторгнуто антенной. С каждым
новым «вздохом» электромагнитного поля антенна будет толч-
ками отбрасывать в пространство все новых и новых «опоздав-
ших». Оттесняя друг друга в стороны, они будут вынуждены
все дальше отходить от антенны, перемещаясь в пространстве.
Так зарождается излучение радиоволн.
Будь электромагнитное поле более «аккуратным», успевай
оно своевременно «втянуться» в антенну, — никакого излучения
не получилось бы. У замкнутого колебательного контура поле
очень небольшое, и все оно успевает аккуратно следовать за
всеми изменениями тока. Никаких запозданий! Но зато и ника-
кого излучения радиоволн.
ДЛИНА ВОЛНЫ
Скорость, с какой волны увеличивают расстояние между
собой и антенной, вам уже известна: 300 000 км в секунду. Та-
кую огромную скорость как нельзя лучше характеризует слово
«излучение». Не случайно

Рис. 29. Путь, который успе-
вает пройти излучаемая радио-
станцией энергия за время од-
ного периода колебания тока
в антенне, называется длиной
волны
все отрасли техники, использующие
«перемещающиеся электромагнит-
ные поля», получили приставку
«радио»: радиосвязь, радиопеленга-
ция, радиолокация и др. Слово
«радио» происходит от латинского
слова «радиус», означающего «луч».
С каждым новым колебанием
электрического тока в антенне в
пространство излучается очередная
волна. Сколько колебаний тока,
столько волн. Но сколько бы волн
ни излучалось, скорость их распро-
странения строго постоянна. Через
секунду после начала излучения
«голова» первой волны окажется на
расстоянии 300 000 км от антенны.
Все остальные волны займут проме-
жуточное положение между «голов-
ной» волной и антенной радиостан-
ции. На долю каждой волны при-
дется тем меньшее расстояние, чем больше волн излучит за
секунду антенна, т. е. чем выше частота колебаний тока в
антенне. Если частота тока равна I мггц, то это значит, что за
секунду антенна излучает 1 000 000 волн. Все они занимают
в пространстве, считая по прямой линии в сторону от излучаю-
щей антенны, 300 000 км. На долю каждой волны придется
300000:1 000 000 = 0,3 лслг = 300 м
40
Это расстояние есть путь, который успеет пройти энергия, излу-
чаемая радиостанцией за время одного колебания тока в антенне,
т. е. за один период колебания. Оно называется длиной волны.
При понижении частоты колебаний каждая волна займет
больше места в пространстве. Если, к примеру, частота колеба-
ний тока в антенне равна 100 кгц и, следовательно, антенна
излучает в секунду 100 000 волн, то каждая волна «растянется»
в пространстве на
300 000 : 100 000 = 3 км = 3C00 м.
Наоборот, при повышении частоты колебаний тока в антенне
волны должны будут «сжаться». При частоте 100 мггц длина
волны составит лишь
ЗСО 000 : 100 000 000 = 0,003 км = 3 м.
Приводимая здесь небольшая таблица показывает, как ме-
няется длина волны в зависимости от частоты колебаний тока
в антенне.
Частота колебаний тока
в антенне
Длина волны
Герцы
1
10
100
1 000
10 000
100 000
1 000 000
10 000 000
100 000 000
Метры
300 000 000
30 000 000
3 000 000
300 000
30 000
3 000
300
30
3
Сантиметры
1 000 000 000	30
10 000 000 000	3
Первые четыре строчки таблицы приведены лишь «для ком-
плекта». В действительности, как мы знаем, при колебаниях с
частотой ниже 10 кгц о создании радиоволн можно не говорить.
В остальной части таблицы указаны лишь те частоты и длины,
которые практически освоены в радиотехнике и, в частности, в
радиолокации.
В радиотехнике до последнего времени принято такое под-
разделение волн в зависимости от их длины Ч
1 В международной практике в настоящее время принято следующее
деление волн на диапазоны:
более 10 000 м — очень длинные волны;
10 000 — 1 000 м — длинные волны;
1000—100 м—средние и промежуточные волны;
100 — 10 м — короткие волны;
10—1 м — ультракороткие волны;
1 м—IOcjw — дециметровые волны;
10 см—1 см — сантиметровые волны;
короче 1 см — микроволны (миллиметровые).
41
Название волнового диапазона	Длины волн	Частоты
Длинные волны		Метры Длиннее 2 000	Килогерцы Ниже 150
Средние волны 		2 000 — 200	150— 1 500
Промежуточные волны		200— 100	Мегагерцы 1,5 — 3
Короткие волны		100— 10	3 — 30
Ультракороткие волны Метровые . *		10— 1	30 — 300
Дециметровые		Сантиметры 100— 10	300 — 3 000
Сантиметровые		10— 1	3 000 — 30 000
ИЗ БИОГРАФИИ РАДИОВОЛН
Такое разделение вызвано не просто удобством или стрем-
лением все раскладывать по полочкам, разбивать на группы,
категории и классы. Люди зафиксировали лишь то, что сделано
природой и что долгое время оставалось неразгаданным.
До сих пор мы предполагали, что радиоволны распростра-
няются строго прямолинейно. Если принять это предположение
за истину, то, учитывая шарообразность земли, придется при-
знать следующее.
Радиоволны, направленные вдоль земной поверхности, по
мере отдаления от излучающей их антенны должны все дальше
и дальше отходить от земли. Однако еще на заре развития ра-
диосвязи было замечено, что радиоволны стремятся огибать
земной шар, словно боясь с ним расстаться. Это сказывается в
тем большей степени, чем длиннее волны. Такое свойство ра-
диоволн весьма выгодно: радиостанции благодаря ему дейст-
вуют на более дальние расстояния. По этой причине в те вре-
мена, когда радиостанции насчитывались единицами или, в
крайнем случае, десятками, одна станция стремилась перещего-
лять другую длиной волны. Стоимость станции от этого сильно
повышалась: увеличивались размеры антенны, приходилось уве-
личивать мощность до гигантских пределов, но ничего иного не
оставалось.
Тогда применяли волны в 25—30 и даже в 32 км. На волны
длиной в сотни метров смотрели презрительно. Волны короче
100 м были отданы в пользование радиолюбителям.
КОРОТКОВОЛНОВАЯ ЛИХОРАДКА
И тут (это было в 1920-х годах) произошло невероятное.
Радиолюбители, «игравшие» с короткими радиоволнами при по-
мощи своих крошечных радиостанций «мощностью в одну ко-
42
мариную силу», перекрыли Атлантику, связав Америку с Ев-
ропой.
Вопреки тому, что специалисты по радио к первым дальним
связям радиолюбителей-коротковолновиков отнеслись с недове-
рием, последние все чаще и чаще осуществляли их. Среди ра-
диолюбителей-коротковолновиков воцарилось радостное ожив-
ление. Скоро наукой было найдено и объяснение, каким обра-
Рис. 30. Радиолюбители при помощи маломощных коротковолновых
станций связывались на громадные расстояния
зом короткие радиоволны попадают чуть ли не к противополож-
ной точке земного шара.
Представление о том, что чем короче волна, тем в меньшей
степени она огибает земной шар, не претерпело изменений.
Стремление коротких волн как можно скорее расстаться с на-
шей планетой и уйти в межзвездное пространство, было под-
тверждено. Но тут сказалось влияние ионосферы. Для коротких
радиоволн, как вы знаете, ионосфера является как бы зеркалом.
И когда волны, поднимаясь в высокие слои атмосферы, встре-
чаются с этим зеркалом, они отражаются от него и возвра-
щаются обратно на землю. Этим и объясняется установление
связи с помощью коротких радиоволн на очень далеком расстоя-
нии. Однако, чем тогда объясняется, что передачи этой же самой
станции на близком расстоянии часто бывают не слышны. Оказы-
вается, волны как бы перепрыгивают через пространства земной
поверхности, находящейся вблизи станции.
Доказано, что отражение может быть многократным. Волны,
«оттолкнувшись» от ионосферы, встречаются с земной поверх-
ностью, отражаются от нее и снова достигают ионосферы, что-
бы опять вернуться на землю и, возможно, повторить этот про-
цесс еще один или несколько раз. Там, где волны встречаются
с землей, образуются зоны слышимости, а участки, через кото-
рые волны «перепрыгивают», составляют «мертвые зоны». Этим
43
и объясняется, что Новая Зеландия или остров Таити для москов-
ского радиолюбителя иногда становились «ближе», нежели
Кострома, Ярославль или Клин.
И о н о с срера
Рис. 31. Короткие радиоволны как бы перепрыгивают через
пространства земной поверхности
Вспыхнула «коротковолновая лихорадка». Все трансконти-
нентальные и океанские радиосвязи перешли к использованию
коротких волн. Радиолюбителям были отведены лишь узенькие
коротковолновые диапазоны и предписаны строгие правила пове-
дения. Для свободного пользования им был отведен весьма труд-
ный для освоения диапазон ультракоротких волн (УКВ) — волн
короче 10 м.
УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ
Токи в колебательных контурах радиолюбительских пере-
датчиков забегали быстрее: волна 10 м—это 30 000 000 гц\
Но не упускали своих возможностей и научные лаборатории.
Почти все они занялись освоением диапазона УКВ. Открылись
широкие перспективы использования и этого диапазона волн.
Если короткие волны оказались заманчивыми из-за их спо-
собности прыжками достигать весьма отдаленных районов зем-
ного шара, то УКВ прельстили иными возможностями, имею-
щими не меньшее практическое значение.
Передавать изображения по радио можно и на длинных вол-
нах, но никого такие изображения по своему качеству не удо-
влетворят. Высококачественные изображения можно передавать
44
только на УКВ. Поэтому техника телевидения одна из первых
сделала заявку на использование УКВ. В Москве, Ленинграде,
Лондоне, Нью-Йорке и некоторых других городах начали рабо-
тать телевизионные передающие центры. Кино и театр пришли
на дом к зрителю. Радиовещание перестало быть слепым.
Треск и шум, вылетающие из громкоговорителя радиоприем-
ника вместе со звуками музыки или речи, передаваемыми на
длинных и средних волнах, на УКВ почти совершенно не обна-
руживаются. Поэтому радиовещание также намеревалось пе-
рейти на УКВ.
Большие надежды возлагало радиовещание на использова-
ние УКВ еще и по другим причинам. Усиливался кризис, вызы-
ваемый непрестанно увеличивающимся количеством работаю-
щих радиостанций. В эфире становилось все более тесно. На вол-
нах одинаковой длины работало по нескольку станций, благодаря
чему в звуки симфонического оркестра врывались отрывки
лекций о сельском хозяйстве, а певице аккомпанировал урок
английского языка, сопровождаемый мелкой дробью радиотеле-
графных сигналов.
Диапазон УКВ манил своими просторами. Узкий диапазон
волн длиной от 10 до 5 м охватывает полосу частот от 30 до
60 мггц, т. е. 30 мггц, тогда как весь диапазон волн 2000—200 м
включает в себя частоты 1,5—15 мггц, т. е. всего 13,5 мггц.
Чтобы усилить воздействие этого примера, подсчитайте сами
ширину частотных полос для волновых диапазонов в пределах
тех же самых пяти метров: от 2000 до 1955 м, от 1000 до 955 м,
от 500 до 495 м, от 200 до 195 м и от 100 до 95 м. Это убедит
вас в том, что по мере укорочения волн частотные пределы ста-
новятся все более широкими. А чем шире частотные пределы,
тем больше станций можно разместить без опасности создания
взаимных помех.
Едва ли не самым характерным в поведении УКВ в сравне-
нии с длинными, средними и короткими волнами являются осо-
бенности их распространения. Как правило, УКВ распростра-
няются лишь в пределах прямой видимости, до линии горизонта.
Нужно очень сильно повысить мощность передатчика и высоко
поднять антенну, чтобы сигналы станции обнаруживались зна-
чительно далее горизонта. УКВ станции — станции близкого
действия. Поэтому уже на расстоянии 150—200 км от одной
станции можно устанавливать другую, работающую на той же
самой волне, — никаких помех ощущаться не будет.
По мере укорочения длины волны упрощаются средства,
которыми достигается направленность излучения. На самых
длинных волнах, какие только получили применение в радио-
технике, резко выраженную направленность практически полу-
чить невозможно. На средних волнах резко направленное дей-
ствие является исключением: сложно и дорого. На коротких
волнах, которыми обслуживаются дальние связи, направлен-
45
ность является почти законом. На УКВ проблема направлен-
ности упрощается настолько, что это обстоятельство по-
служило одной из основных причин выбора для радиолокации,
нуждающейся в приборах резко направленного действия,
Рис. 32. При переходе на более короткие ролны размеры антенн
обычно становятся вге меньше и меньше
именно УКВ. Какими средствами достигается направленность
в радиолокации, — об этом речь впереди. Очень важно при
этом, что при переходе на более короткие волны размеры
антенн обычно становятся все меньше.
46
Второй причиной предпочтения, оказанного радиолокацией
диапазону УКВ, являются более выгодные условия в отноше-
нии отражения волн от обнаруживаемой цели. Чем меньше
Рис. 33. Чем меньше длина волны относительно размеров облучаемой
цели, тем более интенсивным получается отражение
длина волны относительно размеров облучаемой цели, тем
более интенсивным получается отражение.
В ОБЛАСТЬ ВСЕ БОЛЕЕ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ
Обе эти причины не только объясняют выбор УКВ для
радиолокации, но и толкают на применение все более корот-
ких волн. И если первые по времени появления радиолокацион-
ные станции работали на волнах метрового диапазона, то в на-
стоящее время нередко встречаются установки, излучающие
волны длиной всего лишь в несколько сантиметров.
Переход к использованию еще более коротких волн — дли-
ной в несколько миллиметров — только вопрос времени, кото-
рое потребуется для освоения способов получения «сверх —
сверхвысоких» частот.
Как показывает рис. 34, двигаться в область все более
высоких частот еще возможно. В одном ряду с радиоволнами
в спектре электромагнитных колебаний оказываются невидимые
тепловые (инфракрасные) лучи, — это от них вы закрываете
лицо, стоя перед открытой печыо. Далее идут световые волны,
на которые откликаются «природные радиоприемники» — глаза.
При переходе к еще более высоким частотам глаза снова утра-
47
И и	
ллЛг	UJ99Q
Инфракрас- ные лучи 1	
aiQHQaTadau
	ГЯН1Г09 -odunyf
	arqood
	•ULiQWnaJHDj
<5	QKQodm aw
О	-nhaff
	an»
	uiodoHDdujvw
	этшюдо»
	
	QNHhOUi
	-AHOwody
О	
	C
	QlWKIWtf
§
h
н
чивают способность ви-
деть, — начинается область
невидимых ультрафиолето-
вых лучей, лучей химиче-
ского действия. Эта область
смыкается с областью лучей
Рентгена, за которой сле-
дуют лучи, выбрасываемые
в пространство химическим
элементом радием, и косми-
ческие лучи, обрушивающи-
еся на нашу планету из окру-
жающей ее вселенной.
В обширную семью элек-
тромагнитных колебаний
вместе с радиоволнами вхо-
дят световые, инфракрасные,
ультрафиолетовые, космиче-
ские и многие другие лучи.
Нужно лишь чиркнуть
спичкой, чтобы создать в
окружающем пространстве
электромагнитные волны
длиной в пределах 0,00008—
0,00002 см. Нужно применить
радий, чтобы получить элек-
тромагнитные волны длиной
менее 0,000000014 см.
Природная сущность све-
та, радиоволн и различных
лучей спектра едина: все
они представляют собой
электромагнитные колебания
различных частот.
Радиолокация использует
электромагнитные колеба-
ния, столь близкие к свето-
вым, что многие явления по-
ражают своей общностью.
Это можно усмотреть хотя
бы в характере распростра-
нения наиболее коротковол-
новой части УКВ. Близость
ее к световым лучам на-
глядно будет подтверждена
при ознакомлении с получе-
нием направленности радио-
волн.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
НАПРАВЛЕННОСТЬ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗИМУТА ЦЕЛИ
При ознакомлении со вторым принципом радиолокации вы
узнали о двух возможностях определения направления
на цель.
Первая: радиолокационная станция излучает волны в опре-
деленном направлении и с этого же направления ожидает по-
лучения отражения от цели. Если отражение получено, цель
может быть только там, куда производится излучение. Все, что
требуется радиолокационной станции в этом случае, это пере-
дающая антенна резко направленного действия.
Вторая: станция излучает волны равномерно во все стороны,
ненаправленно, и поэтому приходится определять «курс» си-
гнала, отражаемого целью. Радиолокационная станция должна
иметь приемную антенну резко направленного действия.
Рис. 35. Направленное и ненаправленное излучение
Как производится излучение радиоволн, мы знаем. Но мы
еще не знаем, как осуществляется направленное излучение. Мы
не знаем и того, чему обязано направленное действие при приеме
радиоволн. Без этого невозможно понять, как в радиолокации
производится определение азимута (пеленга) и угла места
цели.
4	Что такое радиолокация	49
ГЕОМЕТРИЯ РАДИОЛОКАЦИИ
Вообразите себя на огромном компасе. Вы стоите в центре
и смотрите на север, куда указывает конец находящейся под
стеклом стрелки. Направо от вас восток, сзади юг, слева запад.
Компас самый обычный: его окружность разделена на 360 деле-
ний— градусов, причем север обозначен 0°, восток 90°, юг 180°
и запад 270°. Деление 0° шкалы компаса вы совмещаете с кон’
цом стрелки, указывающей на север.
Справа послышался гул самолета. Вы поворачиваете голову
и видите самолет. Он не то чтобы прямо на востоке, но и не на
юге, впрочем, и не на юго-юго-востоке, а как бы чуть-чуть
ближе к востоко-юго-востоку... И пока вы будете путаться
в этих востоко-югах, самолет окажется уже где-либо на
северо-северо-западе.
Куда удобнее, точнее и быстрее определять направление
градусами шкалы компаса! Вы видите, что направление от вас на
самолет по горизонтали проходит через деление 125 шкалы.
Следовательно, азимут самолета 125°! Скажите это артил-
Рис. 36. Направление цели определяется по азимуту
леристу, летчику — все поймут, что это значит. И если они
знают, откуда, из какой точки ведется наблюдение, то для них
не составит затруднений определить направление на самолет по
карте. Они проведут на карте из точки наблюдения прямую
линию под углом 125° к направлению на север, т. е. к меридиану.
Эта линия и будет направлением на цель.
50
Итак, направление на цель по горизонтали определяется
углом между меридианом и линией, соединяющей на горизон-
тали точку наблюдения с целью. Этот угол называется уже
знакомыми вам словами: азимут, или пеленг. Очень часто
пеленгом называют и самую линию в направлении на цель,
прочерченную в горизонтальной плоскости.
Отсчет азимута (пеленга) производится всегда от нуля
горизонтальной шкалы, совпадающего с меридианом в на-
правлении на север. Пока вы не научитесь безошибочно и
быстро определять азимут, мысленно представляйте себя на-
ходящимся на компасе, и тогда всякий раз перед вашим взо-
ром будет возникать круговая горизонтально расположенная
шкала с делениями, возрастающими по часовой стрелке.
Азимут 90° — цель точно на востоке, азимут 180° — цель на
юге, азимут 270° — цель на западе. Юго-восток превращается
в 135°, юго-юго-восток—157,5° и т. д. Даже если азимут
359° и до 360° (точный север) нехватает всего лишь 1°, вы не
должны поддаваться искушению «упростить»; не «1° в обрат-
ную сторону», а именно 359°! Только по часовой стрелке!
Указание азимута градусами избавляет от необходимости
прибегать к таким неточным выражениям, как «чуть-чуть
левее» или «немножко вправо». Несомненно, что радиолокация
от этого выигрывает.
УГОЛ МЕСТА
Чтобы произвести выстрел по цели, нужно не только по-
вернуть ствол орудия по горизонтали, но и поднять или опус-
тить его на некоторый угол. Когда возникает необходимость
осветить прожектором цель, находящуюся в открытом про-
странстве, нужно не только повернуть луч по горизонтали, но
и придать ему возвышение. С этим же мы встречаемся и
в радиолокации. Если целью служит высоко летящий самолет,
то излучение радиоволн должно быть направлено не только по
заданному азимуту, но и под известным углом возвышения,
иначе радиолокационная станция промахнется. Конечно, если
целью является морской корабль, то азимут определяет на-
правление на цель.
Угол, образованный горизонтальной плоскостью, проходя-
щей через точку наблюдения и направлением на поднятую над
ней цель, называется углом места, или углом возвышения. Он
равен 0°, когда цель находится на самой плоскости (нулевое
возвышение), и 90°, когда цель находится над головой наблю-
дателя, в зените. Во всех случаях угол места отсчитывается от
горизонтальной плоскости вверх. Он не может превышать 90°.
Как и в случае с азимутом, определение возвышения цели
градусами угла избавляет от необходимости пользоваться
выражениями вроде «чуть-чуть выше» или «немного ниже».
4*	51
Угол места
Рис. 37. Если целью является высоколетящий самолет, то излучение
радиоволн должно быть направлено под известным углом по отношению
к поверхности земли
ДАЛЬНОСТЬ
Азимут и угол места определяют направление на цель, где
бы она ни находилась. Астроном вычисляет по этим величинам
положение звезд на небе. Но ни азимут, ни угол места еще не
определяют положения места цели в пространстве. Нужно знать
еще дальность — расстояние от наблюдателя до цели, от-
считанное по линии, соединяющей цель с радиолокационной
станцией. В каких единицах определяется дальность — в ме-
трах, километрах, футах или милях — безразлично. Если из-
вестен азимут (в градусах угла по горизонтальной плоскости),
угол места (в градусах угла по вертикали) и дальность
(в любых единицах длины), вы сможете показать ее положение
на карте и сказать, на какой высоте она находится.
Не забывайте, что дальность цели и расстояние до нее,
измеренное по карте, не всегда одно и то же. Только тогда,
когда цель находится на земной поверхности, между этими по-
нятиями нет разницы. Но коль скоро речь идет о самолете, про-
летающем на высоте 8—10 км, то, как показывает рис. 38, возни-
кает некоторое расхождение. Расстояние до цели по карте по-
лучается несколько меньше пути, фактически проходимого
радиоволнами от антенны до цели. Это расхождение на большом
расстоянии не столь велико и практически его часто не учиты-
52
Рис. 38. В радиолокации определяется наклонная дальность цели;
эта величина отличается от обычно принятого понятия „дальность"
вают. Но всякий оператор помнит, что под названием «даль-
ность» имеется в виду наклонная дальность, т. е. рас-
стояние по прямой от антенны до цели, находящейся в про-,
странстве.
КООРДИНАТЫ ЦЕЛИ
Когда в высоких северных широтах дрейфовала папанин-
ская льдина, даже мальчишкам было хорошо известно слово
«координаты». Играя, они кричали друг другу:
— Сообщите ваши координаты!..
Находясь вдали от берега, папанинцы регулярно сообщали
по радио в Москву свои географические координаты — широту
и долготу местности. По этим цифрам на карту дрейфа нано-
сили новые точки и так изображали путь льдины.
Координатами называются величины, числа, которыми опре-
деляется положение точки или, в нашем случае, цели. Папа-
нинцы обходились двумя координатами: широта и долгота.
Радиолокация тоже обходится двумя координатами при об-
наружении цели непосредственно на водной поверхности. Поло-
жение корабля исчерпывающе определяется азимутом и даль-
ностью. Но когда цель «висит» в пространстве, нужна еще
третья координата — угол места,
53
Азимут, угол места и дальность — пространственные коор-
динаты радиолокации. Но угол места — лишь промежуточная
величина. Не она интересует нас, а высота, на какой летит само-
лет. Летчику-истребителю, поднявшемуся на перехват, надо
сообщить, на какой именно высоте следует искать врага. По-
этому едва лишь оператор определит угол места, как сейчас же
Рис. 39. Зная угол места и наклонную дальность, оператор может опреде-
лить высоту цели по заранее подготовленным таблицам
производится пересчет на высоту. Зная дальность и угол места,
высоту можно определить по заранее подготовленным таб-
лицам без затраты времени.
Оператор радиолокационной станции обязан прекрасно разби-
раться в геометрии радиолокации.
РАДИОЛУЧ
Описанные нами ранее простейшие типы антенн излучают
радиоволны почти равномерно во все стороны, как свеча —
свет. Такие простейшие антенны радиолокацию не устраивают.
Как мы уже выяснили, станция должна иметь возможность
излучать радиоволны узким пучком.
Идея направленного излучения радиоволн родилась почти
на 16 лет раньше самой идеи радиосвязи. Еще в 1888 г. Герц
направленно излучал радиоволны, применяя вогнутые метал-
лические рефлекторы. Стоило ему убедиться в том, что радио-
волны способны отражаться, и он сразу же поступил с ними, как
с лучами света.
Известно, что можно значительно усилить световой поток
по данному направлению, применив отражающий рефлектор.
Никогда бы небольшая автомобильная лампочка не дала столь
54
яркого, сильного светового пучка, если бы она не была поме-
щена в фару с зеркальным рефлектором полукруглой или яйце-
видной (параболической) формы.
Нечто подобное получается и с тепловыми лучами. Кто си-
дел перед отражательной электропечкой, тот знает, что даже
на значительном
расстоянии от нее нельзя долго находиться,
если все тепло направ-
ленно излучается реф-
лектором прямо в лицо.
Вы знаете, насколь-
ко дальше слышен
звук, если применить
рупор-мегафон. Мега-
фоном пользуются на
кораблях при отдаче
команд с капитанского
мостика на палубу или
с борта на берег. Судьи
на спортивных состяза-
ниях в мегафон выкри-
кивают свои команды.
Без мегафона, сводя-
щего звуковые волны в
Рис. 40. Можно значительно усилить свето-
вой поток по данному направлению, приме-
нив отражающий рефлектор
узкий пучок, звук рас-
ходился бы во все сто-
роны и не был бы слы-
шен на больших рассто-
яниях. Недаром мощ-
ные громкоговорители снабжаются рупорными раструбами.
Рефлекторы для радиоволн использовались и после Герца,
когда радиоволны стали применяться в технике электрической
связи. Перед войной была установлена линия радиосвязи через
канал Ламанш, отделяющий Англию от Франции. На высоких
башнях по обе стороны канала были установлены «радиопро-
жекторы» — излучающие антенны с большими металлическими
рефлекторами. Волны узкими лучами пересекали канал.
Опыт и теория показали, что хорошие результаты полу-
чаются уже и в том случае, если применить не сплошные реф-
лекторы из листового металла, а решетчатые — из проволок
или стержней. Некоторые конструкции таких антенн вы можете
увидеть на приводимых рисунках.
Рефлектор действует тем лучше, чем больше его размеры
по сравнению с источником излучения.
Источником излучения является антенна, размеры которой
связаны с длиной волны передатчика. Длиннее волна — больше
антенна. Даже для волн длиной 10 м размеры рефлектора полу-
чились бы настолько огромными, что он мог бы послужить
55
Рис. 41. Даже для волн порядка 10 м размеры рефлектора
получились бы огромными
колпаком для многоэтажного здания. Представьте себе размеры
механизма, посредством которого в поисках цели вы вращаете
такой рефлектор! Даже если для наземных радиолокационных
станций и можно его соорудить, то для морских и тем более
самолетных его применение исключено.
Вот почему шаровые или параболические рефлекторы на-
ходят себе применение только при использовании самых ко-
ротких волн, так называемых микроволн. Герц, применявший
рефлектор, применял волны длиной всего лишь 60 см, а линия
радиосвязи через Ламанш работала на волне 17 см.
По мере того как радиолокация осваивала все более корот-
коволновую область микроволн, рефлекторы получали все более
широкое применение.
Поиски наиболее удачной конструкции станции узконаправ-
ленного действия для метровых волн привели к сооружению,
56
глядя на которое вы скажете, что перед вами какая-то лест-
ница с перекладинами, прикрепленными посредине. А между
тем это остроумное приспособление способно излучать радио-
волны в виде очень узкого луча.
ВОЛНОВАЯ АРИФМЕТИКА
Чтобы понять, чему обязано направленное действие такой
антенны, представьте себе, что вы и я одновременно бросаем
с одинаковой высоты на гладкую поверхность пруда камни
одинакового веса на небольшом расстоянии один от другого.
Расширяясь, круги волн сначала приходят в соприкосновение,
а затем начинают пересекаться.
Обратите внимание на места пересечения кругов волн.
Пусть в данный момент в определенном месте сходятся
гребень одной волны и впадина от другой. При равенстве ам-
плитуд волн получится полное взаимное уравновешивание и
вода в этом месте останется в покое.
Если к месту пересечения кругов волн одновременно под-
ходят гребни волн, то происходит не вычитание волн, как
в первом случае, а их сложение. При равенстве амплитуд волн
получается удвоение результирующей амплитуды, и гребень
волн возрастает в два раза.
Это явление носит название интерференции волн.
Интерференция получается и с звуковыми волнами. Возьмите
камертон, ударьте слегка его ножки и поднесите к уху. Вы
отчетливо услышите ровный тон. Теперь начните вращать
звучащий камертон вокруг его продольной оси, не удаляя и не
приближая его. Вы услышите, как в некоторые моменты
Рис. 42. Расширяясь, круги волн сначала приходят в соприкосновение,
а затем начинают пересекаться
57
времени звук камертона будет резко пропадать, чтобы при
дальнейшем поворачивании появляться вновь. Пропадания
слышимости объясняются интерференцией: звуковые волны от
двух ножек камертона в некоторых местах взаимно компенси-
руются, и наше ухо ничего не слышит. Камертон излучает
звуковые волны не равномерно во все стороны — таков резуль-
тат интерференции.
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ РАДИОВОЛН
В наиболее распространенных конструкциях антенн направ-
ленного действия, применяемых в радиотехнике, а вместе с тем
д —-------------------------------—
Б--------------------------------------------
Рис. 43. При использовании принципа интерференции радио-
волн добиваются направленного излучения
и в радиолокации используется принцип интерференции,— только
уже не водяных или звуковых, а радиоволн.
Возьмем две совершенно одинаковые вертикальные антенны
(рис. 43, Б), расположим на расстоянии полуволны одна от
другой и будем их питать одним и тем же током высокой ча-
58
стоты. Каждая антенна начнет излучать волны одинаковой длины
и амплитуды. Между волнами возникнет интерференция.
В одних направлениях излучение благодаря вычитанию волн
будет отсутствовать, а в других благодаря сложению
усиливаться. Приемник, если его обносить вокруг такого антен-
ного устройства, в некоторых местах будет принимать сигналы,
а в других ничего не «услышит». Такое антенное устройство
будет направленно излучать радиоволны только в тех направле-
ниях, где волны складываются.
Но интерференцию можно получить и не располагая двумя
независимо созданными волновыми движениями.
А--------------------------------------------
Рис. 44. Другой способ получения интерференции волн
Положите на водную поверхность доску или толстую палку.
Киньте неподалеку камешек. Волновой круг дойдет до доски и
отразится от нее. Идя далее навстречу первоначально создан-
ным волнам, отраженный круг начнет интерферировать с ними,
как с созданными обособленно волнами.
59
Если расположить на близком расстоянии к антенне, излу-
чающей радиоволны, и параллельно ей ни с чем не соединенный
провод, он, во многом уподобившись доске на водной поверх-
ности, будет отражать от себя радиоволны. Отраженные радио-
волны будут интерферировать с радиоволнами, созданными ан-
тенной. Проводник, таким образом, заменяет собой второй
источник излучения волн, вторую антенну. В результате харак-
тер излучения получится совершенно иной, чем при работе оди-
ночной антенны.
Поскольку проводник не питается током от передатчика, то
в отличие от основной антенны его называют пассивным вибра-
тором. А так как его действие сводится к отражению, то иначе
его называют рефлектором, или отражателем.
Помните предостережение: никогда не подносите близко к
излучающей антенне никаких проводников. Они превратятся в
рефлекторы и исказят диаграмму направленности.
Специалисты по антенным устройствам, удачно сочетая ак-
тивные антенны (вибраторы) с пассивными (рефлекторами, или
отражателями), получают устройства с желаемыми свойствами
направленности.
ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ
Направленность излучения антенн удобнее всего изображать
графиком или диаграммой.
Вы хотите показать, что антенна ненаправленная и излучает
равномерно во все стороны. Для этого вы чертите окружность
с точкой — антенной — в центре. Круг условно показывает, что
во все стороны от антенны, если смотреть на нее сверху, излу-
чение волн равномерное, ненаправленное. Расстояния от точки
в центре до окружности во всех направлениях одинаковы.
Именно такую диаграмму имеет знакомый вам вертикаль-
ный вибратор. Радиовещательные станции, передачи которых
предназначены для всех, а не для какого-либо одного прием-
ного пункта, в большинстве случаев имеют также ненаправлен-
ные антенны.
Другой случай. Антенна излучает неравномерно: в одну сто-
рону больше, в другую меньше. И это можно изобразить графи-
чески: вы чертите уже не круг, а замкнутую фигуру, вытянутую
в сторону наибольшего излучения. Степень вытянутости указы-
вает степень направленности: резче направленность — больше
вытянутость. Так, по мере возрастания направленности диа-
грамма, первоначально напоминавшая очертания яблока или
вишни, приобретает форму груши, в дальнейшем все более начи-
нает походить на сигару или дирижабль и затем на булавку.
Глядя на диаграмму, вы можете подумать, что контурная
линия показывает, как далеко распространяются волны от ра-
диолокационной станции. Отрешитесь от этой точки зрения;
60
диаграмма характеризует не дальность действия станции, а ее
направленность. Расстояния от точки (антенны — в действи-
тельности) до контурной линии в масштабе указывают, во
сколько именно раз излучение в одном направлении больше,
Рис. 45. Равномерное и направленное излучение
радиоволн
чем в другом. На рис. 45 Оа в два раза больше Об, следова-
тельно, излучение в направлении Оа в два раза больше, чем в
направлении Об.
КАК ВЫЧЕРЧИВАЕТСЯ ДИАГРАММА
Нельзя понимать так, что радиоволны распространяются
только до контурной линии диаграммы и дальше не идут. Не-
правильно говорить, что радиоволновая зона вокруг станции
резко ограничивается контурной линией диаграммы и что доста-
точно цели выйти на метр-два из этой зоны, как она станет не-
видимой. Чтобы уяснить, как распространяются радиоволны,
надо познакомиться с принципами вычерчивания диаграмм.
Представьте себе, что поверхность земли, где расположена
станция, излучающая радиоволны, покрыта чистой бумагой.
Я привязываю к радиоприемнику карандаш или кисть с краской
и обношу приемник вокруг станции так, чтобы к нему прихо-
дили сигналы одинаковой силы. Кисть при перемещениях прием-
ника вычерчивает на бумаге контурную линию — это и будет
диаграмма направленности.
Если в данном направлении излучается более мощный сигнал,
мне придется отойти с приемником подальше от станции, туда,
где принимаемый сигнал слабее. Наоборот, я должен буду под-
нести его совсем близко к станции в тех местах, в направлении
которых антенна почти не излучает. Еще лучше, если в прием-
нике имеется измерительный прибор, при помощи которого
можно измерить силу сигнала от станции; тогда при перемеще-
нии приемника мне надо будет следить за тем, чтобы прибор все
время отмечал одну и ту же силу сигнала. Так будет вычерчена
равносигнальная линия. Двигаясь по ней с приемником в любом
направлении, я буду слышать сигналы одинаковой силы.
Можно начертить еще одну линию, для более сильных сиг-
налов. Я подношу приемник ближе к антенне и начинаю новый
61
Рис. 46. Снятие диаграммы направленности
обход. Получится вторая контурная линия, подобная первой, но
для большего значения силы (напряженности) электромагнит-
ного поля антенны. Можно было бы, как вы понимаете, таких
линий получить сколько угодно. Если желательно иметь диа-
грамму для меньшей напряженности, то надо дальше относить
приемник от антенны, так как напряженность поля постепенно
уменьшается.
Никакой резко выраженной грани радиоволновая зона стан-
ции в окружающем пространстве не имеет. Оказываясь на са-
мом краю зоны, самолет отражает от себя очень небольшое ко-
личество энергии радиоволн, и радиолокационная станция по-
лучает очень слабое эхо. Оператор не обнаружит цели! При
дальнейшем вхождении самолета в зону обнаружения отражен-
ный сигнал будет довольно быстро возрастать. Оператор пере-
даст сообщение:
— Цель!
ПОБОЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Есть разные радиолокационные станции. Одни предназна-
чены для кругового обзора или дальнего наблюдения за обшир-
ным районом, другие —для точной наводки артиллерийских ору-
дий на ближние цели, третьи — для «прочесывания» узких сек-
Рис. 47. Диаграммы направленности различных станций
63
торов и т. д. В одном случае требуется «булавочная» направ-
ленность антенны, в другом — «сигарная», но может понадо-
биться и еще какая-либо антенна. Все зависит от назначения
станции.
Если, .например, антенна излучает только в одну сторону
и почти совершенно не излучает в противоположную, то это
излучение происходит в пределах чрезмерно широкого угла.
Выражаясь на техническом языке, — угол раствора велик. Вас
это не устраивает. Вы хотите получить более резкую направлен-
ность. Выбирайте любую диаграмму из коллекции, приведенной
на рис. 47. Здесь они расположены в порядке возрастания напра-
вленности.
Заметьте наличие небольших лепестков сбоку и сзади глав-
ного лепестка диаграммы. Это так называемые лепестки побоч-
ных излучений. Они показывают, что хотя наибольшее количе-
ство энергии радиоволн излучается по одному направлению, все
же имеется непроизводительное рассеяние энергии в стороны
и в противоположном направлении.
Лепестки побочных излучений могут быть сравнены с тон-
кими водяными струйками, вырывающимися из дырочек в по-
жарнохМ брандспойте. Конечно, побочные лепестки — непроизво-
дительная трата энергии, но создать антенну без лепестков
иногда очень сложно и дорого.
Вполне достаточно того, что подавляющее количество энер-
гии радиоволн излучается строго направленно. Стремиться к
полному уничтожению побочных излучений антенны надо
только тогда, когда это необходимо для специальных целей.
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ДИАГРАММА
Не упускайте из виду того, что все диаграммы, о которых
мы до сих пор говорили, относятся только к направленности в
горизонтальной плоскости, или, как принято говорить, в пла-
не. Излучение же производится объемным лучом. Поэтому
надо знать, как антенна излучает и по горизонтали и по верти-
кали, — лишь тогда можно составить полное представление о ее
работе.
Излучение по вертикали удобнее всего отображается диа-
граммами, получаемыми в том предположении, что наблюдатель
смотрит на антенну теперь уже не сверху, а сбоку. Такие диа-
граммы называются высотными: они показывают, как распре-
делено излучение радиоволн по высоте.
Диаграммы, вычерчиваемые в горизонтальной плоскости,
показывают, как распределено излучение радиоволн по азиму-
там; поэтому назовем их азимутальными.
Чтобы вычертить азимутальную диаграмму, мы с вами обно-
сили приемник вокруг излучающей антенны, оставаясь в пре-
64
делах горизонтальной плоскости. Чтобы вычертить высотную
диаграмму, нам пришлось бы летать на дирижабле или на са-
молете. Вы потом узнаете, что именно так и поступают.
Тот самый вертикальный вибратор, азимутальная диаграмма
которого (рис. 45) вам уже знакома и представляет собой круг,
в вертикальной плоскости имеет совершенно иную диаграмму, —
она показана на рис. 48. Как
равномерным во все стороны,
тор
видите, излучение не получается
В направлении своей длины вибра-
абсолютно не излучает.
Рис. 48. Диаграмма направленности Рис. 49. Наиболее наглядно харак-
вертикального вибратора в верти- теризует направленное излучение
калькой плоскости	антенны ее пространственная диа<
грамма

Еще более наглядно характеризует излучение антенны ее
пространственная диаграмма. Она получается при совмещении
обеих диаграмм — в плане и по вертикали. Посмотрите на рис.
49. На нем изображена пространственная диаграмма направ-
ленного излучения вертикального вибратора. Ее можно назвать
паспортом антенны, — настолько сжато и исчерпывающе опре-
деляет она все то, что в первую очередь нужно знать о направ-
ленной антенне.
Эта диаграмма напоминает пышку или пончик, сжатый
двумя пальцами посредине. Придя работать на радиолокацион-
ную станцию, непременно узнайте, какую именно диаграмму
направленности имеет ее антенна. Не знать этого — значит ра-
ботать вслепую.
ЗОНЫ
Для того чтобы цель в пределах действия радиолокационной
станции не выпустить из зоны обнаружения, оператор должен
располагать возможностью целиться, направлять излучение
точно на цель. Так как цель может появиться с любой стороны,
то антенное устройство должно быть поворотным. «Обшаривая»
небосклон в поисках цели, оператор вращает антенну, описывая
лучом в пространстве гигантскую объемную незримую фигуру—
зону обнаружения. О ее размерах вы можете судить по тому,
что она простирается во все стороны от антенны ровно на
столько километров, на сколько километров действует станция.
Зону обнаружения не следует представлять в виде шарового
колпака, окружающего станцию со всех сторон. Вообразите
5	Что такое радиолокация	65
себе фигуру, показанную на рис. 50. Увеличьте теперь ее во
столько раз, во сколько дальность действия станции больше
размеров сигары или груши, и вы получите некоторое пред-
ставление о том, что такое зона обнаружения станции.
Рис. 50. Зона обнаружения
радиолокационной станции
Как бы антенна ни поворачивалась, но если самолет нахо-
дится вне пределов зоны обнаружения, т. е. в мертвой зоне,
станция его не обнаружит. В случае когда пространственная
диаграмма излучения напоминает сигару, получаются две мерт-
вые зоны: одна в форме воронки — выше зоны обнаружения, и
другая — так называемая подлучевая мертвая зона. Находясь
в мертвой зоне, вражеский самолет может приблизиться незаме-
ченным, конечно, при условии, если он знает, как эти зоны рас-
положены в пространстве.
Далеко не у всех антенн высотная диаграмма представлена
одиночным лепестком. Достаточно изменить лишь высоту ан-
тенны, чтобы сильно повлиять на диаграмму и вызвать появле-
ние на ней дополнительных лепестков. Об этом свидетельствует
серия диаграмм на рис. 51, напоминающая коллекцию бабочек
Рис. 51. При изменении высоты подъема полуволнового вибратора
над землей диаграмма направленности резко изменяется:
зх
а — высота вибратора над землей Х/4; б — Х/2; в-> г — X; д —• 2Х; е — 4Х
4
66
или цветов. Все эти диаграммы относятся к одной и той же
горизонтальной антенне, длиной в половину волны. Меняется ее
высота, только высота, выраженная в длинах волн, и резко
меняется результат.
Упрощенное объяснение этому таково. Земля хоть и не яв-
ляется идеальным проводником, но все же хорошо отражает
радиоволны. Отраженные от земли волны интерферируют с вол-
нами, излучаемыми непосредственно антенной. Это и приводит
к тому, что высотная диаграмма резко меняется даже при не-
больших изменениях высоты. Для изменения условий интерфе-
ренции в пространстве достаточно сдвинуть одну волну относи-
тельно другой на небольшую часть ее длины, — об этом как. раз
и свидетельствует наша «коллекция бабочек».
Следя за перемещением цели в пространстве, оператор
замечает, что цель начинает выходить из зоны обнаружения.
Азимутальным вращением антенны удержать цель в зоне
обнаружения не удается. Цель вот-вот ускользнет. Остается
предположить, что цель входит в мертвую зону. Если кон-
струкция антенного устройства такова, что антенну можно
поднимать и опускать, то это позволит оператору не выпускать
цель из зоны обнаружения. Хороший оператор чувствует, что
именно происходит с пространственной зоной обнаружения при
изменениях высоты антенны. Антенна поднята на метр, — и
оператор четко представляет, как опустился главный лепесток
диаграммы, что произошло с побочными лепестками, как из-
менились очертания мертвых зон.
Чтобы лучше уяснить все это, прервите чтение. Вообразите
себя на самолете и полетайте вокруг радиолокационной станции,
диаграммы направленности которой представлены на рис. 51.
МНОГОДИПОЛЬНЫЕ АНТЕННЫ
Подведем некоторые предварительные итоги изложенного
о направленности простейшей одноднпольной антенны.
Для очень коротких сантиметровых и миллиметровых волн
остро направленное излучение, как и в случае световых волн,
дают рефлекторы. При помощи рефлектора излучение во всех
других направлениях не уничтожается, а суммируется с излуче-
нием по одному заданному направлению, куда обращен раструб
рефлектора. Благодаря этому получается многократное увели-
чение потока энергии в одном направлении. Однако применение
таких рефлекторов для метровых волн ограничивается конструк-
тивными соображениями — рефлекторы получаются очень гро-
моздкими.
Применяя в качестве рефлектора на метровых волнах пас-
сивный вибратор и используя явление интерференции, удается
получить однонаправленное излучение, но в этом случае угол
раствора слишком велик.
5*
67
Значительное усиление направленности обеспечивается много-
дипольными антеннами. Взгляните на рис. 52, и вы убедитесь
по диаграммам, что чем из большего числа элементов состав-
лено антенное устройство, тем более резким получается направ-
Рис. 52. При увеличении числа элементов
многодипольных антенн направленность воз-
растает
Рис. 53. Антенна типа „брод*
сайд" обеспечивает получе-
ние узконаправленного из-
лучения
На рис. 53 показана антенна, получившая название «брод-
сайд», — эго большая плоская рама с восемью горизонтально
укрепленными диполями, питаемыми током высокой частоты.
На том же рисунке дана диаграмма направленности такой
восьмидипольной антенны с применением рефлектора, показы-
вающая, что излучение получается весьма узко направленным
в одну сторону.
ДИРЕКТОРЫ
Взгляните на рис. 54. Эту конструкцию, напоминающую
лестницу с перекладинами, я представил вам в качестве остро-
умного приспособления, способного резко направленно из-
лучать в пространство потоки радиоволн. Теперь, когда вы
ознакомились с основными идеями конструкции направленных
антенн, можно поближе познакомиться с приспособлением,
носящим название антенны Уда-Яги, по имени ее конструкто-
ров.
Антенна Уда-Яги имеет всего лишь один активный ви-
братор — второй слева. Только он питается высокочастотным
током радиолокационной станции. Все остальные элементы
68
антенны, укрепленные на деревянной рее (траверзе) параллельно
активному вибратору, ни с чем не соединены. Их называют пас-
сивными. Однако они на самом деле весьма активно участвуют
в событиях, влияя на их конечный результат. Без них активный
вибратор напоминал бы во многом автомобильную лампочку
без рефлектора.
Собственно рефлектором в антенне Уда-Яги является метал-
лический стержень, длиной около половины волны, находящийся
на расстоянии четверти волны от активного вибратора — край-
ний слева. Его роль определяется данным ему названием й
понятна вам из предшествующих объяснений.
По другую сторону активного вибратора на рее укреплено
несколько параллельно расположенных металлических стержней,
длиной немногим меньше половины волны, удаленных один от
другого почти на четверть волны. Каждый такой стержень
имеет громкое название — директор («направитель»); он спо-
Рис. 54. а — антенна Уда-Яги; б — пояснение принципа действия
этой антенны
собствует собиранию радиоволнового потока в узкий луч; от
воздействия активного вибратора в нем создается ток высокой
частоты, который в свою очередь создает свое собственное
электромагнитное поле. Таких полей несколько — у каждого
директора свое. Между полями возникает сложная интер-
69
ференция. Конечным результатом является сильная концен-
трация радиоволнового потока в пределах узкого луча, на-
правленного в сторону от активного вибратора через все
директоры — вдоль реи — в открытое пространство.
Можно было бы применить один директор, и тогда антенна
Уда-Яги состояла бы из трех элементов: активного вибратора,
рефлектора и директора. Однако от увеличения числа директо-
ров направленность возрастает. Поэтому можно встретить такие
антенны с тремя, пятью и еще большим числом директоров.
СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТА
Определяя азимут, оператор радиолокационной станции
вращает антенну вправо и влево от направления на цель, пока
не убедится в получении максимального отраженного сигнала.
Это и укажет ему то, что азимутально антенна ориентирована
точно на цель. Остается прочесть показание, отмечаемое стрелкой
на устройстве вращения антенны. Такой способ определения ази-
мута называется определением по максимуму.
Нужно повернуть антенну на довольно большой угол, чтобы
отойти от положения максимума. Предположим, что расхожде-
ние в 1—2° вправо и влево почти не обнаруживается: оператор
считает, что сигнал нисколько не изменился. Значит, на пово-
роты в пределах 2—4° станция никак не реагирует.
Есть другой способ, более точный. Оператор, поймав цель,
«берет ее в вилку». Внимательно посмотрите на рис. 55 и 56,
и вам станут ясны недостатки первого и преимущества второго
способа.
Рис. 55. Можно определить азимут цели по максимальному сигналу
70
Рис. 56. Более точные результаты дает определение азимута по „пропа-
даниям “
По второму способу оператор не добивается получения макси-
мума. Наоборот, он уходит от него, поворачивая антенну в сто-
рону до тех пор, пока сигнал не начнет резко (именно резко —
в этом все дело!) исчезать. С этого момента он прекращает вра-
щать антенну и тщательно фиксирует отметку азимута. Пусть
это будет 326,5°. Затем он возвращается к максимуму, проходит
его дальше и снова ищет такого же пропадания сигнала, но уже
по другую сторону от максимума. Пусть это будет 338°. Так по-
лучаются две отметки, симметрично расположенные относи-
тельно максимума. Цель, как говорят, «взята на вилку». Точный
азимут определяется как средняя точка между этими двумя от-
метками. Надо сложить цифры и разделить их пополам, чтобы
получить точный ответ: 332,25°.
Преимущества второго способа определения азимута —
«вилкой» (определение по пропаданиям) — четко фиксируемые
положения пропадания сигнала. Только это и заставляет опера-
тора тратить больше времени на второй способ. Конечно, вы-
числять оператору не приходится: весьма простые вычислитель-
ные устройства сразу же дают оператору готовый ответ. Когда
у оператора абсолютно нет свободного времени, он определяет
азимут цели по максимуму. Но если требуется уточнение и для
этого есть свободные секунды, он прибегает к более точному
способу — по пропаданиям, «вилкой». Обязательным условием
его применения является симметричность диаграммы направлен-
ности относительно главной оси излучения. Только в этом
случае максимум сигнала окажется точно посредине между
двумя взятыми отметками «вилки».
71
Рис. 57. В качестве
антенны радиопелен-
гатора может служить
провод, намотанный на
рамку
не зря. Скрещивая
Дальше мы познакомимся еще с одним способом точного
определения азимута, получившим широкое применение. Всему
свое время.
РАДИОПЕЛЕНГАЦИЯ ПОМОГАЕТ РАДИОЛОКАЦИИ
Теперь подошло время остановиться на ненаправленном
излучении и направленном приеме; нам предстоит узнать, как
определяется «курс» неизвестно откуда отражаемых сигналов.
Определение направления цели называется пеленгацией.
Когда пеленгация осуществляется радиотехническими методами,
она приобретает название радиопеленгации.
Пеленгация должна быть вам хорошо знакома хотя бы по-
тому, что, едва появившись на свет, вы начали ею заниматься
практически и, надо думать, приобрели к
настоящему времени порядочный опыт. При-
рода снабдила нас довольно хорошими зву-
ковыми пеленгаторами — ушами. Еще не
умея разговаривать, вы благодаря им тяну-
лись в ту сторону, откуда слышался род-
ной голос. Насколько вы усовершенствова-
лись в пеленгации, может свидетельство-
вать хотя бы такой факт: достаточно звуку
притти откуда-то сбоку, справа, к вашему
правому уху, на 0,00003 секунды раньше,
чем к левому, и вы сразу же это заметите,
довольно точно указав, откуда именно при-
шел этот звук. Иначе говоря, вы произво-
дите звуковую пеленгацию.
Природа снабдила нас и другими пелен-
гаторами — зрением. Два глаза нам даны
взгляды глаз на наблюдаемом объекте, мы
производим самую настоящую зрительную пеленгацию. Рассмат-
риваемый объект оказывается на пересечении световых зритель-
ных пеленгов. Мифическое существо — одноглазый циклоп вряд
ли мог правильно оценивать расстояния до окружающих его
предметов.
Сущность радиопеленгации сводится к тому, что прием
радиосигналов производится на антенну резко направленного
действия. В качестве такой антенны может служить провод,
свитый в большую плоскую рамочную петлю (рис. 57). Оба конца
провода присоединены к приемнику. Когда плоскость рамочной
антенны, вращаемой вокруг вертикальной оси, перпендикулярна
направлению на передающую радиостанцию, радиоволны этой
станции создают в обеих половинах рамочной антенны одинако-
вые электрические токи высокой частоты. Если в одной ее
стороне ток течет сверху вниз, то сверху вниз он направлен и
в другой ее стороне, так как радиоволны в равной мере дей-
72
ствуют на обе стороны рамки. Это значит, что токи будут на-
правлены навстречу один другому. Они полностью уравно-
весятся, компенсируя друг друга. От антенны к приемнику не
поступит вследствие этого никакого сигнала. Оператор пелен-
гатора в этот момент отметит резкое пропадание слышимости.
Стоит слегка повернуть рамку — «чуть-чуть вправо» или
«влево» — вокруг вертикальной оси, и ток в одной стороне
рамки уже не будет равен току в другой. К одной ее стороне
волны придут раньше, чем к другой. Конечно, расхождение будет
небольшим, но все же точное равновесие токов будет нарушено.
К приемнику будет подан нескомпенсированный «остаток» —
результат противодействия токов. Оператор услышит сигнал,
многократно усиленный приемником.
Сигнал будет тем громче, чем больше «остаток», т. е. чем
ближе совпадает направление на передающую станцию с плоско-
стью рамки. Когда плоскость рамки совпадет с направлением на
цель, «остаток» достигнет своего максимального значения —
сигнал будет максимально громким.
Итак, когда рамка своей плоскостью направлена на пере-
дающую станцию, — сигнал максимально громкий, а когда на-
правление на станцию перпендикулярно к плоскости рамки, —
сигнал не слышен. Именно это и составляет практическую
основу радиопеленгации. Добиваясь путем вращения рамки
либо пропадания слышимости, либо максимальной громкости,
оператор довольно точно определяет пеленг станции. Отклоне-
ния рамки на 1° и даже меньше обнаруживаются отчетливо.
Прочитав показание на азимутальной шкале рамочной ан-
тенны, оператор проводит на карте линию от пункта своего на-
хождения в направлении только что определенного пеленга.
Радиоволны поступают именно с этого направления. «Курс»
сигналов определен.
Если пеленговать при помощи двух пеленгаторов, уста-
новленных на некотором расстоянии один от другого, то, опре-
делив на каждой станции направление на передающую стан-
цию и проложив пеленги на карту до их пересечения, мы сможем
определить и местоположение передающей станции — она
будет в точке пересечения обоих пеленгов (вспомните об ушах
или глазах). Можно увеличить точность этого определения места
станции, если увеличить число одновременно работающих пелен-
гаторов, которые засекают станцию с разных направлений.
СПОСОБ РАВНОСИГНАЛЬНОЙ ЗОНЫ—
НАИБОЛЕЕ ТОЧНЫЙ
Направленный прием на рамку — не единственная возмож-
ность радиопеленгации. В радиолокации преимущественное рас-
пространение получил способ определения азимута цели по-
переменным приемом на две одинаковые, но удаленные одна от
73
другой антенны. На рис. 58 показаны не только самые антенны
(А и 5), но и их диаграммы направленности. Цель, обозначен-
ная фигуркой самолета, облучается волнами радиолокационной
станции. Когда цель находится в положении 7, то приемная ан-
тенна А получит значительно более сильный отраженный
сигнал, нежели антенна Б.
Рис. 58. Способ равносигнальной зоны обеспечивает наибольшую точность
определения азимута
Случай, когда самолет находится в положении 3, оказы-
вается как бы зеркальным по отношению к предшествующему.
Теперь уже антенна Б будет получать более сильный сигнал.
Нетрудно сообразить, что расхождение в величинах сигна-
лов будет тем больше, чем дальше цель уходит в сторону от
центральной линии, названной на рисунке равносигнальной.
Случай, когда самолет находится в положении 2, не требует
особых пояснений. Антенны А и Б будут получать сигналы рав-
ной силы. В пространстве, непосредственно прилегающем к равно-
сигнальной линии, образуется равносигнальная зона. Находясь
в ней, самолет в одинаковой степени воздействует на обе прием-
ные антенны отражаемыми от себя радиоволнами.
Обычно антенны А и Б жестко скреплены между собой. Их
устанавливают на одном общем основании. Оператор вращает
это основание до тех пор, пока сигналы от обеих антенн не
сравняются. Тем самым оператор «ловит» цель равносигналь-
ной зоной своих антенн. Отсюда и самый способ определения
азимута при помощи двух удаленных одна от другой антенн по-
лучил название способа равносигнальной зоны.
Достигнув равенства сигналов, оператор просто прочитывает
показание на круговой шкале вращения антенн, размеченной
в градусах.
74
Практически сравнение сигналов по величине осущест-
вляется попеременными переключениями антенн. Прибор, опре-
деляющий силу сигналов, сначала присоединяется к антенне А,
затем к антенне 5, после чего — снова к антенне А и т. д. Эти
переключения производятся посредством так называемого ан-
тенного переключателя. Оператору не нужно следить за двумя
различными приборами — один и тот же прибор учитывает
величины сигналов попеременно в той и в другой антенне. Как
только показания прибора становятся при переключениях
одинаковыми, — цель поймана в равносигнальную зону. Тем
самым определен и ее азимут.
Из всех рассмотренных нами способов определения азимута
способ равносигнальной зоны наиболее точный. Его точность
в значительной мере определяется степенью удаления антенн.
Чем дальше они одна от другой (в известных пределах, конечно),
тем с большей точностью определяется азимут. Эти антенны
можно сравнить со сторонами радиопеленгационной рамки.
Сигнал, отдаваемый рамкой приемнику, является результатом
взаимодействия двух сигналов, обособленно создаваемых
в сторонах рамки. Такие приемные антенны, в частности,
устанавливаются на концах плоскостей самолета, вооружен-
ного радиолокационной станцией.
КАК ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ УГОЛ МЕСТА
Когда излучающая антенна резко направленного действия
нацелена на самолет, отраженный сигнал получается мак-
симальным. Достаточно немного отклонить антенну куда-либо
в сторону, и отраженный сигнал станет слабее. Если антенна
представляет собой шаровой или параболический рефлектор, то
определение угла места производится очень просто: ориенти-
ровав антенну точно по азимуту, нужно поднимать рефлектор
или опускать его вниз до получения максимального отраженного
сигнала. Как только это будет достигнуто, вы сможете утверж-
дать, что вам удалось главную ось излучения точно совместить
с направлением на цель. Остается прочесть азимут и угол места
по делениям соответствующих шкал.
Можно было бы для определения угла места применить
рамочную антенну, вращаемую вокруг горизонтальной оси.
Антенна не отличает горизонтали от вертикали. Она при-
знает только направление на станцию, волны которой действуют
на нее. Вращайте рамку вокруг вертикальной оси, и она будет
определять азимуты. Вращайте ее вокруг горизонтальной оси,
и эта же самая антенна послужит вам в качестве устройства
для определения угла места. Применению рамочных антенн для
определения угла места мешает земля, отражающая от себя
волны, что приводит к сильному искажению результатов. По-
этому такие рамочные антенны для определения углов места
75
Рис. 59. Определение высоты цели по высотной диаграмме направленности
(по „пропаданиям" сигнала)
надо располагать на большом отдалении от земной поверхности
или как-то компенсировать влияние земли.
Познакомимся с двумя распространенными способами опре-
деления угла места наземными радиолокационными станциями
дальнего обнаружения (метрового диапазона). Особенность
этих способов заключается в том, что в данном случае нельзя
не учитывать влияния отражения волн от земли.
Первый способ — по высотной диаграмме антенного
устройства.
Пусть эта диаграмма имеет вид, как показано на рис. 59.
Азимут цели и дальность оператором уже определены. Самолет
должен быть где-то около точки В, отстоящей на 83 км от
радиолокационной станции. Неизвестна лишь третья коорди-
ната — высота самолета. Приближаясь, самолет выходит из
зоны обнаружения, влетая в межлепестковую зону. В этот
момент оператор заметит пропадание отраженного сигнала.
Взглянув на диаграмму, он сразу поймет, в чем дело. Очевидно,
самолет в этот момент проходит через точку В, так как именно
ей на расстоянии 83 км соответствует выход цели из зоны
обнаружения. Следовательно, самолет летит на высоте 3 0С0 м.
Если бы самолет летел на высоте 2 500 м, то лишь приблизившись
до 60 км. он начал бы покидать зону обнаружения.
Способ этот довольно приближенный, но все же им иногда
можно воспользоваться.
Второй способ более точный. Он потребует от вас возоб-
новления в памяти представления о том, как влияет высота
антенны на ее высотную диаграмму.
На рис. 60 показаны две абсолютно одинаковые приемные
антенны, расположенные на общей мачте одна несколько выше
76
Рис. 60. Более точный способ определения высоты самолета при наличии
двух антенных систем, расположенных на разной высоте
другой. Тут же нарисованы и их высотные диаграммы. Как
видите, направленность у антенн различна, и именно потому,
что высоты антенн не одинаковы. Лепесток у нижней антенны
приподнят, т. е. направлен под бблыиим углом возвышения, чем
у верхней. При этом получается, что нижняя антенна в большей
степени направлена на цель (самолет в правой части рисунка),
нежели верхняя. Поэтому нижняя антенна передаст станции
более сильный сигнал, отраженный от цели, чем верхняя.
При увеличении высоты самолета сигнал от нижней ан-
тенны будет усиливаться, а от верхней — ослабевать. Наоборот,
при уменьшении высоты самолета сигнал от нижней антенны
начнет ослабевать, а от верхней — усиливаться. Попеременное
переключение антенн позволит установить соотношение между
амплитудами сигналов. Установив заранее, каким именно высо-
там цели соответствуют различные соотношения, можно до*
вольно точно определять высоту цели.
Оператору, конечно, ничего вычислять не приходится.
Быстро найдя, что сигнал от нижней антенны в два раза больше
сигнала от верхней, он смотрит в таблицу и прямо читает:
3,5 км. Больше ничего делать не нужно!
ГЛАВНОЕ —НЕ УПУСТИТЬ ЦЕЛЬ!
Ознакомившись со способами определения азимута и угла
места, вы, возможно, испытаете нечто вроде растерянности,
вспомнив, что радиолокационные станции устанавливаются не
только на земле или больших кораблях, но и на самолетах-
истребителях. Вы не сможете представить, как это при стреми-
77
тельном сближении с невидимым ночью врагом на самолете
успевают вращать антенну, отыскивать максимум, определять
пропадания, переключать антенны и прочее. При выходе в атаку,
т. е. в самый ответственный момент, счет начинает итти на доли
секунды, — как тут успеть все проделать?
Рио* 61. Поймав цель, пилот нацеливает на нее свой самолет
В действительности все получается проще. Антенны само-
летной радиолокационной станции не вращаются, они укреп-
лены неподвижно. Самолетная станция излучает радиоволны
лучом только вперед, как бы самолет ни кружился в воздухе.
Поймав цель, пилот так нацеливает свой самолет, что «упирает»
в нее главную ось излучения. Все, что дальше потребуется
пилоту, — это так ориентировать самолет, чтобы сигнал от пра-
вой приемной антенны был в точности равен сигналу от левой.
Небольшое отклонение самолета в сторону — вправо, влево,
вверх или вниз, — и сигналы будут различны. Этого и нельзя
допускать! Все умение оператора самолетной радиолокационной
станции и заключается в том, чтобы не упустить цель. Никаких
азимутов, никаких углов возвышения и прочего, — все это
оставлено на земле.
В станциях сантиметрового диапазона, которые находят все
большее распространение, земля не мешает, и можно, направляя
узкий луч на цель, непосредственно читать угол места или
даже высоту полета цели по приборам.
ГЛАВА ПЯТАЯ
ЛАМПОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЫ
ДДы добросовестно потрудились, стремясь понять, как устро-
* ена и как работает радиолокационная станция, и устано-
вили, что в основе радиолокации — три принципа. Нам стало
известно, что радиоволны отражаются от проводящих тел, что
можно сконцентрировать радиоволны в узкий пучок и излучать
его в пространство направленно. Мы знаем, что для излучения
радиоволн в пространство надо воспользоваться антенной, и
умеем так сконструировать антенну, чтобы получить любую, по
нашему желанию, диаграмму направленности.
Излучая радиоволны, антенна непрерывно посылает элек-
тромагнитную энергию высокой частоты в эфир порцию за пор-
цией. Откуда антенна получает эту энергию, мы также знаем:
электромагнитные колебания любой частоты для антенны легче
всего получить при помощи колебательного контура.
Откуда же беспрерывно черпает энергию сам колебательный
контур?
Очевидно, что нужно устройство, передающее контуру все
новые и новые количества энергии взамен тех, которые он с
пользой передает антенне, и тех, которые бесполезно затрачи-
вает в самом себе. Вот о работе подобных устройств нам пока
ничего не известно.
Радиотехника за время своего существования (а ей в 1945 г.
исполнилось ровно полвека) перепробовала массу всяких спо-
собов, обеспечивающих длительное создание радиоволн. Все
способы, за исключением одного, не выдерживали испытания
практикой, и от них отказывались. Дело в том, что подбрасы-
вание новых количеств электрической энергии в контур нужно
производить в такт с колебаниями. Не вб-время подброшенная
порция не только не поддержит колебаний, но сорвет их.
Этот наиболее пригодный способ, посредством которого про-
изводится передача в контур новых и новых количеств электри-
ческой энергии, применяется уже три десятка лет. Я имею в
виду электронную лампу, душу современной радиотехники.
79
С нее и начинается наше ознакомление со способами и сред-
ствами создания в колебательнОхМ контуре резерва мощности
высокочастотных колебаний, откуда антенна черпает энергию
для поддержания излучения радиоволн.
ЛАМПА, КОТОРАЯ ВОВСЕ НЕ ЛАМПА
Лампой, как известно, называется прибор, служащий для
освещения. Электронные лампы для освещения не предназна-
чены. Современные металлические лампы дают света не больше,
чем дверные ручки. Но называются они так не случайно: их
прародительницей была самая обыкновенная электрическая
осветительная лампа.
Мы многого не подозреваем из того, что происходит в окру-
жающей нас природе, если только ни одно из наших чувств
не сигнализирует нам об этом. Глядя на раскаленный гвоздь, вы
не догадываетесь, что этот гвоздь не только распространяет
свет и тепло, но еще и излучает никому не видимые и ничем не-
посредственно не обнаруживаемые мельчайшие отрицательные
заряды электричества — электроны.
Не имея хотя бы упрощенного представления об электронах,
невозможно понять работу электронной лампы.
ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОН
По современному представлению, атомы всех веществ, эти
«кирпичи мироздания», из которых создано все нас окружающее
и мы сами, имеют весьма
сложную структуру, напоми-
нающую солнечную систему в
миниатюре. Когда-то атомы
считали неделимыми, отсюда и
их название («атом» — недели-
мый). Но современная наука
затрудняется дать ответ, есть
ли предел их делимости.
Центральную часть атома
образует его ядро, обладаю-
щее положительным электри-
ческим зарядом. На различных
расстояниях вокруг него с
большими скоростями по зам-
кнутым путям движутся элек-
Рис. 62. Атомы имеют сложную струк- троны — элементарные отрица-
туру, напоминающую солнечную си- тельные заряды электричества,
стему в миниатюре	Электрон невидим; можно
дать вам почувствовать, на-
сколько он мал. Чтобы сделать его заметным для глаза, увели-
чим его до толщины волоса. Это равносильно увеличению тол-
8С
щины волоса до размеров диаметра земного шара — с 0,1 мм
до 13 000 км1 Человек с такими волосами был бы трудно вооб-
разимым гигантом. Его рост превышал бы два миллиона кило-
метров! На огромную ладонь, простирающуюся от земли до
Луны, мы кладем ему крошечный «шарик» — электрон, диамет-
ро м 0,1 мм. Можно заранее утверждать, что гигант его не уви-
дит, как не можем мы увидеть «натуральный» электрон ни в ка-
кие микроскопы.
Наука утверждает, что одно простое вещество отличается
от другого лишь количеством электронов и составом ядра. Во-
круг ядра водородного атома, простейшего из всех, вращается
всего лишь один электрон. Газ гелий немногим богаче: у него два
электрона. Атом железа имеет уже 26 электронов, медь 29, а
золото 79. Больше всего электронов имеет уран: 92.
Можно временно создать избыток или недостаток электро-
нов в атоме, не меняя состава ядра. Эта задача под силу вам
даже в том случае, если вы не располагаете сложным лабора-
торным оборудованием. Приведение в порядок вашей прически
посредством гребенки как раз и сопровождается такими внутри-
атомными изменениями.
При временном избытке электронов в атомах вещество при-
обретает отрицательный заряд, а при недостатке — положи-
тельный. Иначе говоря, вещество электризуется. Причесываясь,
вы отнимаете от волос электроны, заряжая тем самым волосы
положительно, и передаете эти электроны гребенке, вследствие
чего гребенка приобретает отрицательный заряд. Когда тело
электрически нейтрально, атомы находятся в состоянии электри-
ческого равновесия. Сумма всех отрицательных зарядов элек-
тронов в атоме в точности равна положительному заряду ядра.
Природа ведет свою бухгалтерию в образцовом порядке.
СВОБОДНЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ
Электроны могут существовать и не только в составе
атомов.
В атомах проводников наиболее далекие (периферийные)
электроны при известных условиях могут покидать свои места
и вести бродячий образ жизни, хаотически блуждая в обширных
междуатомных пространствах, напоминая мушек, вьющихся
вокруг спелых плодов яблони.
Что касается изоляторов, то там в этом отношении порядки
строже, и ядра атомов напоминают зорких нянек. Поэтому
электроны в изоляторах, как правило, ведут оседлый образ
жизни внутри атомов.
Блуждающие, или, как их еще называют, свободные элек-
троны под влиянием внешних электрических сил начинают ор-
ганизованно, уже не хаотически, двигаться в каком-либо общем
6	Что такое радиолокация	81
направлении. Их словно «электрическим ветром» сдувает в сто-
рону, как сдувает сильный ветер рой комаров.
Движение электронов, чем бы оно ни было
вызвано, образует электрический ток. Прочтите
эту фразу еще раз и хорошенько ее запомните. Всякое движе-
ние электронов образует электрический ток, и чем большее ко-
личество электронов участвует в этом движении, тем сильнее
электрический ток. Разумеется, беспорядочные перемещения
электронов во внутриатомных пространствах образуют и беспо-
рядочные токи, внешне ничем не обнаруживаемые.
Итак, чтобы получить электрический ток, нужно заставить
свободные, «бродячие» электроны организованно перемещаться.
Отсутствие свободных электронов в изоляторах не позво-
ляет создаться электрическому току в таких веществах, как
бумага, слюда, парафин, фарфор, стекло, и во многих других
непроводниках.
ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ
При нагревании металлов свободные электроны, беспоря-
дочно перемещающиеся между атомами вещества, начинают
двигаться еще более энергично, как частицы воды в бурлящем
кипятке. По мере дальнейшего повышения температуры возраста-
ние движений приводит к тому, что все большее количество
электронов покидает пределы данного вещества и вылетает из
его поверхности. Это явление носит название термоэлектронной
(«термос» — тепло) эмиссии (испускания) электронов.
Не только раскаленные гвозди склонны к термоэлектронной
эмиссии. Все, что раскалено, способно испускать электроны.
Нить электролампы, кроме света и тепла, испускает мириады
этих электронов. Солнце забрасывает вселенную ураганами
электронных лавин, проносящихся в пространстве и обрушиваю-
щихся на планеты и другие встречные небесные тела, в том чи-
сле и на землю.
Нагрейте разные металлы до одинаковой температуры,— они
будут излучать далеко не одинаковое количество электронов.
Лучше многих других металлов излучают электроны цезий, ка-
лий, барий, натрий, кальций — так называемые щелочно-земель-
ные металлы. Но один и тот же металл излучает тем больше
электронов, чем выше его температура, поэтому часто приме-
няются для изготовления катодов тугоплавкие металлы, напри-
мер, вольфрам, плавящийся лишь при температуре 3400° С.
ЧТО ОТКРЫЛ ЭДИСОН
В 1883 г. известный изобретатель Томас Эдисон, работая
над усовершенствованием электрической осветительной лампы
с угольной нитью, изобретенной А. Н. Лодыгиным, обнаружил
интересное явление, которое он не смог объяснить.
82
Рис. 63. Эдисон заметил, что стрел-
ка чувствительного прибора от-
клонялась
Желая изучить вопрос о распылении угольной нити, Эдисон
произвел хирургическую операцию лампе и поместил внутрь
колбы металлическую пластинку. От пластинки имелся вывод-
ной проводничок наружу.
Изобретатель был сильно озадачен, когда заметил откло-
нение стрелки чувствительного электроизмерительного прибора,
случайно оказавшегося присоеди-
ненным к выводам от пластинки
и накаливаемой нити. Эдисон не
мог не уважать фактов, в особен-
ности многократно проверенных.
Факт же заключался в том, что
стрелку прибора мог отклонять
лишь электрический ток. Но
только зная об электронах, о тер-
моэлектронной эмиссии, можно
было бы объяснить его возникно-
вение. Много лет спустя другие
ученые дали объяснение этому
явлению.
Сущность эффекта Эдисона
заключается в следующем. Рас-
каленная электрическим -током
нить лампы излучает электроны.
Часть их попадает на металли-
ческую пластинку, на которую подано положительное напряже-
ние, и далее, по соединительному проводнику, через электро-
измерительный прибор стекает к нити. После этого процесс
повторяется.
В цепи нить — пластинка — прибор — нить непрерывно дви-
жутся электроны, и их движение представляет собой ток, откло-
няющий стрелку прибора. Чтобы доказать, что это именно так,
достаточно прекратить накаливать нить, и стрелка прибора
вернется к нулевому делению. Меняя накал нити, можно изме-
нять интенсивность термоэлектронной эмиссии, а следовательно,
и величину тока в цепи пластинки.
От внимания Эдисона не ускользнул и тот факт, что стоит
зарядить пластинку положительно, чтобы резко увеличить ток
в ее цепи. Но стрелка даже самого чувствительного прибора не
отклоняется, если заряд пластинки отрицателен.
Теперь это должен уметь объяснить и школьник. Электро*
ны — отрицательные электрические заряды, а так как одноимен-
ные заряды отталкиваются, то отрицательно заряженная пла-
стинка отталкивает от себя электроны, и ток прекращается. На-
оборот, положительно заряженная пластинка притягивает к себе
электроны, что и приводит к возрастанию тока: разноименные
заряды притягиваются.
6*
83
СКОЛЬКО ЛЕТ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЕ
Прошли годы. Появился и все более совершенствовался ра-
диотелеграф. Новый вид связи нуждался в устройствах, про-
пускающих через себя электрический ток в одном направлении
и задерживающих в обратном, т. е. превращающих переменный
ток в постоянный, однонаправленный. В поисках более совер-
шенной конструкции такого устройства производились различ-
ные эксперименты. Наконец, пришла мысль применить в ка-
честве такого устройства «оперированную» лампу.
В самом деле, если требуется прибор с односторонним про-
пусканием тока, то лампа со впаянной пластинкой именно нм
и является. Электроны в ней движутся только в одном направ-
лении, следовательно, лишь в одном направлении может про-
текать и ток.
Прибор этот по существу ничем не отличается от «опериро-
ванной» лампы, которая была описана ранее. Но Эдисон не
догадался использовать открытое им явление для тех целей,
ради достижения которых было потеряно немало творческих
усилий и вдохновенного труда. Вот почему в графе «год рож-
дения» паспорта электронной лампы значится 1904.
Таким образом, в технику радиосвязи была введена первая
электронная лампа.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЛАПАН
Электронной лампе (так по аналогии с лампочкой накалива-
ния был назван и этот прибор) были предъявлены весьма скром-
ные требования, во многом напоми-
нающие те, которым полностью отве-
чают вентили всех автомобильных или
велосипедных камер. Вентиль, как из-
I /	(	\ вестно, при накачивании пропускает
1/1 у воздух внутрь камеры, но не позволяет
V-jY I	емУ выходить обратно.
J Лампа эта благодаря односто-
роннему протеканию тока в цепи пла-
)	стинки проделывала то же, что и вен-
Рис. 64. Электронная лампа- тиль, но с электрическим током. Не уди»
вентиль (диод) вительно, что одним из первых по вре-
мени названий электронной лампы яви-
лось куда более правильное наименование: электрический клапан.
За годы своего существования и развития электронная
лампа непрерывно совершенствовалась. Разработано большое
число различных типов. Электронная лампа, предназначавшаяся
для использования в радиоаппаратуре, теперь внедрена во все
отрасли науки, техники и производства. В радиолокационных
станциях эта лампа является важнейшей деталью.
84
ВТОРАЯ ЖИЗНЬ
Неизвестно, какая будущность ожидала новорожденную
электронную лампу, если бы двумя годами позже ее не заста-
вили в полном смысле переродиться и начать совершенно
иную жизнь.
Лампа была снова «оперирована». В пространство между
нитью и пластинкой был введен электрод1 (не электрон —
не путайте!) — третий по счету элемент, если первым считать
накаливаемую нить, а вторым пластинку. Будь этот электрод
Рис. 65. В лампу был введен
новый электрод-сетка
Рис. 66. Аноду стали придавать
различную форму
сплошным, он не пропускал бы электроны к пластинке. По-
этому его изготовили с массой мелких отверстий для пропуска
электронов, придав ему вид сетки. Так за третьим электродом
и до сих пор сохранилось название сетки, хотя зачастую эта
деталь на сетку бывает очень мало похожа (рис. 65).
Впоследствии изменялась и конструкция пластинки. Ей при-
давалась то форма цилиндра, вдоль оси которого укреплялась
накаливаемая нить, то форма квадратной, прямоугольной или
овальной коробки.
Пластинкой называть такой электрод было уже неудобно.
И его назвали анодом, подчеркивая этим словом, что он в рабо-
чем состоянии всегда заряжен положительно. Накаливаемую
нить назвали катодом, так как к ней в рабочем состоянии при-
соединяется отрицательный полюс той самой батареи, положи-
тельный полюс которой соединен с анодом.
1 Электродами в электронной лампе называют нить (катод), сетки,
анод, т. е. все отдельные элементы конструкции, находящиеся внутри
лампы и соединяющиеся с внешними цепями.
85
Изменилась и конструкция катода. Тонкую нить радиопри-
емных ламп можно накаливать лишь постоянным током. На-
кал переменным током создает неравномерность излучения
электронов, чего допустить нельзя. Когда ток, меняя направле-
ние, проходит через нулевое значение, нить успевает понизить
температуру и уменьшить эмиссию электронов. Но накал пере-
менным током выгоден: не требуется никаких батарей, ток
можно брать прямо от сети электрического освещения. Были
предложены так называемые подогревные катоды. Переменным
Оксидный	Фарфоровый
слой	цилиндр
проволочная нить
Рис. 67. Подогревный катод (увеличено)
током накаливается нить, заключенная в канальцах тонкого
фарфорового цилиндрика. Ток накаливает нить, нить сильно
повышает температуру цилиндрика, причем эта температура
практически неизменна: фарфоровый цилиндрик имеет большую
массу, которая не успевает охлаждаться при переменах направ-
ления тона. На поверхности цилиндрика нанесен слой металла,
способного испускать электроны. Так как температура его по-
стоянна, то постоянным окажется и испускание электронов.
Лампы с такими катодами получили название подогревных. Это
главным образом маломощные лампы, и применяются они в на-
стоящее время гораздо чаще ламп с простыми катодами в виде
нити. Их можно встретить во всех радиотехнических приборах,
питающихся переменным током. Применяются они, конечно, и в
радиолокационных приборах.
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА СЕТКА
Итак, трехэлектродная лампа («триод») имеет три электрода:
катод, анод и сетку.
Назначение катода и анода совершенно ясное: катод излу-
чает электроны, анод их «принимает». Но какую роль выпол-
няет сетка?
Омываемая со всех сторон стремительно проносящимися от
катода к аноду потоками электронов, она в состоянии оказывать
весьма сильное влияние на ход событий. Ее можно уподобить
милиционеру, умело регулирующему уличное движение,
86
Занимая выгодное стратегическое положение, она способна
диктовать свою волю электронному потоку. Заряженная отрица-
тельно, сетка неумолимо отталкивает электроны обратно к ка-
тоду, не пропуская их к аноду. Ток прекращается, — лампа
«запирается».
Но стоит сетку зарядить положительно, дать на нее положи-
тельное напряжение, как она сразу же сменит гнев на милость
и превратится в ревностного помощника анода, ускоряя бег на-
правляющихся к нему электронов. Лампа «отопрется».
Разумеется, чем боль-
me напряжение на сетке,
тем сильнее она воздей-
ствует на поток электро-
нов. Плавно меняя сеточ-
ное напряжение, удается
столь же плавно менять
величину анодного тока
в пределах от нуля до
максимума. Максимум
же определяется уже не
действиехМ сетки, а тем,
что при данной темпера-
туре катод не может дать
больше электронов, чем
он дает. Это — насыще-
ние.
Резкие изменения се-
Рис. 68. Сетка управляет потоком
электронов, пролетающих в лампе
точного напряжения при-
водят к не менее резким
изменениям анодного то-
ка. Иными словами, изменения силы анодного тока, в точности
следуя за изменениями величины напряжения на сетке, пред-
ставляют собой их электрическую копию, «слепок». Но копия
получается многократно увеличенной. Сетка расположена к ка-
тоду ближе, чем анод, и поэтому достаточно хоть немного изме-
нить напряжение на сетке, чтобы анодный ток изменился в зна-
чительных пределах.
Подведите к сетке слабенькие, «чуть живые» электрические
заряды, воспринятые в форме высокочастотных сигналов от
далекой радиостанции, и в анодной цепи появится их усилен-
ная «копия». Электронная лампа вдохнет жизнь в эти сигналы
перед тем, как они смогут сообщить что-либо связное о цели
своего прибытия.
Если однократного усиления лампой недостаточно, то можно
включать одну лампу вслед за другой. Так удается про-
изводить каскадное усиление в тысячи, сотни тысяч и даже
миллионы раз (шорох мухи, ползающей по микрофонной мем-
бране, после усиления может оглушить). Ваш разговор по теле-
87
фону из Москвы с Владивостоком возможен только потому,
что по дороге уставшие сигналы неоднократно получают под-
крепления в специальных усилителях с электронными лампами.
Стоит ли подсказывать вам, в какой мере обязана радиолокация
этим лампам, если вы вспомните о слабых сигналах, отражен-
ных далекой целью?
Трехэлектродная лампа (триод) произвела переворот в тех-
нике радиосвязи. Стали слышными сигналы станций, до того
считавшиеся безнадежно далекими. Потребовались менее мощ-
Рис 69. Если однократного усиления лампой недостаточно,
то можно включать одну лампу вслед за другой
ные передающие радиостанции, чтобы перекрыть то же самое
расстояние. Передачи самых мощных радиостанций стали
слышны почти в любой точке земного шара.
Тому, что электронная лампа попала в центр всеобщего
внимания, причиной была сетка. Двухэлектродная лампа (диод)
честно справилась с ролью электрического клапана. Она и сей-
час применяется во всех случаях, когда надо преобразовать
переменный ток в постоянный, — «выпрямить», как называют
этот процесс. Выпрямительная лампа кенотрон представляет
собой самый обычный диод.
ЕЩЕ ОБ ОДНОЙ СЕТКЕ
Лампа продолжала совершенствоваться в первую очередь
в отношении ее способности усиливать. Патентные бюро завали-
вались заявками на всякого рода изобретения новых электронных
ламп и улучшения уже имевшихся.
Появились, сначала казавшиеся чуть ли не уродами, двух-
сеточные четырехэлектродные лампы — тетроды.
У одних тетродов дополнительная сетка находилась ближе
к катоду, и поэтому она называлась катодной. Чтобы не путать
дополнительную сетку с основной, введенной много раньше,
основную сетку назвали управляющей. Она управляет потоком
электронов.
88
Катодная сетка, имея положительный заряд и находясь
почти около самого катода, являлась агентом анода. Она
рьяно заботилась об его интересах, заключавшихся в получении
как можно большего количества электронов по наиболее деше-
вой цене, если под ценой понимать величину положительного
напряжения на аноде. Электрон, вылетевший из катода, сразу
же подхватывался катодной сеткой, и ему сообщалось еще
большее ускорение движения по направлению к аноду.
Тетрод с катодной сеткой был хорош в том отношении, что
он мог работать при относительно низких напряжениях на
аноде. Катодная сетка не позволяла электронам скопляться
в группы (объемные заряды) около катода и тем мешать вылету
новых электронов.
Вскоре невысокое напряжение на аноде перестало считаться
преимуществом. Кроме того, выяснилось, что катодная сетка
слишком дорого брала за свою работу: имея положительный
заряд, она совершенно бесполезно урывала слишком много
электронов для себя из общего потока, не находя им полезного
применения. Звезда славы тетрода с катодной сеткой померкла
довольно быстро. Появился тетрод с анодной сеткой.
АНОДНАЯ СЕТКА
Анодная сетка имеет иное назначение. Чтобы увеличить
усилительную способность лампы, надо заставить анод быть
более энергичным. Это можно сделать, повысив напряжение на
Рис. 70. Экранированная лампа (тетрод)
обеспечивает большее усиление сигналов
аноде. Но тогда анод начинает захватывать не только те элек-
троны, которые прошли управляющую сетку, но и непосред-
ственно с катода. Лампа начинает плохо управляться.
Анодная сетка как бы защищает управляющую сетку и катод
от воздействия анода. Эта сетка и получила поэтому название
экранирующей, а лампы с такой сеткой — экранированных.
89
Введенная в пространство между анодом и управляющей
сеткой и имея положительное напряжение меньше анодного,
экранирующая сетка значительную долю хлопот по доставке
аноду электронов взяла на себя. Это настолько улучшило работу
радиолампы, что экранированный тетрод в скором времени
получил весьма широкое применение, в особенности для усиле-
ния высокочастотных токов.
Вскоре было найдено, что анод экранированной лампы
пошаливает: он начинает сам, как это ни покажется вам стран-
электроны, выбиваемые из его поверхности
ным, излучать электроны, соперничая с катодом. Анод, осы-
паемый градом ударов со стороны налетающих на него электро-
нов, превращается в мишень. Под влиянием электронной бомбар-
дировки из анода начинают выбиваться имеющиеся в нем сво-
бодные электроны. Даже оставаясь сравнительно холодным,
анод начинает излучать электроны. Излучение становится осо-
бенно интенсивным, когда бомбардирующие анод «катодные»
электроны раскаляют его.
Совершенно очевидно, что ни к чему хорошему такое сопер-
ничество анода с катодом не приводит. Строгий порядок одно-
стороннего прохождения электронов нарушается.
«Анодные» электроны движутся навстречу «катодным», и
в лампе воцаряется хаос.
Поиски средств борьбы с этим явлением привели к раз-
работке новой лампы с тремя сетками.
ТРИ СЕТКИ В ОДНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЕ
Называется эта лампа пентодом, чем в условной форме
указывается, что лампа имеет пять электродов: катод, анод и
три сетки.
Пентод — это знакомый вам экранированный тетрод, но еще
с одной сеткой, помещенной между анодом и экранирующей
90
сеткой. Эта третья сетка называется защитной. Ее назначение —
не допускать беспорядка, происходящего в тетроде. Она пере-
хватывает «анодные» электроны, которые вылетают из анода
под влиянием бомбардировки электронами, вылетевшими из
катода. Эти электроны, летящие навстречу главному потоку,
имеют сравнительно малую скорость. В то же время защитная
сетка не мешает основному потоку «катодных» электронов
попадать на анод. Защитная сетка внутри лампы соединена
с катодом, и как только электроны попадут на защитную сетку,
они сразу же препровождаются на катод. Отсюда они могут
излучаться в установленном и никого не беспо-
коящем порядке.	I
С выпуском пентодов конструкторы одер-
жали крупную победу.	[
Возможности практического применения f/CZ____________W
пентодов оказались настолько широкими и за- ------------J
манчивыми, что вначале многие предлагали
все остальные типы ламп сдать на слом и во II
всем полагаться только на пентод. Появлялись
и множились всякого рода «всепентодные» ра- Рис. 72. Условное
диоприемники и аппараты. Пентод вполне за- обозначение пен-
служил популярность: он создает гораздо тода
ббльшее усиление, способен отдать значи-
тельно ббльшую мощность, нежели триод. Но растущие потреб-
ности привели к разработке еще более совершенных типов
электронных ламп.
НОВЫЕ ТРЕБОВАНИЯ — НОВЫЕ ЛАМПЫ
Мы не останавливаемся на многочисленных типах электрон-
ных ламп с самыми различными названиями: гептод, гексод,
октод, триод-пентод, двойной диод-триод, двойной диод-пентод...
Находились конструкторы, ухитрявшиеся помещать в одну
общую колбу несколько ламп с относящимися к ним деталями.
Претерпела изменение и сама колба у маломощных ламп — ее
иногда изготовляют из стали.
Помещая шесть, семь, восемь и более электродов в одну
колбу, конструкторы разрабатывали все более совершенную, от-
вечающую современным потребностям радиоаппаратуру.
К тому времени радиотехника устремлялась в область все более
коротких волн, ко все более высоким частотам. И конструк-
торы предъявляли электронам ультиматум: резко сократить
время пребывания в электронной лампе. Обнаружившаяся медли-
тельность электронов вызывала неполадки.
Пришлось создать для электронов особые условия. Были
сокращены расстояния между электродами, изменено их рас-
положение в пространстве внутри колбы.
91
более высокие
Рис. 73. Лампы типа
„жолудь“ позволили
практически освоить
гораздо более высо-
кие частоты
Так на смену старым лампам, работавшим на длинных вол-
нах, пришли новые. Большую популярность в свое время приоб-
рели лампы с названием, характеризующим их внешние очерта-
ния, — «жолуди». Они позволили практически освоить гораздо
ты. «Жолудям» очень многим обязана и
радиолокация.
Но сколько бы ни было типов электрон-
ных ламп, как бы ни вели себя в них элек-
троны, у всех этих ламп одна родословная.
Их прабабушкой была обычная трехэлек-
тродная лампа. Поэтому для ознакомления
с тем, как электронная лампа вместе с ко-
лебательным контуром «делает» токи высо-
кой частоты, в качестве главного действую-
щего лица мы пригласим именно ее — ста-
рую заслуженную трехэлектродную лампу.
ПОУЧИТЕЛЬНЫЙ ЭПИЗОД
Вы, наверное, помните интересный эпи-
зод из истории развития паровой ма-
шины. Один мальчик, некто Гэмфри Поттер,
был приставлен к примитивной паровой машине Ньюкомена. Это
была машина старинных, доуатовских времен, какую могла со-
здать техническая мысль первой четверти XVII века. Обязанно-
сти Поттера были несложные, но весьма однообразные. В строго
определенные моменты времени он должен был открывать и за-
крывать кран. Важно было не спутаться и не открыть кран
раньше времени, чтобы не остановить машины.
Живому, энергичному мальчику, наделенному природой со-
образительностью, но все еще очень склонному к детским играм,
надоедало утомительное занятие. Желая выкроить хотя немного
свободного времени для своих игр, он пустился на хитрость.
Веревками соединил он кран с качающимся коромыслом ма-
шины, препоручив самой машине заботиться об открывании
и закрывании крана в нужные моменты. Машина была переве-
дена с ручного обслуживания на автоматическое. Краны откры-
вались и закрывались без всякого прикосновения рук.
ПЕРЕВОД НА САМООБСЛУЖИВАНИЕ
Этот эпизод напоминает то, что двумя столетиями позже про-
изошло с изобретением лампового генератора токов высокой
частоты.
В 1913 г. была разработана первая схема лампового гене-
ратора, положившая начало ряду других схем, обеспечивающих
наиболее удобные способы получения токов высокой частоты.
92
В это время знали, что радиолампа может усиливать слабые
переменные электрические токи практически любой частоты.
Знали и то, что если усиления одной лампы недостаточно, то
можно последовательными каскадами включить несколько
электронных ламп одну вслед за другой. Несомненно, и до
этого времени считали возможным усиленные таким образом
мощные колебания высокой частоты подать прямо в антенну.
В дверь стучалась идея создания ламповой передающей радио-
станции. Нехватало одного: уменья решить задачу — откуда
взять первоначальный переменный ток, который следует под-
вести к сетке самой первой усилительной лампы?
И ученым пришла идея, с внешней стороны имевшая много
общего с детской хитростью Погтера. Они решили перевести элек-
тронную лампу на самообслуживание. Пусть она не ждет, когда
ей соберутся подать к сетке переменное напряжение, а сама
заботится об этом. Иными словами, лампу заставили заниматься
не трлько усилением уже ранее где-то и чем-то созданных пере-
менных токов, но и самой возбуждать, генерировать их.
Рис. 74. Ламповый ге-
нератор с трансфор-
маторной связью
ПЕРВЫЙ ЛАМПОВЫЙ ГЕНЕРАТОР
Таким образом был создан первый ламповый генератор не-
затухающих колебаний.
Схема этого генератора исключительно проста и, во всяком
случае, проще самого элементарного объяснения ее действия.
В анодной цепи триода включен колеба-
тельный контур, а в цепи сетки — катушка,
близко поднесенная к контурной катушке.
Вот и весь генератор.
Чтобы понять, как работает ламповый
генератор, сделаем небольшое допущение.
Оно нужно только на короткое время, и мы
от него вскоре откажемся. Представим, что
в колебательном контуре уже поддержи-
ваются незатухающие колебания, что кон-
денсатор и катушка оживленно «играют в
волейбол». Ток в катушке контура непре-
рывно меняет направление, и с такой же частотой заряжается и
разряжается конденсатор. Следуя за изменениями тока в кон-
туре, меняется и магнитное поле вокруг контурной катушки. Воз-
никая и создаваясь вновь, оно воздействует на витки сеточной
катушки (для этого она должна быть поблизости) и, как это по-
лучается в любом трансформаторе, по индукции наводит в них
электрический ток.
Но к сеточной катушке присоединена сетка, — следова-
тельно, с такой же частотой, с какой колеблется ток в контуре,
будет меняться и напряжение на сетке. Сетка действует автома-
93
тически, она не ошибается: плюс на сетке увеличивает анодный
ток, минус — уменьшает.
Ученые обманули сетку, подав к ней колебания из анодной
цепи ее же собственной лампы — из колебательного контура,
в котором, как мы предположили, поддерживаются незатуха-
ющие колебания. Качели можно раскачивать без посторонней
помощи, подталкивая их в такт. Эту обязанность в лампе
с большим прилежанием выполняет сетка. Она не дает покоя
анодному току, заставляя его непрерывно колебаться.
Так и не удается анодному току течь спокойно. Все время,
пока катод лампы накаливается, а на аноде имеется положитель-
ное напряжение, ламповый генератор создает незатухающие
колебания. Лампа за счет анодной батареи покрывает все по-
тери энергии в контуре. Получается своего рода «идеальный»
колебательный контур. Решена задача получения незатухающих
колебаний.
Ламповый генератор может быть уподоблен заведен-
ным часам или ходикам с поднятыми гирями. Упругость пру-
жины или вес гирь полностью компенсирует все тормозящие
силы трения и заставляет часовой механизм работать безоста-
новочно.
Теперь мы можем снять допущение. Пусть в анодном контуре
нет незатухающих колебаний. Но первый же толчок тока, вы-
званный включением генератора, импульсом создаст магнитное
поле вокруг контурной катушки. Этот импульс будет передан
сетке, и та незамедлительно сделает свое дело. Качели придут
в движение. Раскачиваясь все более, они достигнут максималь-
ных размахов, при которых раскачивающих усилий как раз
хватит на преодоление всех сил, стремящихся остановить коле-
бания.
Удалось удачно «завязать веревочки»: генератор работает
сам, без ручного или механического управления. Он сам себя
принуждает к действию, самовозбуждается. Поэтому такой
генератор называется самовозбуждающимся.
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
Разнесите контурную и сеточную катушки на большое рас-
стояние, чтобы магнитное поле контурной катушки не «за-
цепляло» за витки сеточной катушки, и все кончится. Колебания
создаются только потому, что анодная цепь связана с сеточной
и передает ей возбуждающие импульсы. Такая связь называется
обратной связью: вместо того, чтобы колебания из анодной цепи
поступали куда-либо дальше, «на выход», они (не полностью,
а частично) передаются обратно, на сетку своей же собствен-
ной лампы. Сеточная катушка, посредством которой сетка
связывается с цепью анода, называется катушкой обратной
94
связи. Чем больше витков в ней и чем ближе она к контурной
катушке, тем больше в ней создаваемое напряжение, тем силь-
нее связь.
Итак, не электронная лампа создает колебания — они со-
здаются в колебательном контуре. Но никогда бы контур не
создал незатухающих колебаний, если бы лампа не подбрасы-
вала в контур все новые и новые количества электрической
энергии для компенсации всяких потерь, полезных и вредных.
Но и лампа не могла бы ничего передать контуру, если бы не
получала энергию от источников питания — от батарей или
электрогенераторов, подающих напряжение на анод.
Темп колебаний, или, лучше сказать, частоту, навязывает
колебательный контур. Колебания медленные, — и электронная
лампа будет в таком же медленном темпе передавать контуру
очередные порции электрической энергии. Но ей никакого труда
не составит производить это со скоростью нескольких миллионов
или десятков и сотен миллионов раз в секунду. Попробуйте
вручную «дергать за веревочки» с такой скоростью!
ТРЕХТОЧКА
Рис. 75. Схема генератора
с автотрансформаторной
связью
Мы уже указывали, что сетке совершенно безразлично, от-
куда ей подается «раскачка». В первой схеме обратная связь
анодного контура с сеткой — трансформаторная. Вскоре было
доказано, что иметь отдельную ка-
тушку обратной связи совершенно не
обязательно. Для этого применили
схему, у которой сетка (рис. 75) непо-
средственно присоединена к контурной
катушке. На сетку подается напряже-
ние, создаваемое на части А — Б вит-
ков контурной катушки. Чем больше
витков между точками А и 5, тем
ббльшее напряжение подается на сет-
ку, тем сильнее обратная связь.
Наоборот, передвигая соединительный
проводник сетки к точке 5, мы уменьшали бы обратную связь.
Такая связь называется автотрансформаторной. В принципе она
ничем не отличается от трансформаторной. Оба способа пред-
ставляют разновидности индуктивной связи: напряжение на
сетке создается благодаря электромагнитной индукции.
Непременным условием действия схемы является такое со-
единение трех проводников от лампы к контуру, при котором
провод от катода присоединяется между проводами от анода
и сетки; в нем сеточные и анодные импульсы должны действо-
вать в такт. Анодный ток, например, должен увеличиваться,
и для этого должно возрастать положительное напряжение на
сетке.
95
Подачу порций энергии от ламп в контур строго в такт
радиоспециалисты называют подачей в фазе. Схема с трансфор-
маторной связью тоже может не возбудиться, если импульсы
на сетке не в фазе с импульсами анодного тока. В этой схеме
правильная фазировка достигается очень просто: если генератор
не возбуждается, достаточно переключить концы сеточной ка-
тушки. В схеме с автотрансформаторной связью нужно располо-
жить проводники только так, как показано на рис. 75.
Весьма простая по своему устройству, состоящая всего лишь
из колебательного контура, в трех точках соединенного с лам-
пой, эта схема пользовалась особым расположением радио-
любителей. Почти все их радиопередатчики имели генератор
«трехточку». Эту схему часто применяют и в радиолокации.
ЕМКОСТНАЯ СВЯЗЬ
Существуют схемы с емкостной обратной связью, например,
приведенная на рис. 76. В этой схеме напряжение на сетку
снимается с конденсатора С2, кото-
Рис. 76. Схема генератора с ем-
костной обратной связью
доление. Напряжение на
рый вместе с конденсатором Сх об-
разует емкость контура. Степень об-
ратной связи в этой схеме регули-
руется величиной емкости конден-
сатора С2: она тем больше, чем
меньше эта емкость. Вот вам объ-
яснение: чем больше емкость, тем
меньшее сопротивление представ-
ляет конденсатор переменному току.
Меньшее сопротивление потребует
меньшего напряжения на его прео-
выводах конденсатора большой емко-
сти, включенного в цепь переменного тока, получается очень
малым.
В схеме рис. 76 напряжение на сетку берется именно с кон-
денсатора. Поэтому обратная связь становится более сильной,
когда емкость конденсатора С2 уменьшается, — увеличивается
напряжение на нем.
История появления на свет ламповых генераторов имеет
много общего с появлением новых типов электронных ламп.
Вслед за описанными выше генераторами были предложены
многие другие схемы. Все они по существу в той или иной мере
повторяют классические схемы.
На рис. 77 показана схема, которую вы готовы принять за
уже встречавшуюся вам схему с трансформаторной связью, но
потребуете поднести сеточную катушку к катушке контура, как
полагается. На самом деле это не схема с индуктивной (транс-
форматорной) связью, а новая схема с емкостной связью, яв-
ляющаяся одной из разновидностей уже рассмотренной схемы.
96
В качестве конденсатора связи в ней служит емкость между
анодом и сеткой внутри лампы. Емкость эта мала, но для гене-
рирования ультравысоких частот вполне достаточна. Через эту
емкость колебания из анодного контура передаются в цепь
сетки.
ГДЕ ЖЕ КОНТУР?
У мощных длинноволновых ламповых генераторов контурная
катушка такова, что в нее свободно влезет человек, а для кон-
турных конденсаторов зачастую отводится большая комната.
У коротковолновых генераторов катушка и конденсаторы значи-
Рис. 77. Схема генератора
самовозбуждения, обратная
связь в которой осущест-
вляется через междуэлек-
тродную емкость
Рис. 78. Чем выше частота, тем
меньше должна быть емкость
и индуктивность контура
тельно меньших размеров. Что же касается ультравысокочастот-
ных ламповых генераторов, более всего нас интересующих, то
у них вы не всегда найдете катушку и конденсатор. Это и по-
нятно: чем выше частоты, тем меньше должны быть емкость и
индуктивность контура.
Короткий полусогнутый или даже прямой проводник — это
все, что остается от контурной катушки. Конденсатор же
вообще устраняется — его в полной мере заменяет емкость
между электродами лампы.
Почему устраняется конденсатор, объясним подробнее.
Междуэлектродная емкость имеется в любой лампе. В ламповом
генераторе она оказывается присоединенной параллельно кон-
денсатору контура, вследствие чего общая емкость контура
несколько возрастает. Но так как междуэлектродная ем-
кость мала, то при генерировании сравнительно низких частот,
когда емкость конденсатора контура велика, с нею можно не
считаться.
Применяя все более высокие частоты, приходится уменьшать
емкость конденсатора. Все большую роль начинает играть между-
электродная емкость. Наконец, наступает момент, когда конден-
сатор можно совершенно отключить: теперь вся емкость кон-
тура представлена исключительно междуэлектродной емкостью
лампы.
7 Что такое радиолокация
97
Если требуется генерировать еще более высокие частоты, то
нужно применять другие лампы, с меньшей емкостью, что дости-
гается увеличением расстояния между электродами. Но при этом
увеличивается время пролета электронов: лампа не сможет гене-
рировать самые высокие частоты. Отсюда очевидно, насколько
трудные задачи приходится решать конструктору электронных
ламп. Не удивительно, что появление всякой новой лампы, спо-
собной приподнять «частотный потолок», встречается с огром-
ным интересом.
Освоение самых высоких радиочастот спектра электромаг-
нитных колебаний в первую очередь определяется успехом лам-
повой техники. Как в авиации идет борьба за каждую сотню мет-
ров высоты, так и в радиотехнике продолжается борьба за каж-
дый лишний мегагерц.
ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР
Ламповому самовозбуждающемуся генератору нехватает еще
антенны, чтобы стать радиопередатчиком. Различие между мощ-
ными и маломощными радиостанциями заключается, главным
образом, в степени усиления первоначально полученных в лампо-
вом генераторе высокочастотных колебаний.
Если требуется мощность больше той, которую в состоянии
отдать непосредственно самовозбуждающийся генератор, то при-
меняют каскадное усиление все более мощными лампами.
Иногда в одном усилительном мощном каскаде для увеличения
мощности одновременно включают «в общую упряжку» не-
сколько ламп — две, три и больше. Нередко можно встретить
трех-четырех- и даже семи-восьмикаскадные передатчики. В та-
ких условиях самовозбуждающийся ламповый генератор, перво-
источник электрических колебаний, получает название — задаю-
щий генератор: он «задает тон» всем остальным — усилитель-
ным — каскадам,* «раскачивает» их.
Задающий генератор — «сердце» передатчика. Остановится
«сердце», и все остановится. Первый усилительный каскад ничего
не получит на сетку лампы от задающего каскада, и поэтому ни-
чего не передаст второму каскаду, второму нечего будет пере-
дать третьему и т. д. Тщетно антенна будет ожидать получения
токов высокой частоты от мощного оконечного каскада. Спокоен
будет эфир вокруг радиостанции.
И «сердце» тщательно оберегают. Ему вредна перегрузка.
На него действует тепло, выделяемое током в различных дета-
лях установки. Всякое изменение температуры приводит к изме-
нению размеров металлических конструкций, в частности, к из-
менению размеров деталей конденсатора и катушки контура. Ме-
няется индуктивность, меняется емкость, а от этого меняется ге-
нерируемая частота, «гуляет» волна станции. В поисках сигна-
лов станции приходится все время перестраивать приемник.
98
Чтобы избежать неприятностей, от задающего генератора не
требуют большой мощности — лишь бы он генерировал колеба-
ния строго определенной частоты. Как нежное растение поме-
щают в оранжерею, так и его часто помещают в камеру со
строго постоянной температурой. Чаще же применяют особые
стабилизаторы частоты, которые не позволяют генерируемой
частоте отклоняться от заранее установленного значения, от
номинала частоты.
ЧУДЕСНАЯ ПЛАСТИНКА
Пластинка, вырезанная из кристалла минерала кварца, обла-
дает замечательным свойством: если ее сжать в направлениях,
указанных стрелками на рис. 79, или
растянуть в противоположных направ-
лениях, то на ее концах появятся элек-
трические заряды. Там, где при сжатии
получался знак плюс (+), при растя-
жении окажется знак минус (—). На-
оборот, если к пластинке подвести из-
вне электрические заряды, то она сама
Рис. 79. Пластинка кварца об-
ладает замечательным свой-
ством, которое используется
для стабилизации частоты
колебаний
сожмется или растянется в тех же на-
правлениях, которые указаны стрел-
ками на рисунке. Это явление назы-
вается пьезоэффектом.
Быстро меняя электрические заряды
на концах пластинки,
можно обнаружить, что при какой-то определенной частоте
смены зарядов пластинка начинает совершать механические
колебания. Эта частота называется собственной частотой коле-
баний кварцевой пластинки. Она зависит исключительно от раз-
меров пластинки, от ее толщины. Чем тоньше пластинка, тем
выше ее собственная частота. На частотах выше и ниже соб-
ственной пластинка не колеблется. Включенная в ламповый
генератор, настроенный приближенно на частоту колебаний пла-
стинки, она будет навязывать ему свою частоту, не позволяя от-
клониться от установленного (номинального) значения.
Конечно, располагая всего лишь одной пластинкой, можно
осуществить стабилизацию в одной частоте. Для каждый новой
частоты нужна новая пластинка.
Кварцевая пластинка — очень хороший стабилизатор. Редкая
радиостанция обходится без ее помощи. Ее можно встретить и
в радиоприемниках, и в приборах специального назначения. Но
радиолокацию она не вполне устраивает: ее «частотный пото-
лок» недостаточно высок. Частоты 20—30 мггц являются пре-
дельными. Невозможно сделать кварцевую пластинку толщиной
в лист бумаги: она рассыплется при первых же механических ко-
лебаниях.
7*
99
Рис. 80. На
УКВ для ста-
билизации
частоты при-
меняются
резонансные
линии
ДРУГОЙ МЕТОД СТАБИЛИЗАЦИИ
Там, где бессильным оказывается кварцевый стабилизатор
частоты, на сцену выступает другой тип стабилизатора — так
называемая резонансная линия. Ее роль ничеАм не отличается от
той, которую выполняет кварцевый стабилизатор, но действие
основано на совершенно ином принципе, не имеющем ничего об-
щего с пьезоэффектом.
Короткий металлический стержень укреплен внутри тонко-
стенной металлической трубы (рис. 80), закрытой с концов,—
таково несложное устройство данного типа стаби-
лизатора. Присоединенный к ламповому генератору,
отрезок длинной линии будет резко реагировать на
колебания той частоты, при которой длина волны
окажется в кратнохМ соотношении с его собственной
длиной. Когда длина отрезка окажется равной чет-
верти волны, стабилизатор будет удерживать ча-
стоту генератора от отклонений, т. е. стабилизиро-
вать ее. Нужно значительно изменить длину вибра-
тора, чтобы заметно изменилась частота генера-
тора. А так как длина его практически совершенно
неизменна, то строго постоянной будет и генерируе-
мая частота.
Чем выше частота стабилизируемых колебаний,
тем короче должен быть отрезок длинной линии.
Наоборот, удлинение его необходимо в тех случаях,
когда стабилизируются менее высокие по частоте
колебания. В этом отношении допустимо сравнение
с органной трубой. У такой трубы, как известно,
существует определенная зависимость между ее
длиной и высотой звукового тона. Труба короче —
тон выше (колебания участились), труба длиннее —
тон ниже (частота ниже).
Преимущества отрезка длинной линии в сравне-
нии с кварцевой пластинкой прежде всего заключаются в том,
что его можно изготовить на любую длину волны. Кварцевая
пластинка на волну 10 м имела бы в толщину около 0,1 мм —
такую пластинку практически изготовить уже нельзя. Отрезок же
длинной линии можно сделать длиной всего лишь в несколько
сантиметров, т. е. стабилизировать волны много короче метра.
ФИДЕР
Связующим звеном между ламповым генератором и антенной
является фидер. Он играет роль плюса в несложном арифмети-
ческом выражении, которое я привожу.
Радиопередатчик = ламповый генератор +
+антенна.
100
Чтобы вы запомнили новое для вас слово, я укажу на его
происхождение. В буквальном переводе с английского «фидер»
означает «питатель»: фидер питает антенну энергией высокоча-
стотных колебаний, создаваемых ламповым генератором.
Фидер состоит из проводов или кабеля, соединяющих антенну
с ламповым генератором. Но на УКВ к этому простому устрой-
ству предъявляются высокие требования.
Основное требование к любому фидеру — не мешать антенне
излучать и ни в коем случае не излучать самому. А это не так
просто. Вы помните, что мы говорили при ознакомлении с антен-
нами: циркулирование токов высокой частоты в проводнике мо-
жет породить радиоволны. Фидер старается воспользоваться
этими возможностями. В нем течет ток высокой частоты, он под-
нимается по мачте вверх, к антенне, вовлекая в сферу своего
действия пространство, — почему бы ему не излучать? И он из-
лучает... в неумелых руках.
Результаты не замедлят сказаться. Конкурируя с антенной,
фидер создаст интерференцию с излучаемыми ею волнами и
исказит диаграммы направленности.
Чтобы предотвратить излучение радиоволн фидером, оба при-
вода, по которым к антенне подается высокочастотная энергия,
нужно расположить в непосредственной близости один к дру-
гому. Тогда электромагнитное поле одного проводника во всех
точках окружающего пространства будет уравновешиваться та-
ким же цолем другого проводника, так как токи в проводниках
протекают в противоположных направлениях. Возникнет интер-
ференция волн, при которой начнет действовать лишь закон вы-
читания: ни в одной из точек пространства сложения амплитуд
не получится. Излучения не будет.
В качестве фидера можно использовать самый обычный осве-
тительный шнур: у него оба провода расположены близко один
к другому, вследствие чего излучения волн не получится. Но как
бы ни был хорош шнур, о.н радиолокацию не устраивает. По
мере повышения частоты возрастают потери электромагнитной
энергии в резиновой изоляции шнура. На тех частотах, с кото-
рыми имеет дело радиолокация, эти потери становятся прямо
чудовищными. Шнуровой фидер львиную долю энергии, предна-
значаемой антенне, будет забирать себе, в особенности если
длина фидера значительна.
В отношении потерь на коротких волнах почти безупречно
ведет себя так называемый двухпроводный фидер. Его устрой-
ство весьма простое: два параллельных провода, разделенных
расстоянием в 10—15 см и укрепленных в пространстве посред-
ством изоляционных палочек или пластинок. Но фидер этот до-
вольно капризен: недостаточно выдержано взаимное расстояние
между проводами, допущен изгиб под острым углом, поблизости
оказался металлический предмет, — все это нарушает электри-
101
ческую симметрию и вызывает потерю энергии. Поля проводов
перестают уравновешивать друг друга, и фидер начинает излу-
чать.
Провода
Изоляторы
Рис. 81. Двухпроводный фидер
в части диапазона УКВ рабо-
тает неудовлетворительно
Внутренний
Внешний
проводник
Шайба из г
материала г -
Рис. 82. Гораздо лучше концентрический
фидер
«Мертвым» в смысле излучения радиоволн оказывается так
называемый концентрический фидер. Он устроен так. Внутри
металлической трубки, вдоль ее оси, на изоляторах укреплен ме-
таллический провод. Трубка служит одним проводом, а внутрен-
ний проводник — другим. Такое название он получил вследствие
того, что центры трубки и провода в нем совмещены в одной
точке. Чтобы можно было изогнуть фидер, трубка делается гиб-
кой, часто она представляет собой металлическую оплетку,
удерживаемую изоляцией от соприкосновения с центральным
проводником.
Концентрический фидер, если он хорошо сделан и в нем при-
менена хорошая изоляция, лучше двухпроводного. Он совер-
шенно не излучает волн. Внешняя трубка служит достаточно хо-
рошим экраном, не позволяющим электромагнитной энергии по-
Рис. 83. На сантиметровых волнах наилуч-
шим фидером оказывается волновод
кинуть фидер, выйти из заэкранированного пространства наружу.
Поэтому концентрический фидер можно спокойно располагать
около металлических предметов. Больше того, внешнюю трубку
можно даже заземлить. Поэтому концентрический фидер не ну-
ждается в изоляторах для крепления. Все эти положительные
свойства фидера обеспечили ему широкое применение.
При переходе же к сантиметровым волнам даже концентри-
ческий фидер обладает большими потерями, и поэтому в этом
диапазоне чаще всего в качестве фидеров применяют так назы-
ваемые волноводы, т. е. металлические трубки прямоугольного
или круглого сечения.
ГЛАВА ШЕСТАЯ
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ
«СТРЕЛЯЕТ» ПО ЦЕЛИ
КАКИМ ДОЛЖЕН ВЫТЬ ЗОНДИРУЮЩИЙ СИГНАЛ
Ваших представлений о работе передающей части радиоло-
кационной станции вполне достаточно, чтобы перейти к уяс-
нению того, как работает передатчик и как излучается зондирую-
щий сигнал, каков он, этот зондирующий сигнал, которым стан-
ция «стреляет» по цели?
Вы помните, что при объяснении принципов радиолокации я
рекомендовал вам использовать в возможно большей степени
все свои голосовые ресурсы и подождать прихода эхо, чтобы
определить интересующее нас расстояние. Я напоминаю об этом
только потому, что нам сейчас пригодится уточнение, заключаю-
щееся в следующем: если вместо резкого сильного выкрика вы
будете протяжно тянуть «а — а — а», то слабое эхо успеет вер-
нуться, пока вы еще будете продолжать тянуть свое «а—а—а...»,
и утонет в нем. Вы не сможете засечь момент, когда эхо воз-
вратится к вам. Задача определения расстояния останется нере-
шенной.
То же самое получается и в радиолокации. Если излучаемый
зондирующий сигнал будет протяжным, длительным, то он за-
давит свое слабое эхо, момент его возвращения останется неот-
меченным.
Даже если удастся обособить эхо от сигнала, все равно ан-
тенне нельзя разрешать излучать радиоволны нескончаемым по-
током: эхо будет поступать тоже непрерывно, и в этих условиях
оператору нельзя будет разобраться, какое эхо к какому сиг-
налу относится. Сигналы похожи один на другой гораздо
больше, чем две капли воды.
Оператор окажется в таком же беспомощном положении, в
каком очутился бы спортивный судья, подоспевший с секундо-
мером к финишу и обнаруживший, что мимо него пробегают
спортсмены с одинаковыми номерами на майках.
103
Поэтому-то вы и не найдете ни одной современной радиоло-
кационной станции, которая бы излучала радиоволны непре-
рывно, нескончаемой лентой. Все станции излучают радиоволны
короткими импульсами.
Они как бы «выстреливают» по цели сигнала и затем ждут
прихода его эхо (отраженного сигнала). Пауза. Эхо пришло,
значит, сигнал встретил цель. Теперь радиолокационная станция
может излучить новый сигнал. Снова пауза. Опять получено
эхо. Новый «выстрел» по цели, опять пауза, и так в течение всего
времени работы станции. Все получается согласованно: эхо
«не наступает на хвост» сигналу, и сигнал не подавляет эхо.
Моменты старта и финиша отмечаются вполне четко. Ника*
ких сомнений в том, какому именно сигналу принадлежит только
что полученное эхо, не возникает.
Пусть до цели 10 км. Нетрудно подсчитать, что в этом слу-
чае отраженный радиосигнал вернется от цели через 67 микро*
секунд. При еще меньшем расстоянии отраженный сигнал при-
дет, разумеется, еще раньше. И если мы хотим заниматься ра-
дислокацией, а не просто будоражить эфир радиоволнами, наш
сигнал должен кончаться раньше истечения 67 микросекунд,
иначе станция будет страдать дальнозоркостью. Она не увидит
целей ближе 10 км.
При дальности цели в 1 км длительность сигнала придется
сократить по крайней мере до 5—6 мксек. Вы скажете, что на
1 км можно видеть и без радиолокационной станции, но не за-
бывайте, что только радиолокация видит ночью, в тумане,
сквозь облака. Вот почему и о создании сигналов такой ничтож-
ной длительности нужно составить себе правильное представ-
ление.
Итак, зондирующий сигнал должен быть очень коротким. Он
должен быть тем короче, чем на более близких расстояниях
станция может обнаруживать цели. Самым близко действую-
щим типом радиолокационной станции следует признать само-
летную, установленную на ночном истребителе-перехватчике.
Чтобы в условиях отсутствия видимости позволить летчику
выйти на сближенную до 150—100 м дистанцию и открыть при-
цельный огонь, самолетная станция должна излучать импульсы
длительностью менее 1 мксек. Создание столь коротких импуль-
сов сопряжено с большими трудностями. Что касается наземных
радиолокационных станций, обычно не ведущих наблюдений на
столь близких расстояниях, то здесь конструкторы не ограничи-
вают себя такими жесткими требованиями и иногда допускают
удлинение импульса до нескольких микросекунд.
Зондирующий сигнал представляет собой «пачку» радиоволн.
В ней содержится столько волн, сколько успеет антенна излу-
чить в течение немногих микросекунд, отведенных ей для пере-
дачи сигнала. Радиолокационная станция, работающая на волне
длиной 1 м, т. е. в антенне которой циркулирует ток с частотой
104
300 мггц, за 10 мксек успеет излучить ЗОСО волновых колебаний.
Высчитать это очень просто: за 1 секунду она излучила бы
300 000 000 волновых колебаний, а за 1 мксек — в миллион раз
меньше, т. е. 300 колебаний. Припишите к этой цифре нуль, и вы
получите ответ: ЗОСО волновых колебаний. Передав антенне
3000 волновых колебаний в течение 10 мксек, генератор станции
снова «запрется» на все время паузы.
Рис. 84. Зондирующий сигнал представляет собой „пачку1
радиоволн
105
При слишком длительной паузе между зондирующими сиг-
налами цель успеет передвинуться на значительное расстояние
и наблюдение за нею усложнится. Излучать, например, по од-
ному импульсу в минуту было бы просто непозволительно.
Однако, если паузы слишком коротки, то на отраженный первый
сигнал «наступит» второй сигнал, а на отраженный второй сиг-
нал — третий сигнал и т. д.
«СКОРОСТРЕЛЬНОСТЬ» РАДИОЛОКАЦИОННОЙ
СТАНЦИИ
В радиолокации нет единого стандарта на число излучаемых
зондирующих сигналов. Есть станции, излучающие только 50
сигналов в секунду, но у многих эта цифра возрастает до
А__________________________________________—____—
6 ---------------------------------------------*---—
Рис. 85. В станциях дальнего обнаружения паузы между
импульсами больше
2000 и даже 5000, что вполне достаточно для того, чтобы не
упустить цели из наблюдения. Все зависит от того, каково на-
значение станции.
«Дальнобойная» радиолокационная станция не может излу-
чать 50С0 сигналов в секунду, — для нее это слишком много.
Паузы между сигналами при такой их частоте составят около
106
200 мксек. За это время радиоволны успели бы пройти путь
только в 60 км. Не успело бы от более далекой цели, до кото-
рой «достает» станция, притти отражение, как на него налетел!
бы следующий излученный сигнал.
О том, в какой мере возможная дальность действия радиоло-
кационной станции приближенно зависит от числа зондирую-
щих сигналов, излучаемых в течение одной секунды, наглядно
свидетельствует приводимая ниже таблица.
Количество излучаемых импульсов в секунду	Интервалы времени между сиг- налами мксек	Возможная дальность действия км
5 000	200	30
2 000	500	75
1 000	1 000	150
500	2 000	300
200	5 000	750
100	10 000	1 500
50	20 000	3 000
Цифры в последней графе не должны вас смущать. Не сле-
дует думать, что достаточно радиолокационной станции излу-
чать, скажем, 50 сигналов в секунду, чтобы можно было обнару-
живать цели за 3000 км. Дальность действия определяется из-
вестными вам особенностями распространения УКВ и мощно-
стью радиопередатчика. Здесь только показано, что если речь
идет о дальности 150 км, то станции никак нельзя разрешать
излучить более 800—1000 сигналов в секунду. Таблицу нужно
понимать так, что при 500 и менее сигналах в секунду можно
не беспокоиться о столкновении возвращающихся сигналов с из-
лучаемыми.
Отпирать и запирать ламповый генератор радиолокационной
станцией сто, тысячу или пять тысяч раз в секунду—дело не-
сложное. Конечно, это делается не вручную. Можно, например,
воспользоваться переключателем, соединенным с вращающимся
валом электромоторчика. Но можно обойтись и совершенно без
единой вращающейся или движущейся части. Как это делается,
вы скоро узнаете.
Несравненно труднее производить включения генератора на
срок, измеряемый миллионными долями секунды. Даже самая
короткая точка, отбиваемая опытным телеграфистом на ключе
аппарата Морзе, длится в тысячи и десятки тысяч раз дольше,
чем это требуется нам. Насколько мал промежуток времени в
5 мксек, вы можете судить хотя бы по тому, что за это время
самый скоростной истребитель переместился бы только на 1 мм.
Быстро моргая, вы затрачиваете на это тысячи и десятки тысяч
микросекунд.
107
В ПОГОНЕ ЗА МИКРОСЕКУНДАМИ
Пока вы будете самостоятельно изыскивать возможности
включения генератора на срок, едва поддающийся представле-
нию, я нарисую схему, в которой это включение производится
чисто электрическим путем, без единой вращающейся части
(рис. 86). Не у всех радиолокационных станций именно такая
схема, но у всех это включение производится электрически.
PPG
влг
Отрица-
тельное __~
напряже- ~=~
ние
Рис. 86. Схема манипулятора
В анодной цепи лампы Л включена катушка L с боль-
шой индуктивностью. Через нее на анод лампы Л от анодной
батареи Б (или от динамомашины постоянного тока) подается
постоянное анодное напряжение. Но на сетку лампы Л подано
большое постоянное по величине отрицательное напряжение, и
поэтому ток через лампу Л и катушку L не течет. Сетка оттал-
кивает электроны обратно к катоду. Лампа заперта.
Быстрое
РйСд 87. На сетку генераторной ленты поступают отпирающие импульсы
С сеткой лампы Л соединен вспомогательный ламповый ге-
нератор ВЛГ, создающий импульсы с частотой, равной числу
зондирующих сигналов, излучаемых радиолокационной станцией
в течение секунды. Форма импульсов показана на рис. 87. Эти
импульсы поступают на сетку лампы Л, преодолевают запираю-
щее действие постоянного отрицательного напряжения и застав-
ляют лампу отпираться на короткие мгновения.
108
Как только лампа Л отопрется, в ее анодной цепи начнет
быстро нарастать ток. Но не успеет он достичь предельного зна-
чения, как сразу начнет еще более резко уменьшаться: кончится
короткий импульс от ВЛГ, и на сетке снова появится отрица-
тельное напряжение. Оно моментально запрет лампу. Запирание
лампы осуществляется гораздо быстрее ее отпирания, — это
объясняется формой импульсов от ВЛГ.
При резком прекращении анодного тока столь же резко ме-
няется магнитное поле вокруг катушки L, вследствие чего на ее
концах сильным коротким импульсом создается весьма высокое
напряжение, во много раз превышающее напряжение батареи Б.
Это можно сравнить с так называемым гидравлическим ударом
Рис. 88. Гидравлический удар водяного потока
водяного потока в трубе при внезапном быстром торможении
(рис. 88), когда создается резкий сильный толчок, опасный для
целости трубы.
К катушке L присоединена одна пластина конденсатора С,
другая пластина которого соединена с анодом лампы «глав-
ного» генератора радиолокационной станции ГРС. В момент воз-
никновения импульса напряжения на катушке на анод лампы ге-
нератора ГРС коротким рывком будет подано очень высокое
положительное напряжение. Генератор ГРС (только что условно
названный нами «главным» в отличие от вспомогательного —
ВЛГ) начнет генерировать ультравысокочастотные колебания.
Это будет длиться всего лишь несколько микросекунд. Но эти
микросекунды — те самые, которые нам так необходимы.
Генератор ГРС в течение этих микросекунд передаст антенне
очередную «пачку» колебаний.
В то же самое мгновение антенна «выстрелит» по цели силь-
ным зондирующим сигналом.
Если вы прочли эти объяснения быстро и не проследили
по схеме, то они могут показаться вам трудными для усвоения.
109
Но легко увериться в обратном, внимательно прочитав описание
работы схемы еще раз.
Устройства в радиолокационных станциях, служащие для
создания коротких импульсов и заставляющие тем самым лам-
повый генератор работать отрывисто, импульсно, называются
манипуляторами или модуляторами. Приведенная схема манипу-
ляции не является, конечно, единственной. Вариантов схем при-
близительно столько же, сколько существует типов радиолока-
ционных станций. Но в нашу задачу не входит описание какой-
либо конкретно применяемой схемы.
О ПРОТИВОРЕЧИЯХ
Известно, что машины и люди хуже переносят работу рыв-
ками, нежели равномерную работу. Исходя из этого, можно
предположить, что импульсная работа вредно отражается на
ламповом генераторе. В действительности же все обстоит как
нельзя лучше. Больше того, работая в импульсном режиме, гене-
ратор начинает творить чудеса.
В самом деле, вам показывают небольшой по размерам аппа-
рат с электронными лампами и говорят, что это и есть ламповый
генератор радиолокационной станции. У вас глаз достаточно
наметанный, и вы предполагаете, что генератор может отдать
самое большое один — два, от силы три киловатта. Тогда вас
заверяют, что генератор способен развить мощность без малого
в сто раз больше. Вы удивлены, а между тем все дело в том,
что вы говорите на разных языках. Стоит найти общий язык, и
все станет ясным.
Чтобы найти общий язык, я напомню вам некоторые инте-
ресные данные.
Винтовка при выстреле развивает мощность в 3500 л. с. (ло-
шадиных сил), а 76-лш орудие («трехдюймовка») — даже
150 000 л. с. Я не буду пугать вас шестью миллионами лошади-
ных сил, которые развиваются при выстреле из сверхдально-
бойного орудия, — сверхграндиозные масштабы не всегда ощу-
тимо воспринимаются. Но то, что «трехдюймовка» по мощности
«соревнуется» с Днепрогэсом, этого вы, конечно, не пропустите
незамеченным.
Откуда берется такая мощность? И не выгоднее ли заме-
нить Днепрогэс батареей 76-лш пушек?
СЕКРЕТ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
Разгадка очень простая. Мощность определяется количест-
вом работы, произведенной в течение секунды. Винтовка же или
пушка производят выстрел в течение значительно меньшего
срока: винтовка — за 0,С015 секунды, а 76-лм^ пушка — за
0,01 секунды. Работа выстрела очень большая, бесспорно. Но
НО
если эту работу сопоставить с секундой, т. е. определить мощ-
ность (а не пиковую мощность одного выстрела!), то цифры
сразу же станут вполне приемлемыми. Даже с учетом того, что
винтовка и пушка могли бы сделать в секунду несколько вы-
стрелов, окажется, что мощность винтовки немногим превышает
1,6 л. с., а 76-ЛМ! пушки — около 500 л. с.
Сильно ударяя молотом по наковальне, вы, сами того не по-
дозревая, рывком развиваете мощность в несколько лошадиных
сил. Но рывок длится мгновение, и в этом секрет вашего крат-
ковременного могущества. Сама лошадь, сила которой истори-
чески положена в основу измерения мощности всех машин во-
обще, совершая резкий прыжок, толчком превышает связанную
с ней единицу мощности в 10—15 раз.
Не удивительна поэтому и «чрезмерная» мощность лампо-
вого генератора радиолокационной станции.
Вам говорят, что мощность станции равна, скажем, 150 кет.
Но понимать надо так: это не мощность вообще, не средняя
мощность за секунду, а так называемая пиковая мощность в
импульсе. Работай генератор на этом пиковом уровне в течение
хотя бы одной секунды, он действительно развил бы мощность
150 кет. Но импульс излучаемого сигнала радиолокационной
станции длится лишь несколько микросекунд, и только в эти
мгновения он сильным толчком, пиковым выбросом достигает
столь высокого уровня. Все остальное время генератор вообще
никакой мощности не излучает.
(jUflO
тока
в ан-
тенне
Импульс
10 мксек
Мощность
в ампульсе
пауза
490 мксек
Средняя
мощность
Время
Рис. 89. Каким образом удается получить большую
мощность в импульсе
Остальное время, отводимое под паузы, не так уже мало,
его нетрудно определить. Пусть в секунду станция излучает
2000 импульсов, длительностью по 10 мксек каждый. Это будет
означать, что генератор за секунду работает только в течение
10X2000 = 20 000 мксек, или 0,02 секунды! Остальные 0, 98 се-
кунды генератор «отдыхает». Работа 2°/о, отдых — 98%! Един-
ственно, что может оправдать такой «рабочий» распорядок, это
готовность генератора за короткий срок отдавать во много раз
больше того, что он мог бы отдать, работая непрерывно все
положенное время.
111
Мощный импульс — сильный отраженный сигнал: цель пой-
мана. Слабый импульс — совсем слабый сигнал: цель не обна-
руживается.
Вот почему делают так, чтобы радиолокационные станции
вкладывали все, на что только они способны, в один удар, в
один короткий импульс, 98% времени «бездельничая», накапли-
вая силы для нового импульса. Вот почему погоня за сотнями
и тысячами киловатт в импульсе — одно из условий совершен-
ствования радиообнаружения.
О ЧЕМ ГОВОРИТ СРЕДНЯЯ МОЩНОСТЬ
Средняя же мощность характеризует прежде всего мощ-
ность, потребляемую радиолокационной станцией от источника
питания. Сопоставьте 150—200 кет мощности в импульсе с вре-
менем работы радиолокационной станции (0,02 секунды!), и вы
сразу же начнете иметь дело с очень малыми цифрами. Ока-
жется, что 150—200-киловаттная станция может удовольство-
ваться всего лишь 10—15 кет мощности, потребляемыми от
электрической сети или от своей электростанции. Для сравнения
напомню, что 150—200-киловаттная радиовещательная станция
требует для своего питания минимально 500—600 кет.
Те из вас, которые знают, что такое коэфициент полезного
действия (к. п. д.), определенно станут втупик: потребление
15 кет, отдача 150 кет\ Откуда радиолокационной станции взять
при излучении импульсов 150—200 кет?
Мы обвиняли радиолокационную станцию в безделье. Обви-
нения напрасны. Во время пауз между сигналами станция соби-
рается с силами.
Кроме того, величина средней мощности говорит в извест-
ной степени о дальности действия радиолокационной станции.
На первый взгляд кажется очень соблазнительным усиливать
мощность станции в импульсе за счет укорочения времени излу-
чения. На самом деле никакого выигрыша не получится. Суть
здесь в том, что чем «уже» импульс, тем менее чувствительным
может быть изготовлен приемник. Выигрыш в мощности при
передаче будет аннулирован менее чувствительным прием-
ником.
АНОД НЕ ПЛАВИТСЯ
Но как лампы в радиолокационной станции выдерживают
столь большую мощность? Конечно, будь эти лампы номи-
нально такой же мощности, какая отдается в импульсе, этого
вопроса не возникало бы. Две-три электронные лампы, величиной
без малого в рост человека, устранили бы всякие сомнения.
Но конструкторы не пошли по этому пути. Они его считают
не только дорогим, но и технически нерациональным. Они берут
небольшие лампы, рассчитанные нормально для мощности 3—
112
Рис. SO. Конструкторы ра-
диолокационных станций за-
ставляют маленькие лампы
отдавать такие мощности,
которые в обычном режиме
можно получить лишь при
применении мощных гене-
раторных ламп
5 кет. и заставляют их отдавать несколько десятков киловатт и
больше. Казалось бы, что лампа должна погибнуть под тя-
жестью непомерной перегрузки. Но этого не происходит. Лампа
прекрасно выдерживает перегрузку.
И здесь все дело заключается в
мгновенности действия. Лампа выдер-
живает перегрузку, как выносит лет-
чик многократно превосходящую нор-
мальную нагрузку на организм при вы-
ходе из пикирования. Будь эта пере-
грузка длительной, организм самого
крепкого летчика не выдержал бы.
Увеличение мощности лампы в
основном достигается повышением
анодного напряжения. Это в свою оче-
редь приводит к возрастанию скоро-
сти электронов на пути от катода к
аноду. И без того ожесточенная бом-
бардировка анода электронами стано-
вится от этого настолько интенсивной,
что анод не выдерживает: раскаляется
добела и «плачет» металлическими
слезами. Электроны расплавляют даже
тугоплавкий металл.
Но в радиолокационной станции
этого не случается, так как высокое
напряжение подается на анод всего
лишь на несколько микросекунд. Хотя
ожесточенность бомбардировки от
этого и не уменьшается, но она кратковременна. Более 90%
времени, как известно, ток через лампу генератора вообще не
протекает. Пока станция накапливает силы, анод не подвер-
гается электронной бомбардировке. В это время анод получает
передышку и возможность снизить температуру до нормы.
8 Что такое радиолокация
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ЧАСЫ
НУЖЕН МИКРОСКОП ВРЕМЕНИ
Мы знакомы теперь с основными процессами работы пере-
дающей части станции, начиная от зарождения импульса
в манипуляторе и приведения в действие генератора, кончая
поддержанием незатухающих колебаний в антенне, направлен-
ным излучением радиоволн и их отражением от цели. Сигнал
мы излучить можем, но как определить расстояние до цели, мы
еще не знаем: у нас нет часов, чтобы засечь моменты старта
и финиша.
Нам нужны часы, и не простые, а особенные, которые могли
бы измерять миллионные доли секунды. Ваши ручные часы с
секундной стрелкой столько же подходят для этой цели,
сколько для измерения секунд удобны часы, стрелка которых
прыгает на одно деление через каждые десять суток. Нужен
«микроскоп времени».
Мы уже имели возможность неоднократно убеждаться,
что там, где требуется произвести что-либо очень быстро,
на высоте положения неизменно оказывается электричество.
Ничто в сравнении с электрическими процессами не обладает
столь высокими скоростями. Поэтому нет ничего удивитель-
ного в том, что поиски «микроскопа времени» привели к элек-
тричеству.
Но речь идет не об электрических часах, украшающих пло-
щади больших городов, фронтоны вокзалов или стены завод-
ских цехов, учреждений, школ. Стрелочные часы, какие бы
они ни были, вообще для наших целей не годятся. Никаким
стрелкам не угнаться за микросекундами. Даже если бы они
и угнались, то мы бы не успели следить за их бешеным враще-
нием. Стрелки стали бы невидимыми, как становятся невиди-
мыми спицы колес быстро мчащегося велосипеда или как «ис-
чезает» вращающийся винт самолета.
114
ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ
Вы помните, что выдало «человека-невидимку», героя ли-
тературного произведения Уэльса? Его следы. Они быстро по-
являлись на белой целине только что выпавшего снега. Было
очевидно, что невидимка спасался ог преследования бегством.
Именно так, по следам, были открыты электроны.
Глядя сквозь стеклянный баллон на раскаленный анод элек-
тронной лампы, вы не всегда удержитесь от восклицания:
— Ну и достается же аноду от электронов! Как они его бом-
бардируют!..
Вы видите следы электронов.
Еще более резко проступают их следы на особых веществах,
способных светиться (флуоресцировать) под влиянием элек-
тронной бомбардировки. /Аинерал виллемит, например, начинает
светиться зеленоватЫхМ фосфорическим светом, наподобие свет-
лячка или цифр и стрелок светящихся часов. Свечение вилле-
мита тем ярче, чем ожесточеннее бомбардировка, т. е. с чем
большей скоростью электроны ударяются о флуоресцирующую
поверхность.
Такими же свойствами обладают и некоторые другие ве-
щества: сернистый цинк, кремнекислый цинк, сернистый каль-
ций, вольфрамокислый кадмий и др. Цвет свечения не одина-
ков: вольфрамокислый кадмий, например, светится голубо-
ватым светом, тогда как вольфрамокислый кальций —
фиолетовым.
«Электронные следопыты» накопили к настоящему времени
огромный опыт наблюдения за поведением электронов. Они за-
ставляют электроны ударяться об экран, покрытый флуоресци-
рующим веществом, чтобы видеть их отчетливые следы. Осо-
бенно удобно вести такие наблюдения в так называемых элек-
тронно-лучевых трубках. Поскольку эти трубки и составляют
наиболее существенное в устройстве нужных нам часов, при-
дется познакомиться с ними довольно основательно.
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА
Представьте себе стеклянную колбу удлиненной формы в
виде трубки, расширенной с одного конца (рис. 91). В трубке
создан^вакуум, т. е. из нее удален воздух. В одном конце трубки,
в узкой горловине, помещено устройство, излучающее электроны.
Это знакомый нам катод почти такого же типа, какой при-
меняется в электронных лампах. Накаливание катода произво-
дится от источника тока при помощи проводников, выведенных
через колбу наружу. Слегка выпуклый торец противополож-
ного — расширенного — конца трубки с внутренней стороны по-
крыт флуоресцирующим веществом. Это и есть экран, на кото-
8*	115
ром электроны оставляют светящиеся следы своего пребывания.
Следы прекрасно видны с торца трубки, сквозь стекло.
Катод излучает электроны во все стороны. Чтобы получить
на экране маленькую, резко очерченную по краям, светящуюся
точку, нам нужно направить электроны на экран узким лучом.
С этой целью выгодно окружить катод открытым металличе-
Рис. 91. Образование электронного
луча в стеклянной колбе, из которой
удален воздух
ским цилиндром (который часто называют цилиндром Венельта)
и подать на него отрицательное напряжение. Руководствуясь
законом об отталкивании одноименных электрических зарядов,
мы вправе ожидать в этом случае концентрации электронов
в узкий пучок. Так оно и получится в действительности. Оттал-
киваясь от стенок цилиндра, электроны образуют поток, по
очертанию напоминающий вытянутое пламя горящей свечи.
Однако от конца «пламени» до экрана еще очень далеко.
Электроны если и будут достигать экрана, то с очень малыми
скоростями. О бомбардировке говорить не придется. Экран оста-
нется темным.
Совершенно иной результат получится, если на пути
к экрану поместить положительно заряженный электрод —
анод — с отверстием посредине, например, плоский диск или
открытый цилиндр. Притягивая своим зарядом электроны, анод
ускорит их движение в направлении на экран. Подчиняясь при-
тяжению, электроны устремятся к аноду, но в большей своей
массе попадут не на анод, а через отверстие в нем — на экран.
«Пламя» своим сильно вытянутым концом упрется в экран
трубки.
На экране появится световая точка.
116
ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА
Все устройство в целом, состоящее из катода, анода и
цилиндра Венельта, создающее тонкий электронный луч,
которым «стреляют» по флуоресцирующему экрану трубки,
называется электронным прожектором, или электронной пуш-
кой. Чем с большей скоростью покидают «снаряды»-электроны
пушку, тем яростнее бомбардировка экрана, тем ярче световые
следы на нем.
Если отрицательное напряжение .на цилиндре Венельта
очень большое, а положительное напряжение на аноде не-
достаточно высокое, то электронная пушка перестанет
«стрелять». Луч будет «заперт». Световая точка исчезает с эк-
рана. Иногда это бывает необходимо.
Меняя напряжение на цилиндре Венельта, можно менять
яркость свечения точки на экране.
Даже совершенно неподвижно установленная пушка не
может вгонять в одно и то же место снаряды, посланные один
вслед за другим. Рассеивание обязательно имеется. То же самое
происходит и во время электронной бомбардировки: хотя элек-
троны «выстреливаются» очень узким лучом, все же полу-
чается некоторый разброс. Поэтому на экране будет не резко
очерченная маленькая точка, а небольшое световое пятно с раз-
мытыми краями. Таким размытым получается изображение на
экране, когда киномеханик неправильно установит фокус.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЛИНЗЫ
Чтобы осуществить фокусировку электронного луча, при-
меняют два способа.
Первый способ заключается в том, что на трубку надевают
катушку, по которой протекает постоянный ток. Магнитное поле
катушки действует на электронный луч приблизительно так, как
оптическая линза на световой поток. «Магнитная линза» сводит
конец электронного луча, упирающийся в экран, в резко очер-
ченную точку, т. е. фокусирует его. Точная фокусировка дости-
гается изменением силы тока в фокусирующей катушке.
Второй способ заключается в том, что между электронной
пушкой и экраном устанавливаются дополнительные электроды
цилиндрической или конической формы (рис. 92). На эти элек-
троды, также называемые анодами, подаются высокие положи-
тельные напряжения, вследствие чего в трубке создаются коль-
цевые электрические поля, оказывающие сильное влияние на
электронный луч. Конечный результат получается точно таким
же, как и в случае применения фокусирующей катушки: фоку-
сировка при помощи «электрической линзы» осуществляется
изменением напряжения на одном из анодов трубки, чаще всего
на ближайшем к электронной пушке, на котором напряжение
относительно меньше.
117
К тому, что электрические заряды своими полями оказы-
вают влияние на электроны, вы уже привыкли. Поэтому вряд
ли второй способ фокусировки электронного луча вызовет
у вас потребность в разъяснении. Но то, что магнитное поле
влияет на электроны, — об этом вы слышите впервые.
Рис. 92. Электрическая линза
Мы уже указывали, что всякое движение электронов со-
здает электрический ток. Но всякий ток создает вокруг себя
магнитное поле. Вокруг электронного луча тоже существует
магнитное поле. В этом убедились еще пионеры науки об элек-
тронах: когда они поднесли постоянный магнит к трубке, то
заметили резкое отклонение луча в сторону. Объясняется это
взаимодействием двух полей: магнитного поля луча и магнит-
ного поля поднесенного магнита.
В нашем случае «магнитная линза» действует на луч не
с какой-либо одной стороны, а одновременно со всех сторон,
сужая электронный поток, концентрируя его в узкий луч.
То же самое получается и с «электрической линзой».
Итак, задача получения .на экране четкой и яркой световой
точки решена. Электронная пушка стреляет кучно, без рас-
сеивания.
БЕЗЫНЕРЦИОННЫЙ ЛУЧ
Ученые, обнаружившие свойства электронного луча от-
клоняться под действием магнита, заметили, что отклонения
производятся мгновенно, без потери времени. Тогда решили
точно проверить, так ли это. Вместо того чтобы быстро под-
носить к трубке магнит и убирать его обратно, они укрепили
на «горле» трубки катушку (рис. 93) и начали пропускать по ее
виткам ток, быстро меняющий свою величину. От этого столь же
быстро менялось и магнитное поле катушки. Оказалось, что
электронный луч, действительно, нисколько не отстает от изме-
нений тока. Достаточно току возрасти или уменьшиться, чтобы
таким же импульсом отклонился электронный луч. Электронный
луч практически почти совершенно лишен инерции.
Вместо отклоняющей катушки можно применить конден-
сатор, состоящий из двух параллельно расположенных метал-
118
лических пластин. Чтобы усилить воздействие электрического
поля конденсатора на луч, пластины вводятся внутрь трубки
так, что электронный луч проходит как раз посредине между
ними. Достаточно зарядить конденсатор, чтобы электронный
луч отклонился в сторону пластины, получившей положитель-
Рис. 93. Электронно-лучевая трубка с магнитным управлением
ный заряд. Отклонение будет тем больше, чем сильнее заряд.
Подавая к отклоняющим пластинам различные по величине и
направлению напряжения, можно перемещать световую точку
на экране в любую сторону от центра.
Как и в случае с отклоняющей катушкой, было доказано,
что, как бы быстро ни менялось напряжение на отклоняющих
пластинах, электронный луч успевает отклоняться.
К катушке или к отклоняющим пластинам подводили пере-
менный ток все более возрастающей частоты. Было об-
наружено, что электронный луч практически нисколько не от-
стает от колебаний тока. Частотный «потолок» трубки оказался
весьма высоким.
Электронно-лучевая трубка приобрела право называться
безинерционным прибором.
ОСЦИЛЛОГРАФ
Пока на электронный луч не действуют никакие поля — ни
электрическое, ни магнитное, — на экране трубки, в центре,
видна световая точка. При медленных колебаниях луча, вызван-
ных воздействием отклоняющих полей, можно уследить за пере-
мещениями точки по экрану. Будет видно, как точка отойдет от
центра в одну сторону, дойдет до крайнего положения,
вернется к центру, отойдет в противоположном направлении,
дойдет до края, снова вернется к центру и т. д. Но при по-
вышении частоты глаз потеряет способность различать от-
дельные положения точки. Уже при частоте 5—10 гц все они
сольются в одну световую линию, прочерчивающую экран по
диаметру (рис. 94). Попробуйте в темной комнате быстро вра-
щать тлеющую лучину, и вы увидите темнокрасный круг.
119
Вы помните, как мы получали осциллограмму с часовым
маятником, прикрепив к концу его пишущее перо. Пока маят-
ник находился в покое, на бумаге запечатлевалась точка. Стоило
маятнику начать колебаться, как на бумаге появлялась прямая
линия тем ббльшей длины, чем сильнее размахи. При одновре-
менном перемещении бумаги линия развертывалась в осцилло-
грамму.
напряжение
Рис. 94. Перемещение световой точки на
экране электронно-лучевой трубки при
изменении развертывающего напряжения
на отклоняющих пластинах
К электронному лучу невозможно прикрепить пишущее
перо. Но в этом и нет необходимости. Достаточно приложить
к экрану трубки фотобумагу, чтобы на ней запечатлелся след
луча. Это будет точка, если луч неподвижен, и прямая линия,
если луч перемещается или совершает колебания. Наконец,
если одновременно с колебаниями электронного луча пере-
мещать, как это мы делали в случае с часовым маятником,
фотобумагу, то на ней запечатлеется осциллограмма колебаний
луча. А так как луч способен колебаться с любой частотой, то
наша трубка позволит регистрировать колебания с любыми
частотами.
Приборы, служащие для получения осциллограмм, назы-
ваются осциллографами — «записывателями колебаний». В слу-
чае, когда в таком приборе применяется электронно-лучевая
трубка, он получает название: электронно-лучевой осциллограф.
Если запись будет производиться размытой световой точкой,
не имеющей четких очертаний, то и осциллограмма получится
туманной, размытой. Вот почему нужно фокусировать луч,
делать его как можно более узким.
ОПРЕДЕЛЯЕМ ДАЛЬНОСТЬ!
Прекрасные качества безинерционного электронно-лучевого
осциллографа сразу же были оценены по заслугам, как только
ученым, занимавшимся исследованием ионосферы, потребо-
вались часы для регистрации моментов излучения зондирую-
120
щих сигналов и получения их отражения от ионизированных
слоев.
Представьте, что перед экраном осциллографа строго равно-
мерно движется лента фотобумаги. Пока к отклоняющим плас-
тинам никакого напряжения не подводится, на ленте остается
след от неподвижной световой точки — осциллограмма в виде
ровной прямой линии вдоль ленты. В момент излучения зон-
дирующего сигнала к отклоняющим пластинам подается корот-
кий электрический импульс. Таким же коротким толчком от-
клоняется электронный луч осциллографа, и на ленте запечат-
левается резкий выброс осциллограммы в сторону. Так реги-
стрируется момент излучения — старт зондирующего сигнала^
Вслед затем наступает короткая пауза, в течение которой
сигнал молниеносно прочерчивает пространство до отражаю-
щей среды и возвращается обратно. Фотолента во время паузы
продолжает свое строго равномерное перемещение. На ней
продолжает вычерчиваться ровная прямая линия.
С возвращением отраженного сигнала кончается пауза, и
в этот самый момент к отклоняющим пластинам поступает
новый импульс. Опять резко вздрагивает луч, и на движу-
щейся ленте регистрируется новый выброс линии в сторону.
Зарегистрирован финиш.
Будь лента неподвижной, оба импульса оказались бы
вычерченными по одному и тому же месту. Но на движущейся
ленте импульсные отметки, выбросы раздвигаются на тем
большее расстояние, чем дольше длилась пауза и чем быстрее
перемещалась лента. Пусть скорость движения ленты 5 м/сек,
а расстояние между импульсными отметками равно 5 мм. Вы
сразу же прикидываете: 5 м— в 1 секунду, а 5 мм— в 1 000 раз
скорее, т. е. за 0,001 секунды. Иначе говоря, пауза длилась
1 мсек. Отражающей среды сигнал достиг, очевидно, за
% мсек. А за это время радиоволны успевают пройти путь
в 150 км.
Мы уже определяем расстояния!
Часами нам послужил электронно-лучевой осциллограф. Он
измерил тысячную долю секунды. Не забывайте, что это стало
возможным благодаря двум обстоятельствам: отклонениям луча
без какой-либо потери времени, безинерционно, и строго равно-
мерной скорости движения ленты.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РАЗВЕРТКА
Но как быть, если до отражающей среды не 150 км, а всего
лишь 500 м? Для того чтобы радиоволнам пройти 1 км (500 м до
цели и столько же обратно), нужно немногим более 3 мксек.
Если допустить, что минимальное расстояние между импуль-
сами на ленте, при котором еще можно его точно измерить,
равно 5 мм, то возникнет требование, которого практически
121
нельзя выполнить: фотолента должна проноситься перед экраном
со скоростью 750 м/сек — как пуля! Если лента будет двигаться
медленнее, импульсные отметки на ленте сольются, и нельзя
будет определить расстояние до цели.
Уже одно это заставит отказаться от применения осцилло-
графа с движущейся фотолентой. Прибавьте сюда то, что
следы на фотобумаге появляются не сразу, а лишь после хими-
ческой обработки ее; учтите громадный расход фотобумаги;
примите во внимание предельно малые нормы времени радио-
локации, и вы сами сможете сделать вывод о неприменимости
описанного способа. Нам он потребовался только для того,
чтобы вы ясно представили себе, с чем приходится иметь дело,
решая задачу измерения микроскопически малых отрезков
времени.
Нужно раздвинуть импульсные отметки одну от другой,
произвести развертку, — только это позволит измерять тысяч-
ные и миллионные доли секунды. Мы пробовали сделать это при
помощи движущейся фотоленты, но у нас ничего не вышло: по-
требовалась чрезмерно большая скорость. Как мы уже говорили,
где бессильны другие методы, там на высоте своего положения
неизменно оказываются способы электрические. Нам предстоит
убедиться в этом еще раз.
Рядом с первой парой отклоняющих пластин расположим
вторую, но так (рис. 95), чтобы ее пластины оказались перпен-
Рис. 95. Электронно-лучевая трубка с электростатическим управлением
дикулярны пластинам первой пары. Теперь электронному лучу
придется по пути к экрану проходить сначала через электри-
ческое поле первой, а затем второй пары пластин. Если трубка
установлена так, что первая пара пластин дает отклонение луча
по горизонтали, то вторая пара будет перемещать луч по
вертикали.
Подвергаясь одновременному воздействию обеих пар пла-
стин, электронный луч будет стараться выполнить «приказания»
обоих хозяев. В результате световая точка окажется на экране
там, куда она будет перемещена из центра совместными усили-
ями всех отклоняющих пластин. Если смещение точки по гори-
122
зонтали составляет 5 см, а одновременное смещение ее по
вертикали 3 см, то ищите ее не просто в 5 см правее или левее
(в зависимости от полярности пластин) центра, а еще на 3 см
выше (ниже) горизонтального диаметра.
Разумеется, все сказанное остается в силе и в том случае,
если берется трубка с отклоняющими катушками.
Как видите, электронная пушка сама не знает, куда попадут
ее «снаряды». Она «стреляет» ими в направлении на экран, на-
целивание же производится во время полета — действием от-
клоняющих пластин или катушек.
Электронный луч можно заставить вырисовывать на экране
своим «острием» — световой точкой — замысловатые узоры,
вычерчивать круги, ломаные и спиральные линии, треуголь-
ники, многоугольники и всякие иные фигуры. Специалисты по
телевидению, например, заставили электронный луч рисовать на
экране трубки то, что «видит» объектив съемочной телевизион-
ной камеры в студии, в театре или под открытым небом.
Именно ей, электронно-лучевой трубке, обязано телевидение
«доставкой на дом» передаваемых по радио кинофильмов.
Чтобы световую точку равномерно переместить по экрану
из крайнего левого положения в крайнее правое, к гори-
зонтально отклоняющим пластинам нужно подать напряжение,
график которого показан на рис. 96. Обратите внимание на то,
что график представлен прямой ломаной линией, что он линеен.
Это говорит об изменении величины напряжения пропорцио-
нально (линейно) времени. Каждая новая доля секунды влечет
за собой изменение величины напряжения на одну и ту же по-
стоянную величину.
Пока горизонтально отклоняющие пластины, получив такое
линейно-изменяющееся напряжение, будут равномерно сдвигать
световую точку по экрану слева направо по горизонтальному
диаметру, подведем к вертикально отклоняющим пластинам
импульсы зондирующего и отраженного сигналов. И первый, и
второй импульсы заставят электронный луч «качнуться» по
вертикали. На экране появятся световые отметки, по очерта-
нию напоминающие два сохранившихся зуба поломанной
123
гребенки (рис. 97). Вот вам новое доказательство важности
фокусировки луча: световые отметки оказались бы размытыми,
если бы точка имела расплывчатые очертания.
Как и в случае с движущейся фотолентой, расстояние
между отметками будет тем больше, чем больший интервал
Рис. 97. На вертикальные отклоняющие пластины
подается сигнал от приемника
времени их разделяет и чем быстрее смещается световая точка
по горизонтали. Но имея дело с движущейся фотолентой, мы
затруднялись получать большие скорости; применяя электронно-
лучевую трубку, можно заставить световую точку прочертить
экран из края в край не только со скоростью пули, а еще
быстрее, как это потребуется.
Вы смотрите на экран, диаметр которого равен 10 см. Вам
известно, что световая точка «пробегает» весь экран по гори-
зонтали в течение 0,001 секунды—1 мсск. На экране вы
видите два импульса: слева — импульс старта (зондирующий) и
правее, на расстоянии 6 см от него, импульс финиша (отражен-
ный). Спрашивается, через сколько времени после импульса
старта был воспроизведен на экране импульс финиша? Это
можно определить так: если световая точка проходит за 1 мсек
10 см, то 6 см она пройдет, очевидно, за 0,6 мсек.
Ответ готов — время измерено. Пусть нам нужно выяснить,
как далеко находится отражающая среда, если сигнал от нее воз-
вращается через 0,6 мсек. Это совсем просто: за 1 мсек радио-
волны проходят путь в 300 км, а за 0,6 мсек они пройдут, оче-
видно, 180 км\ разделите пополам (180 км — это «туда» и
«обратно»!), и вы получите совершенно правильный ответ:
90 км.
Итак, мы развернули импульсы по оси времени, «рас-
тащили» их один от другого, не используя фотоленты, с колос-
сальной скоростью проносящейся перед экраном. Мы получили
электрическую развертку, в процессе которой ни одна часть
в электронно-лучевой трубке или около нее не двигалась. Пере-
мещался лишь электронный луч, способный двигаться практи-
чески с любой скоростью.
124
О ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАЗВЕРТКИ
Вы—оператор радиолокационной станции. Цель находится на
расстоянии всего лишь 300 м от вас, и импульс отраженного
сигнала должен появиться на экране на очень близком рас-
стоянии от импульса излучения. Но вы не соглашаетесь на то,
чтобы расстояние между импульсами было менее 1 см, так как
в этом случае вы не можете точно определить дальность. Ваше
требование законное, и с ним не может не считаться конструктор.
Если до цели 300 м, то отраженный сигнал вернется
обратно уже через 2 мксекЬ. Чтобы за это время световая точка
успела переместиться в процессе развертки на 1 см, она
должна двигаться со скоростью 5 км в секунду, или
18 000 км/час\ Как видите, никакие способы, кроме электри-
ческих, не пригодны для наших целей.
Правда, такая скорость привела бы нас к затруднениям
иного рода. Даже если взять трубку с диаметром 20 см, то луч
прочеркнул бы ее в течение 40 мксек. За это время радиоволны
успели бы пройти путь всего лишь 12 км. Иначе говоря, те сиг-
налы, которые прошли далее 6 км и встретили где-либо, напри-
мер, на расстоянии 50 км, другую цель, отразившись от нее
обратно, опоздали бы попасть в виде отметки на экран. Раз-
вертка была бы уже закончена. Длительность развертки —
длительность ожидания радиолокационной станцией своего
сигнала, отраженного от предельно далекой цели. Станция ни-
чего не обнаружила бы далее 6 км, что еще допустимо для са-
молетных установок, но никак не для наземных. При такой ско-
рости развертки наземной станции с дальностью обнаружения
до 120 км потребовалась бы трубка с диаметром до 4 м (!).
Выход один: надо уменьшить скорость развертки и тем по-
зволить импульсам, отраженным от далеких целей, успеть по-
пасть обратно к радиолокационной станции до того, как свето-
вая точка закончит свое путешествие по экрану трубки. О том,
сколько времени должна длиться развертка у станций различ-
ной дальности действия, приближенное представление дает при-
водимая ниже таблица. В ней указано, с какими скоростями
перемещалась бы при этом световая точка по экрану трубки диа-
метром 20 см. Время развертки, конечно, не зависит от диа-
метра экрана трубки, поэтому, чем больше диаметр экрана, тем
больше должна быть скорость движения точки.
Дальность действия, км	300	150	| юо |	50 |	10	1 5
Время развертки, мксек	2000	1 1000	6 0	340	1	67	34
~	ч км/сек Скорость раз- 1 		0,1	0,2	0,3	0,6	3	6
вертки	I J км/час	360 |	|	720	1080	2160 |	| 10800	21600
125
СТРОГО РАВНОМЕРНО
Все, что нужно для перемещения световой точки по экрану,
это изменять напряжение на отклоняющих пластинах во время
развертки. Чтобы точка перемещалась строго равномерно, из-
менение напряжения должно производиться, как вы знаете,
пропорционально времени, по линейному закону. Следовательно,
нужен источник напряжения, который смог бы не только бы-
стро, но и линейно изменять величину своего напряжения в пре*
делах, нужных для переброса луча слева направо.
Напряжение
время.
Рис. 98. Схема развертки
Для указанных целей можно воспользоваться схемой, пока-
занной на рис. 98. Здесь обыкновенный электрический конден-
сатор С заряжается от источника постоянного тока Б через со-
противление R. Если при заряде непрерывно измерять напряже-
ние на пластинах конденсатора, то получился бы график,
изображенный на рисунке. Он, правда, не строго линеен, но на
некотором участке его отклонения от линейности не столь уж
велики. Нас он вполне устраивает.
В зависимости от величины емкости С и сопротивления R
конденсатор будет заряжаться сравнительно медленно или
быстро, но линейность при этом сохраняется, а это .нам важ-
нее всего. Чем больше величины сопротивления R и емкости С,
тем дольше будет длиться заряд конденсатора, и наоборот. Этим
можно регулировать время полного изменения величины напря-
жения на конденсаторе С. Время может быть выбрано в извест-
ных пределах любым, какое потребуется. Остается соединить
конденсатор с отклоняющими пластинами, и мы получим как
раз то, что нам нужно. Под влиянием линейно меняющегося
напряжения на пластинах световая точка будет перемещаться
по экрану с равномерной скоростью. Ее равномерность служит
гарантией точности определения дальности.
ЕЩЕ ОБ ОДНОЙ ТРУДНОСТИ
Казалось бы, что тема о развертке не нуждается в дальней-
шем обсуждении. Простейший принцип действия развертки
ясен. К одной паре отклоняющих пластин или катушек подается
развертывающее напряжение, заставляющее световую точку
126
равномерно (!) и быстро перемещаться по экрану вдоль гори-
зонтальной оси. К другой паре пластин (катушек) в это же са-
мое время подводится сначала зондирующий импульс, а затем
отраженный от цели. Совместное действие всех отклоняющих
пластин (катушек) приводит к тому, что на экране появляются
почти одновременно две световые отметки, соответствующие
старту и финишу сигнала радиолокационных станций. Расстоя-
ние между отметками служит мерилом расстояния до цели.
Если мы возвращаемся к этому еще раз, то только для того,
чтобы внести маленькую поправку:
— Ничего оператор на экране не увидит!
Перед его взглядом быстро промелькнет короткая световая
вспышка, причем оператор не только не измерит расстояния
между импульсами, но даже не сумеет разобраться, что именно
успели «зацепить» его глаза. Не забывайте, что даже у самой
«дальнобойной» станции развертка полностью заканчивается в
течение немногим более 0,002 секунды!
Очевидно, чтобы разглядеть, что именно вычерчивает элек-
тронный луч своим «острием» на экране, нужно дать возмож-
ность оператору смотреть на изображение значительно дольше.
Но сделать картинку неподвижной нельзя: ее в действительности
не существует. Это мы, не успевая зрением за быстро движу-
щейся световой точкой, воспринимаем все ее отдаленные поло-
жения на экране в виде очертания поломанной гребенки. Кар-
тинка создается и существует лишь в нашем восприятии.
КАК В КИНО
И все же есть выход, позволяющий оператору успешно
справляться со своими обязанностями. Если картинку нельзя
сделать неподвижной, остановить ее, то ее можно быстро по-
вторять несколько раз снова и снова, и тогда оператор уподо-
бится зрителю кинотеатра: быстро исчезающие и появляющиеся
вновь картинки (кадры) он будет зрительно воспринимать, как
одно целое.
Просматривая интересный кинофильм, вы вряд ли задумы-
ваетесь над тем, что 24 раза в секунду изображения (кадры)
совершенно «стираются» с экрана и затем появляются вновь.
Так и оператор, если ему показывать несколько десятков от-
дельных кадров в секунду, сможет не только спокойно изме-
рить расстояние между импульсами, но и проследить за отда-
лением или приближением цели по схождению или расхожде-
нию световых отметок. Постепенное «вхождение в кадр» треть-
его импульса укажет ему на появление еще одной цели.
Повторение картинок означает периодическое повторение
процесса развертки. После того как световая точка дойдет до
крайнего правого положения, ее нужно вернуть обратно, налево,
и начать новый процесс развертки.
127
Это можно сделать при помощи той же самой схемы с кон-
денсатором, которую мы применили для однократной развертки.
Нужно лишь параллельно конденсатору С включить какой-либо
прибор, способный быстро разрядить конденсатор, как только
окончится его заряд. Таким прибором мог бы стать шаровой
разрядник (рис. 99). Пока напряжение на пластинах конденса-
Рис. 99. Работа схемы развертки с разрядником
тора, а следовательно и на полюсах разрядника, мало, конден-
сатор заряжается. Постепенно повышаясь, напряжение на кон-
денсаторе становится столь большим, что происходит искровой
разряд между полюсами разрядника, и конденсатор почти мгно-
венно разряжается.
Если при постепенном заряде конденсатора световая точка
равномерно смещалась вправо (прямой ход), то при мгновен-
ном разряде она значительно быстрее перекинется обратно
влево (обратный ход). На рисунке показан график заряда-раз’
ряда конденсатора. Левая часть его вам уже известна, она со-
ответствует заряду. Правая часть, крутая, — разряд. Как ви-
дите, на обратный ход затрачивается значительно меньше вре-
мени, чем на прямой ход. Во время обратного хода, кстати,
совершенно не обязательно сохранение равномерности движе-
ния световой точки, — этот ход является холостым.
Чтобы при обратном ходе световая точка не портила кар-
тинки и не мешала оператору наблюдать за световыми отмет-
ками, электронную пушку во время обратного хода запирают.
Луч обрывается, и световой след с экрана совершенно сти-
рается. Если вы когда-либо от специалиста по радиолокации
услышите выражение «запирающий импульс», то знайте: речь
идет об электрическом импульсе, подаваемом к электронной
пушке для запирания луча.
Применение шарового разрядника в схеме развертки свя-
зано с неудобствами. Он работает неустойчиво, не обеспечивая
создания разряда точно в необходимый момент. Поэтому при-
меняют другие разрядные приборы, в частности, так называе-
мую неоновую лампу (рис. 100).
Колба, из которой удален воздух, заполнена газом неоном.
Внутрь колбы введено два электрода. При повышении напряже-
128
ния на электродах наступает такой момент, когда происходит
быстрый разряд электричества, внешне характеризующийся крас-
новатой вспышкой.
Рис. 100. Неоно-
вая лампа
устроено так,
Включенная в схему неоновая лампа выпол-
няет те же самые функции, что и шаровой раз-
рядник, но более четко. Однако и неоновая
лампа зачастую не в полной мере удовлетворяет
требованиям в отношении устойчивости действия,
и тогда прибегают к иным средствам, обеспечи-
вающим быстрый разряд.
СОГЛАСОВАННАЯ РАБОТА
Развертка должна быть строго согласована с
работой генератора радиолокационной станции,
иначе антенна будет излучать зондирующие им-
пульсы как раз в те моменты, когда к электрон-
но-лучевой трубке подаются запирающие им-
пульсы. Не успеет вернуться отраженный сигнал,
как кончится развертка.
Поэтому во всех радиолокационных станциях
что строго одновременно с началом излучения зондирующего
сигнала начинается прямой ход световой точки. Ее «запускает»
зондирующий импульс. Такая согласованность на языке техни-
ков называется синхронизмом: развертка осуществляется син-
хронно, строго в такт с работой генератора. Сколько раз в се-
кунду излучает станция свои сигналы, столько же раз повто-
ряется процесс развертки.
«Скорострельность» радиолокационной станции вполне до-
статочна для того, чтобы оператор не замечал исчезнове-
ний картинки с экрана при каждом окончании процесса раз-
вертки.
Для однократной развертки нужно подать к электронно-лу-
чевой трубке лишь один отклоняющий импульс, форма которого
нам известна. Для периодически повторяемой развертки нужно
подводить столько отклоняющих импульсов в секунду, сколько
зондирующих импульсов излучает станция. Осциллограмма на-
пряжения, подводимого к трубке, получает очертание зубьев
пилы. Научное название этого очертания я приводить не буду—
техники его даже не применяют. Они называют просто: пилооб-
разные импульсы. Так будем их называть и мы.
Не следует думать, что едва лишь окончится один процесс
развертки и световая точка вернется в исходное положение,
как сразу же начнется новый процесс развертки. При 50 им-
пульсах в секунду интервал между ними составляет почти
20 мсек, в то время как развертка длится самое большое 2—
3 мсек. По окончании развертки и до начала следующего им-
пульса наступает «мертвая пауза». Почти все в станции «засы*
9 Что такое радиолокация
129
пает». Где-то в глубине недр идет скрытый процесс накопления
сил к следующему импульсу.
Отдыхают и «часы». Бланкирующим сигналом запирается
электронная пушка. Развертка ждет запускающего сигнала от
генератора, и как только он поступает, в то же самое мгнове-
ние на экране появляется и сейчас же отправляется в путь све-
товая точка. Поэтому такая развертка называется ждущей.
Вот сколько разных процессов, больших и малых, происхо-
дит в строго согласованном порядке за время, в которое мы
даже не успеваем моргнуть глазом!
ШКАЛА ДАЛЬНОСТИ
Я говорил вам, что оператор должен не только разглядеть
изображение на экране, но и измерить расстояние между им-
пульсами, чтобы определить время, в течение которого зонди-
рующий импульс дойдет до цели и отраженный импульс воз-
вратится к станции, а по нему дальность цели. В действитель-
ности же оператору некогда заниматься подобными измерени-
ями и последующим пересчетом времени на дальность. Слиш-
ком много у него разных обязанностей, на выполнение которых
в боевых условиях отводится очень мало времени. Ему необхо-
димо облегчить условия работы. Именно этим вызвано нанесение
на экран отградуированной в километрах шкалы, глядя на кото-
рую, оператор сразу же может определить дальность. Почти
все радиолокационные станции снабжены такими шкалами.
Можно предложить самые разнообразные конструкции
шкал, но вряд ли найдется что-либо более простое, нежели бу-
130
мажная полоска с цифровыми делениями, приклеиваемая непо-
средственно на экран трубки (рис. 101). Цифровые деления
указывают прямо дальность до цели в километрах. Нужно
лишь заметить, около какого деления появляется отраженный
импульс, и тогда остается лишь прочесть цифру.
Вы не ошибетесь, если дальность цели по шкале оцените в
60 км. Если отметка эхо появилась между соседними делени-
ями «80» и «90» шкалы, но немного ближе к «80», чем к «90»,
Рис. 102. Электрический масштаб
оператор на-глаз прикидывает (для этого нужен опыт!) и сразу
же передает по телефону на командный пункт:
— Дальность 84 километра!
Лучше, «культурнее» выглядит прозрачная шкала из плекси-
гласса или целлулоида, укрепляемая перед экраном трубки. Де-
ления и цифры окрашиваются в какой-либо яркий, приятный
для глаз цвет, и оператору очень удобно одновременно наблю-
дать и за изображением на экране, и за делениями шкалы.
Но шкала может быть и электрической. Представьте себе,
что особый прибор подает к трубке бланкирующие импульсы че-
рез равные промежутки времени. На экране линия развертки
вследствие этого получается не сплошной, а прерывистой, как
бы пунктирной. Достаточно подобрать частоту бланкирующих
импульсов так, чтобы луч запирался в моменты, строго соот-
ветствующие делениям шкалы через каждые 10 или 5 километ-
ров, и тогда можно определять дальность по «черным отмет-
кам» (рис. 102). Такую шкалу обычно называют электрическим
масштабом*
9*	131
ИНДИКАТОР
Как видите, то, что мы называли «микроскопом времени»,
имеет очень мало общего с часами. «Циферблат» у него совер-
шенно иной: указано не время, а расстояние в километрах до
цели. По существу, это не часы, а самый настоящий радиотехни-
ческий дальномер, измеритель расстояний до цели.
Мы не были достаточно строгими к себе и поэтому в зави-
симости от обстоятельств один и тот же прибор именовали то
радиолокационными часами, то микроскопом времени, электрон-
но-лучевой трубкой, электронно-лучевым осциллографом, ра-
диотехническим дальномером... Пора установить порядок. Если
вы придете на радиолокационную станцию и попросите пока-
зать вам «микроскоп времени» или «радиолокационные часы»,
на вас посмотрят с удивлением. Когда же поймут, что именно
вы имеете в виду, то вам покажут требуемое и назовут его
кратко и выразительно:
— Индикатор.
Давайте и мы его так называть!
На экране индикатора появляются световые отметки, по ко-
торым оператор быстро определяет дальность цели. Но вас мо-
жет смутить то обстоятельство, что его «циферблат» приспособ-
лен лишь для определения дальности. А азимут? А угол места?
ЕЩЕ ОБ АЗИМУТЕ И ВЫСОТЕ
Со способами определения азимута вы уже знакомы.
Определяя азимут по максимуму сигнала, оператор поворо-
тами приемно-передающей антенны ищет такое положение, при
котором отраженный сигнал достигает максимального значе-
ния. Этому моменту на экране индикатора соответствует выброс
(световая отметка) максимальной длины. Малейший пово-
рот антенны вправо или влево, и отраженный сигнал будет
ослаблен. Об этом оператор будет судить по сокращению длины
выброса. Таким образом, определение азимута по этому способу
сведется к поворотам антенны до получения на экране выброса
наибольшей длины.
Как видите, индикатор позволяет определять не только
дальность, но и азимут цели.
Подобным же образом действует оператор и в том случае,
когда ему приходится определять азимут «вилкой». Различие
заключается в том, что оператор берет не один выброс, а два,
одинаковой длины, расположенные по обе стороны от положе-
ния максимума.
Если же азимут определяется по равносигнальному методу,
то оператор обычно видит на экране индикатора одновременно
два выброса, от правой и левой антенны отдельно. Поворачи-
вая антенную систему, оператор добивается уравнивания вы-
бросов по их длине, по амплитуде. Как только это достигнуто,
132
сигналы от обеих
чается лишь в том
калькой зоне. Тем
определенным.
антенн оказываются равными. А это полу-
случае, когда цель находится в равносиг-
самым, следовательно, и азимут считается
Цель
Рис. 103. Индикатор даль-
ности иногда служит для
определения азимута
Рис. 104. Приближенное определе-
ние высоты полета цели по точкам
ее пропадания и появления
Обратите внимание на то, что в этом случае потребуется
обособленный индикатор, чтобы наблюдать не один сигнал, на-
ложенный на другой, а два раздельных сигнала. Впрочем, кон-
структоры в этом отношении идут дальше и передают в распо-
ряжение операторов различные комбинированные устройства.
Вы помните приближенный способ определения угла места
или высоты цели по высотной диаграмме радиолокационной
станции, описанный ранее? Оператор внимательно отмечает мо-
мент вхождения цели в межлепестковую мертвую зону по про-
паданию отраженного сигнала. Теперь вы более ясно понимаете,
как это делается. Оператор глядит на экран индикатора. Видя
отраженный импульс, он определяет дальность и азимут. На-
133
блюдение за целью продолжается. Вдруг сигнал начинает умень-
шаться. Оператор пробует повернуть антенну: возможно, цель
меняет азимут. Не помогает — сигналы уменьшаются. Тогда
остается предположить, что цель входит в межлепестковую
зону. Последние уточнения азимута и дальности, и цель исчезла.
Она вышла из зоны наблюдения в мертвую зону. Но наблюдение
на этом не кончается. Проходит немного времени, и цель снова
появляется, но уже на более близком расстоянии. Цель пересекла
мертвую зону. Следовательно, предположения оператора были
совершенно правильными. И он правильно сделал, передав на
Рис. 105. Высоту цели
можно определить при по-
мощи высотной установки
командный пункт приближенные данные
о высоте, определенные по высотной диа-
грамме.
Конечно, определять угол места по
высотной диаграмме—утомительное заня-
тие. Надо дожидаться, когда цель
начнет входить в мертвую зону или вы-
ходить из нее. Пока же цель находится
в пределах зоны обнаружения, этот спо-
соб неприменим.
Но есть другой способ, вам тоже из-
вестный, основанный на использовании
двух антенн, укрепленных на разных вы-
сотах. Оператор сравнивает сигналы от
верхней и нижней антенны, наблюдая их
отметки на экране индикатора так называемой высотной уста-
новки. Картинка на эгом экране получается почти такой же,
как и на индикаторе дальности, но импульсы здесь «закреп-
лены»: расстояние между ними не имеет никакого значения.
Оператора интересуют лишь амплитуды, высоты импульсов.
Он поворачивает ручку регулировки до тех пор, пока импульсы
(выбросы) не окажутся равными по высоте. Остается лишь про-
честь, до какого деления повернута эта ручка, чтобы затем по
переводной таблице-графику определить, какому именно углу
места соответствует полученное соотношение между амплиту-
дами сигналов.
Конечно, можно воспользоваться для этих целей индикато-
ром дальности, если быстро переключать его на высотную уста-
новку. Но пока будет вестись измерение высоты, азимут цели
может измениться. Поэтому в большинстве случаев приходится
итти на дополнительные затраты и снабжать наземную радиоло-
кационную станцию высотной установкой с отдельным индика-
тором.
Самолетная радиолокационная станция определяет угол ме-
ста впереди летящей цели преимущественно по способу равно-
сигнальной зоны. Для подобных целей также используется ин-
дикатор — обособленный или же тот самый, которым опреде-
ляется дальность. Летчик так ставит руль глубины, чтобы на
134
экране появился условный световой сигнал, означающий «цель
прямо впереди». Опускание или поднятие руля глубины сейчас
же обнаруживается на экране индикатора. Световое пятно на
экране либо поднимется выше горизонтальной черты, и это
будет означать, что цель находится ниже, либо, наоборот, све-
товое пятно опустится ниже горизонтали, и летчик поймет, что
ему надо набрать высоту.
ИЗМЕРЯТЬ И ВЫЧИСЛЯТЬ НЕКОГДА
Не у всех радиолокационных индикаторов на экране появ-
ляется картинка, вроде изображенной на рис. 106а. До сих пор
мы рассматривали изображения импуль-
сов, расположенные вверх от горизон-
тальной линии развертки. Однако иногда
более удобно для отсчета и наблюдения
за импульсами повторить вниз от линии
развертки зеркальным способом то, что
воспроизводится выше нее. В этом слу-
чае картинка получается иной.
Есть индикаторы, у которых раз-
вертка производится не вдоль горизон-
тальной, а вдоль вертикальной оси (рис.
1066), по кругу (рис. 106в), по радиусам
(рис. 106г) или по спирали (рис. 106д) и
Рис. 106а.Вид экрана наи-
более типичного индика-
тора дальности (типа ,,А“)
другими методами. Все определяется назначением радиолокаци
онной станции и стремлением создать оператору условия, в кото-
Рис. 1066. Экран индикатора с разверткой вдоль
вертикальной оси
135
рых от него можно потребовать более быстрого отсчета
данных.
Вы гонитесь на истребителе с ночным «радиолокационным
перехватчиком» за самолетом врага, и вам важно знать лишь
Рис. 106г. Экран индикатора
с радиальной разверткой
Рис. 106в. Экран индикатора даль-
ности с круговой разверткой
одно: как поставить рули глубины и поворота, чтобы сбли-
зиться с врагом. Никакие азимуты и углы места вас не интере-
суют. Цель может быть выше или ниже вас, правее или левее,
ближе или дальше. Обо всем этом вам должна выразительно
говорить картинка. Глядя на нее, вы пово-
рачиваете самолет влево или вправо, сни-
л \ \ жаетесь или набираете высоту, даете пол-
/	\ ный газ для того» чт°бы догнать против-
/	/ /	ника, или же на подходе к цели готови-
I I (	) I J тесь к атаке. Тут измерять и вычислять
\	/ некогда, решают доли секунды.
\	/ У такой радиолокационной станции дол-
жен быть совершенно иной «циферблат».
Можно представить себе индикатор с тремя
Рис. 106д. Экран инди- отдельными электронно-лучевыми трубками
катора с разверткой (рис. 107). На экране одной трубки вы про-
по спирали читываете ориентировочное расстояние до
цели. Вторая трубка подсказывает вам, как
нужно изменить курс по горизонтали. Третья трубка разрешает
ваши сомнения относительно того, ниже или выше вас находится
вражеский самолет.
Некоторые самолетные станции имеют всего лишь одну
трубку, на экране которой появляется нечто вроде мишени с
концентрическими кругами. Все, что требуется от летчика, —
это «вогнать» вражеский самолет в центр мишени и начать
атаку.
Существуют так называемые индикаторы кругового обзора,
136
В трубках такого индикатора линия развертки начинается в
центре и движется по радиусу к краю. Направление радиуса
развертки соответствует направлению антенны в этот момент.
Если антенна вращается, то синхронно с ней перемещается и на-
правление радиуса развертки. Отраженный от цели сигнал появ-
ляется на экране в виде яркого пятна на линии развертки в
точке, соответствующей направлению и дальности цели.
Рис. 107. Индикаторы самолетной радио-
локационной станции
Если непрерывно вращать антенну, то на экране появится
своего рода карта, на которой будут видны отраженные сиг-
налы от всех целей, находящихся в зоне действия станции.
Если станция установлена на самолете, то оператор как бы
находится над облучаемой местностью и смотрит на картину,
развертывающуюся под ним. Конечно, изображение не напоми-
нает телевизионное, — вместо самолета или корабля мы увидим
только светлые пятна, даже по форме не похожие на самолет
или корабль.
Так как скорость вращения антенны невелика (от 1 до 12
оборотов в минуту), то на обычной трубке светлые отметки-от-
ражения погаснут немедленно, как только луч при движении
антенны отойдет от цели.
Чтобы создать впечатление карты, применяют специальные
трубки, у которых экран обладает способностью светиться не-
которое время еще после того, как электронный луч переме-
стится. Экраны таких трубок создают впечатление карты, на
которой одновременно видны отметки от всех целей, находя-
щихся в зоне облучения. Послесвечение таких экранов изме-
ряется секундами.
ГЛАВА ВОСЬМАЯ
ОТ ПРИЕМНОЙ АНТЕННЫ
ДО ИНДИКАТОРА
ПРИНЦИП ОБРАТИМОСТИ АНТЕНН
Радиолокационная станция только что «выстрелила» по цели
зондирующим сигналом, и с микросекунды на микросе-
кунду ожидается возвращение отраженного сигнала. Мы дежу-
рим у финиша с индикатором, и пока на экране не появилась
еще отметка прибытия сигнала, я расскажу вам, что происхо-
дит с сигналом после того, как отраженные от цели радиоволны
коснутся приемной антенны.
Приемная антенна — дверь, в которую стучится отраженный
сигнал, стремясь попасть в радиолокационную станцию. Важно,
чтобы эта дверь не была слишком узкой для сигнала и чтобы
она открывалась во-время. Важно еще и то, чтобы всякий раз,
как только станция начинает излучать свой сигнал, эта дверь
наглухо захлопывалась. В дверь допускаются только те сиг-
налы, которые возвращаются от цели.
В отношении антенн известен принцип обратимости. Если
протекание токов высокой частоты в антенне создает в окру-
жающем ее пространстве радиоволны, то, наоборот, нахожде-
ние антенны в зоне радиоволн приводит к появлению в ней то-
ков высокой частоты.
Эта последняя особенность приемных антенн, между про-
чим, свойственна всем проводникам электрического тока во-
обще. Вы можете безошибочно утверждать, что во всем метал-
лическом, что только видят ваши глаза, протекают высоко-
частотные токи, создаваемые радиоволнами бесчисленных ра-
диостанций. Но если появление токов высокой частоты в ме-
таллической крыше или в фермах железнодорожного моста не
связано ни с какими последствиями, то этого нельзя сказать о
приемной антенне. Она незамедлительно передаст токи прием-
нику, с которым она соединена. А уж приемник сумеет распо-
рядиться принятыми сигналами. В этом отношении радиолока-
138
ционный прием ничем не отличается от любого иного радио-
приема.
Принцип обратимости антенн не ограничивается лишь объяс-
нением того, как создаются высокочастотные токи в приемной
антенне. Обратимы и направленные свойства антенн. Если пере’
дающая антенна направленно излучает, то она же будет на-
правленно принимать, причем сохраняется и общий характер
диаграммы направленности. Это ценное свойство сразу же
предрешает вопрос о конструкции приемной антенны. Она мо-
жет быть подобна антенне передающей части радиолокацион-
ной станции.
РАБОТА НА ОДНУ АНТЕННУ
На рис. 108 показана наземная радиолокационная станция,
у которой приемная часть находится на некотором удалении
от передающей. Такие станции можно было встретить на заре
радиолокации. Конструкторы первых образцов считали нужным
Рис. 108. Приемная и передающая части установлены на некотором
удалении одна от другой
разносить передающую станцию от приемной на несколько сот
метров. Объяснялось это опасениями воздействия передающей
части на приемную.
Такое разделение привело к необходимости обеспечения
строгого постоянства азимутальной ориентировки передающей
139
и приемной антенн. Направленную приемную антенну нужно за-
ставить «глядеть» только туда, куда в этот момент излучает
направленная передающая антенна. Следовательно, одновре-
менно с вращением передающей антенны должна точно так же
(синхронно) вращаться и приемная антенна. Достаточно неболь-
шого расхождения в ориентировке антенн, и определение ази-
мута утратит требуемую точность. Синхронное вращение антенн
представляет немалые трудности.
Рис. 109. Одна и та же антенна используется для пере-
дачи и приема
Позже выяснилось, что можно обе части радиолокационной
станции не только сблизить до предела, но и заставить рабо-
тать на общую антенну. Появились радиолокационные уста-
новки, у которых одна и та же антенна используется и для
передачи, и для приема. Отпали затруднения, вызываемые
необходимостью поддержания строгого синхронизма вращения
антенн.
То, что передача и прием производятся на одну и ту же ан-
тенну, вас не должно смущать. Может показаться, что в этом
случае мощные сигналы передающей части через общую ан-
тенну ворвутся в приемную часть, чувствительную даже к очень
слабым сигналам, и оставят после себя нечто подобное следам
пребывания слона в посудной лавке. В действительности же все
обстоит вполне благополучно, конечно, если принять соответ-
ствующие меры предосторожности.
Когда антенна обслуживает передающую часть, она поры-
вает всякие связи с приемной, и, наоборот, предлагая свои
услуги приемной части, она отключается от передающей. Едва
лишь позволив генератору «выстрелить» по цели волновым им-
140
пульсом, антенна спешит к приемной части, чтобы не опоздать
к моменту возвращения эхо от самой ближней цели.
По окончании развертки, когда радиолокационная станция
прекращает дежурство на приеме, антенна на короткое время
предоставляется самой себе, чтобы с началом следующего зон-
дирующего импульса снова быть приключенной к генератору.
Выручает то, что передающая и приемная части станции рабо-
тают поочередно.
С какой скоростью должны производиться переключения
антенны? От цели, находящейся на расстоянии 150 м, отраже-
ние вернется уже через 1 мксек', к этому времени антенна обя-
зана переключиться на прием. Дверь должна быть широко рас-
пахнута — сигналы не признают никаких опозданий.
Правда, от наземных радиолокационных станций в большин-
стве случаев не требуют обнаружения столь близких целей. Но
если минимальной дальностью считать даже 5 км, то все же
переключение антенны с передачи на прием должно быть произ-
ведено в течение 30 мксек с момента начала излучения им-
пульса.
Обратное переключение — с приема на передачу — может
производиться с меньшей скоростью, так как по окончании раз-
вертки, когда кончается дежурство на приеме, наступает то, что
мы в свое время называли «мертвой паузой». Пока в генераторе
накапливаются силы для следующего импульса, антенна может
не спешить с переключением. Ей отводится «масса» времени,
что-то около 0,002 секунды при 50 импульсах, или около
0,00002 секунды, если «скорострельность»- радиолокационной
станции повышена до 5000 импульсов в секунду.
Критический момент — переход от передачи на прием. И тре-
бованиям этого момента удовлетворит далеко не всякий антен-
ный коммутатор. Не удивительно, что и здесь ведущее начало
сохраняют за собой чисто электрические методы.
О ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
Отраженный сигнал радиолокационной станции отличается
от зондирующего сигнала главным образом мощностью.
Поместите ночью на расстоянии одного километра от светя-
щей автомобильной фары копейку и, находясь у фары, попы-
тайтесь разглядеть ее. Монета получит очень мало световой
энергии, так как на нее падает постепенно расширяющийся и
сильно ослабляемый расстоянием световой поток. Кроме того,
не являясь идеальным зеркалом, она отразит не все количество
падающего на нее света. Наконец, отраженный от нее световой
поток на обратном пути к вам претерпит сильное ослабление
из-за поглощения в атмосфере. Теоретически до ваших глаз
дойдет какое-то количество света, но практически вы ничего не
увидите. Чувствительность глаз окажется недостаточной.
141
Радиолокационная станция и цель обмениваются радиовол-
новыми сигналами, но станция «выстреливает» в направлении
цели сотнями киловатт мощности, а порой и тысячами, тогда
как цель можно было бы заменить эквивалентным крошечным
радиопередатчиком, излучающим, быть может, только милли-
ватты или микроватты. Как бы ни был мощен генератор радио-
локационной станции, но если его приемная часть «глуховата»,
далеких целей станция не обнаружит.
Сигналы
на входе
с амплитудой
Щ
Сигналы на
выходе с ампли-
тудой порядка
десятков волып
Рис. ПО. Основное назначение приемной части — усиление и преобразо-
вание отраженных целью сигналов
Поэтому к приемной части предъявляется требование — об-
ладать высокой чувствительностью, т. е. способностью ото-
зваться на весьма слабые приходящие сигналы.
Специалисты по технике радиоприема избегают неопреде-
ленных оценок, вроде «приемное устройство не очень чувстви-
тельно» или «чувствительность недостаточна» и т. п. Они пред-
почитают цифры.
Достаточно чувствительным можно назвать такое приемное
радиолокационное устройство, которое при подаче к нему от
приемной антенны радиочастотного напряжения в несколько
стотысячных долей вольта заставляет нормально срабатывать
индикатор. Стоит вам узнать, что каким-то заводом разработано
приемное устройство с чувствительностью 1—2 мкв, и вы сразу
же проникнетесь уважением к столь «высокочувствительной
продукции». Батарейка карманного фонаря — и та имеет в мил-
лионы раз более высокое напряжение!
ПРЕОДОЛЕВАЯ БОЛЬШИЕ ТРУДНОСТИ
То, что приемному устройству радиолокационной станции
приходится довольствоваться весьма слабыми сигналами, а ин-
дикатору оно должно передавать напряжение порядка 10—20 в,
определяет основное назначение приемной части — усиление
сигналов. Сопоставьте выходное напряжение с входным, и вы
убедитесь в необходимости осуществлять усиление в сотни ты-
сяч и миллионы раз.
142
Приборы с таким усилением, надо полагать, вы видели неод-
нократно: трудно поверить, чтобы вы никогда не вертели ручек
обычного лампового радиоприемника.
Приемная часть радиолокационной станции отличается от
всякого иного радиоприемного устройства двумя особенностями.
Во-первых, на выходе радиолокационного приемника никаких
телефонных трубок или громкоговорителя не включают. Радио-
локационные сигналы музыки не создают. Все, что появляется
на выходе приемника, подается к индикатору для зрительного
воспроизведения на экране.
Во-вторых, в радиолокации используются не просто корот-
кие, а ультракороткие волны. Это накладывает отпечаток на
конструкцию радиоприемного устройства.
По мере повышения частоты сигналов усилительные каскады
все в бблыней степени начинают выполнять несвойственные им
функции. Вместо того, чтобы только усиливать подводимые к
ним извне колебания, они начинают создавать свои собствен-
ные, подражая ламповым генераторам. Усиление лишается
устойчивости, сигналы сильно искажаются. Будь это слуховой
прием, сигналы утонули бы в диком вое.
Кроме этого, при работе в диапазоне УКВ приходится раз-
рабатывать специальные типы радиоламп и деталей, тщательно
продумывать не только взаимное размещение деталей (что обя-
зательно во всех случаях), но и расположение каждого отдель-
ного проводничка. Каждый кусочек провода — это сравнительно
большая емкость, это повод к самовозбуждению. Сближены де-
тали — создана обратная связь, и ничто не предотвратит само-
возбуждения. Недостаточно высокое качество изоляционного
материала, — и к следующему усилительному каскаду совер-
шенно не подается никакой «раскачки». Нужно обходить де-
сятки разных препятствий.
ПРЯМОЕ УСИЛЕНИЕ И УСИЛЕНИЕ
С ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ
Чем выше частота, тем труднее осуществлять усиление. Это
известно еще со времени первых попыток применения ламп в ра-
диотехнике.
В «обычных» радиоприемниках усиление сигналов произво-
дится на той частоте, на которой принят сигнал. Приемник пере-
страивается с одной станции на другую, и всякий раз усиление
ffrn
Рис. 111. В приемниках прямого усиления основное усиление ведется
на высокой частоте
143
производится на иной, но всегда высокой частоте. Такое усиле-
ние называется прямым, а приемники — приемниками прямого
усиления.
Сущность так называемого супергетеродинного метода за-
ключается в том, что принятые сигналы перед усилением сна-
чала преобразуются по частоте и затем усиливаются уже на по-
ниженной частоте, не изменяемой в процессе настройки.
Принцип преобразования частоты довольно прост и сводится
к следующему.
Вы располагаете двумя источниками колебаний с частотами,
скажем, 100 и 95 кгц. Не пытайтесь приключать телефонные
трубки к проводам от этих источников: частотный «потолок?»
ушей не выше 20 кгц. Вы ничего не услышите. Но передайте оба
этих тока контуру, имеющему самый обычный кристаллический
детектор, применяющийся в простейших радиоприемниках, и те-
лефонные трубки, включенные, как показано на рис. 112, зазву-
чат. Вы услышите ровный звуковой тон. Измерив его частоту,
вы убедились бы в том, что она равна разности двух взаимо-
действующих частот: ровно 5 кгц.
Величи-
на напря^
Женин
/с-95кгц

fz ~ 100 кгц

Колебания
I—местного
Время гетеродина
Рис. 112. Преобразование частоты
144
Это и составляет сущность преобразования частот. Распола-
гая двумя высокими частотами, вы получили низкую частоту,
равную разности имеющихся.
Обязательными элементами преобразования являются два
взаимодействующих колебания разных частот и детектор. Кри-
сталлический детектор представляет собой нечто вроде электри-
ческого клапана: он пропускает ток в одном направлении и не
пропускает в обратном. Вспомните о диоде, о котором мы гово-
рили, и вы получите подтверждение тому, что диод как раз
обладает таким, как говорят, вентильным свойством. А так как
диоды работают гораздо более устойчиво, чем кристаллические
детекторы, то этим и объясняется их применение в супергете-
родинных приемниках, где преобразование частоты — обязатель-
ный процесс.
ГЕТЕРОДИН
Пусть приемник предназначен принимать радиосигналы в диа-
пазоне частот 100—200 мггц. Это очень высокие частоты, и вы
не надеетесь получить на этих частотах устойчивое усиление в
миллион раз. Тогда вы принимаете решение — использовать
принцип супергетеродинирования. Вам потребуется вспомога-
гательный источник колебаний высокой частоты — маломощный
Напря-
Напря-
жение
в
Рис. 113. При супергетеродинном приеме основное
усиление ведется на промежуточной частоте /Пр»
не изменяющейся в процессе перестройки с частоты
приж маемого сигнала Д на другую частоту fa
10 Что такое радиолокация
145
ламповый генератор с плавной настройкой, так называемый ге-
теродин. Заставляя взаимодействовать колебания гетеродина с
колебаниями сигнала, вы получаете то, что вам нужно: колеба-
ния пониженной частоты. Частотный диапазон гетеродина опре-
деляется только тем, какая именно частота вам нужна в резуль-
тате преобразования.
Одно из преимуществ супергетеродинного приема заклю-
чается в том, что, на какую бы станцию ни был настроен прием-
ник, преобразованная частота может оставаться всегда постоян-
ной. Это очень выгодно: сконструировать хороший усилитель
для колебаний постоянной частоты легче и дешевле, нежели
усилитель на перестраиваемые частоты, как в приемнике пря-
мого усиления. Тогда удается получать весьма большое устой-
чивое усиление. Сильно возрастает чувствительность. Улуч-
шается избирательность, т. е. способность раздельно без вза-
имных помех принимать близко по частоте расположенные
станции.
Немного арифметики, и вы будете убеждены в возможности
преобразования любой частоты сигнала в постоянную частоту.
Пусть это будет все тот же приемник с диапазоном настройки
на частоты в пределах 100—2С0 мггц. По каким-то соображе-
ниям вам нужно получить преобразованную частоту, равную
3 мггц, тогда можно с полным правом написать:
100 — 97 = 3
200— 197=3
103— 100 = 3
203 — 200 = 3
Значит, нужно иметь гетеродин с диапазоном 97—197 мггц
или 103—203 мгрц, и тогда на какую бы частоту ни был на-
строен приемник в диапазоне 100—200 мггц, вы всегда сможете
получить на выходе преобразователя 3 мггц. Пусть это, напри-
мер, будет 150 мггц. Вы перестраиваете гетеродин на частоту
153 или 147 мггц и получаете требуемые 3 мггц.
Рис. 114. Одноручечная настройка
146
Таким образом, одновременно с настройкой приемника на ча-
стоту принимаемых колебаний должен перестраиваться и гете-
родин приемника. Разность этих частот в любой момент времени
должна быть постоянной. Все, что для этого нужно, это — объ-
единить настройку общей ручкой (рис. 114). Настраивая прием-
ник одним конденсатором на принимаемые сигналы, оператор
одновременно автоматически вторым конденсатором перестраи-
вает гетеродин.
СУПЕРГЕТЕРОДИН
Приемники с преобразованием частоты при помощи гетеро-
дина получили название супергетеродинных, или, как их сокра-
щенно именуют радиолюбители, суперов.
От при-
ем ной
антенны
Усили-
тель
УВЧ
Зондирующий
импульс
Отраженный
импульс
Гетеродин
Смеситель

Рис. 115. Упрощенная блок-схема супергетеродинного приемника
На рис. 115 приведена упрощенная схема такого приемника.
На ней показано, что сигналы из антенны прежде всего посту-
пают в настраиваемый колебательный контур. Настройка прием-
ника на станцию заключается в том, что изменяется емкость
или индуктивность этого контура до тех пор, пока он не ока-
жется настроенным в точности на частоту принимаемых колеба-
ний. Это называется настройкой в резонанс. По достижении ре-
зонанса в контуре будет протекать ток наибольшей силы, и к
сетке первой лампы будет подан сигнал с наибольшей ампли-
тудой.
Дальше должен следовать процесс преобразования частоты.
Но невозможно осуществить преобразование, если сигналы
слишком слабы. Поэтому в большинстве приемников с высокой
чувствительностью, рассчитанных на прием очень слабых сигна-
лов, прибегают к предварительному небольшому усилению при-
нятых сигналов на их же собственной частоте.
Это учтено нашей схемой, на которой показано, что сигналы
из колебательного контура поступают к усилителю высокой (при-
нимаемой) частоты. В анодной цепи этой лампы усилителя вы-
сокой частоты включен колебательный контур, настраиваемый
на частоту принимаемого сигнала одновременно с настройкой
входного колебательного контура. Если усиления одного ка-
скада недостаточно, то включают еще один или даже два ка-
скада.
10*
147
Далее наступает очередь преобразователя частоты. Его
сущность вам уже известна. Нужно лишь добавить, что не
всегда довольствуются однократным понижением частоты. Чем
больше усилительных каскадов работают на одной и той же ча-
стоте, тем в большей мере они склонны к самовозбуждению. По-
этому прибегают к двухкратному, а иногда и трехкратному сту-
пенчатому понижению частоты, сопровождаемому усилением на
каждой ступени раздельно. Это предотвращает все попытки
усилительных каскадов самовозбуждаться.
Принцип супергетеродинного приема заимствован из техники
радиовещания. Там преобразованная частота с давних пор
именуется промежуточной. Например, принимаемые сигналы
имеют высокую частоту; к громкоговорителю нужно подвести
колебания низкой частоты; тогда преобразованная частота, на
которой производится основное усиление, оказывается по от-
ношению к ним промежуточной. Отсюда и название.
Когда применяют многократное преобразование частоты, то
частбты в последовательном порядке именуют первой промежу-
точной, второй промежуточной и т. д.
Основную тяжесть усиления выносит на себе усилитель про-
межуточной частоты. Именно здесь получаются те сотни тысяч
и миллионы, на которые умножается слабый сигнал, входящий
в антенну. Поэтому в нем обычно применяется не один каскад,
а несколько, включенных последовательно один за другим.
Каждый каскад состоит из усилительной лампы и колебатель-
ного контура, постоянно (фиксированно) настроенного на про-
межуточную частоту. Никаких перестроек колебательных конту-
ров не требуется. В процессе настройки приемника меняются
данные лишь тех контуров, которые находятся между входом
и преобразователем частоты.
В обычном радиовещательном приемнике после усиления на
промежуточной частоте приходится еще преобразовывать сиг-
налы в низкочастотные, так как промежуточная частота еще
слишком высока, чтобы ее можно было подвести к громкогово-
рителю и чтобы можно было услышать передаваемый текст,
музыку и т. д.
Радиолокационный приемник не нуждается в преобразова-
нии сигналов на низкой частоте для того, чтобы сработал инди-
катор. В ряде случаев сигнал на детекторе оказывается уже
достаточным по силе для непосредственной подачи на инди-
катор, и тогда усиление низкой частоты не применяют.
«Обработанные» приемником сигналы передаются инди-
катору, а о том, как индикатор распоряжается ими, вы уже
имеете достаточное представление.
Нельзя не отметить соперничества приемника с индикатором
в скорости работы. Едва лишь во «входную дверь» радиолока-
ционной станции постучится обессилевший сигнал, отраженный
далекой целью, как приемник его моментально подхватит»
148
усилит, преобразует по частоте, снова усилит, еще раз пре-
образует, причем все успеет сделать за самый короткий срок.
К отклоняющим пластинам индикатора точно в срок будет по-
дан свежий сигнал, полный сил и готовности произвести работу,
для которой он предназначен.
ОСОБЕННОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ПРИЕМНИКА
Радиолокационный приемник снабжается рядом вспомога-
тельных органов. Вы найдете на панели приемника ручку
регулятора чувствительности. Этот регулятор должен позволить
менять чувствительность приемника в довольно широких пре-
делах.
Найдете вы и ручку настройки, хотя по существу радио-
локационный приемник должен принимать сигнал только на
одной определенной частоте — частоте своего генератора. Вер-
нее эту ручку называть ручкой подстройки, так как ее назначе-
ние — более точно подстроить приемник на волну своего гене-
ратора. Настройка приемника может несколько измениться
с течением времени, и, для того чтобы вернуть ее к перво-
начальной, приходится пользоваться ручкой подстройки.
Рис. 116. „Магический глаз“—оптический
индикатор настройки
В качестве индикатора настройки в резонанс пользуются
так же, как и в современных вещательных приемниках, свето-
вым индикатором, известным под названием «магический глаз»,
напоминающий огромный зеленоватый глаз кошки. Когда при-
емник настроен, на экранчике появляется узкая, как острие
ножа, теневая полоска. Стоит приемнику оказаться немного рас-
строенным, и полоска превратится в расширенный теневой
сектор (рис. 116). При значительной расстройке теневой сектор
распространяется на весь экран.
Между прочим, и здесь работают электроны: «магический
глаз» представляет собой комбинацию радиолампы с элек-
тронно-лучевой трубкой. Своим цветом он обязан тому же са-
мому флуоресцирующему свечению, которое возникает на
экране электронно-лучевой трубки под влиянием электронной
бомбардировки.
149
ЗЛЕЙШИЙ ВРАГ РАДИО
Злейшим врагом всякого радиоприема, в том числе и радио-
локационного, являются электрические помехи природного и про-
мышленного происхождения.
Я надеюсь, что вы удержали в памяти рассказ о способах
получения радиоволн. Это вам сейчас пригодится.
Наш великий соотечественник А. С. Попов, читая книгу При-
роды и постигая ее тайны, создал беспроволочный телеграф,
открыв новую полосу в развитии техники. Молния явилась пер-
вой в истории человечества передающей радиостанцией, сиг-
налы которой принимал А. С. Попов на свой первый в мире
радиоприемник. И если эти сигналы оказались тогда полез-
ными, то очень скоро они превратились в настоящий бич радио-
связи.
Сколько времени существует радиосвязь, столько длится
ожесточенная борьба с помехами, вызываемыми тысячами силь-
ных и слабых природных электрических разрядов в атмосфере,
но люди не могут и теперь признать себя победителями.
Это они, эти помехи, врываются в телеграфные передачи,
искажая записываемые на лентах приемных аппаратов слова и
цифры. Это от них морщится войсковой радист с трубками на
ушах, силясь сквозь трески услышать предназначенные ему
сигналы. Это они врываются в наши уши вместе с прекрасными
звуками симфонического оркестра. И хотя на УКВ влияние этих
помех сказывается в неизмеримо меньшей степени, чем на длин-
ных волнах, все же и тут они дают себя знать.
Но особенно страдает радиоприем от электрических помех,
носящих громкое название «индустриальные». Эти помехи
в конечном счете обязаны своим происхождением рукам чело-
веческим. Здесь и искрящая дуга трамвая, и ролик троллейбуса,
и системы зажигания в автомобилях (и даже на самолетах!), и
испорченный электромотор лифта — подъемника, и искрящая
динамомашина, и электрические телеграфные аппараты. Словом,
все достижения индустриальной культуры, способные создавать
искры и засоряющие эфир мириадами радиоволн, с точки зрения
радиоприема являются самым настоящим злом, с которым
следует бороться всеми силами.
В связи с применением все более коротких радиоволн
влияние «внешних» помех, как уже говорилось ранее, делается
все менее ощутимым. Зато здесь большую роль начинают
играть так называемые «внутренние» помехи, которые про-
исходят из-за неупорядоченных движений электронов в лампах
и других элементах радиоприемных устройств.
Не удивительно, что помехи радиоприему называют главным
врагом радио. Радиолокация имеет достаточные основания раз-
делить эту оценку.
150
Надо внести поправку в ваши представления о картинке,
которая появляется перед взором оператора в реальных усло-
виях. Вы, наверное, думаете об этакой чистенькой, с четким
световым очертанием гребенки с двумя зубьями картинке.
Оператор редко испытывает удовольствие ее наблюдать.
Обычно световая линия развертки вся испещрена хаотическим
нагромождением беспорядочно перемещающихся и непрерывно
появляющихся и исчезающих световых импульсов. Получается
нечто вроде очертания травы, колеблемой сильным ветром,
дующим вдоль стеблей. В попытках дать вам хотя бы при-
ближенное представление о следах вторжения помех в радиоло-
кационную станцию составлен рис. 117.
Начинающий оператор зачастую испытывает затруднения,
в особенности когда уровень помех начинает становиться со-
измеримым с амплитудой изображений отраженных от цели
импульсов. Но немного практики, и приобретается опыт без-
ошибочного распознавания импульсов. Импульс выдает себя
спокойствием, если даже вершина его не возвышается над так
называемой лентой шумов. Выловить импульс на фоне помех —
вопрос профессиональной гордости оператора. И часто там, где
неопытный глаз со скучающим однообразием скользит вдоль
картинки с широкой лентой шумов и ничего не замечает, опе-
ратор ухитряется не только обнаружить импульс, но и распо-
знать по его очертанию кое-что большее, нежели дает простое
определение дальности цели.
151
Чем чувствительнее приемник радиолокационной станции,
тем более он уязвим для помех. С индустриальными помехами
можно бороться. Можно удалить станцию на 5—10 км от го-
рода, где нет трамваев и лифтов, где .не искрят троллейбусы и
не работают электромедицинские кабинеты. Это, кстати,
требуется и по другим причинам. Можно заключить систему за-
жигания зарядного движка, мотора автомобиля или самолета
в металлический экран. Именно так и поступают, когда это не-
обходимо. Можно устранить искрение щеток электрогенератора,
питающего радиолокационную станцию, что делается в обяза-
тельном порядке.
Остаются еще атмосферные помехи. К счастью, на «радио*
локационных» волнах, как я уже говорил, помехи атмосфер-
ного происхождения незначительны.
Но наличие ленты шумов всегда обеспечено, так как невоз-
можно избавиться от помех внутренних, которые образуются
непосредственно в самом приемном устройстве станции и кото*
рые в УКВ диапазоне, как правило, являются главными.
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ
ГЛАЗАМИ СВЕДУЩИХ ЛЮДЕЙ
Теперь, когда мы знакомы с назначением, устройством и
принципом действия основных элементов радиолокационной
станции, следовало бы дать описание всей станции. Но какой?
Наземной, самолетной или еще какой-нибудь?
Эта книжка ведь не рассчитана на то, чтобы заменить собой
инструкции и описания радиолокационных станций. Такие опи-
сания рассчитаны на очень узкий круг читателей, которым над-
лежит знать именно этот тип устройства. Мы совершим с вами
экскурсию на особенную радиолокационную станцию, чтобы
глазами сведущих людей посмотреть ее и разобраться во всех
деталях. Наша радиолокационная станция особенная потому,
что автор сам ее выдумал, собрав из знакомых уже вам эле-
ментов. Итак, нам пора.
Мы отъехали от города километров десять, а еще нет ни-
каких признаков радиолокационной станции. Дорога идет
широко раскинувшейся степью. Далеко во все стороны, куда
только хватает глаз, почти до самой кромки леса на горизонте,
простираются зеленые луга. Среди них затерявшимся кажется
в стороне от дороги какой-то сарай с соломенной крышей.
Мы круто сворачиваем с дороги. Шофер направляет авто-
машину прямо по целине к сараю. Конечно, это она — радио-
локационная станция! Остановленные часовым, мы слезаем
с автомобиля и ждем разрешения пройти.
Пусть не удивляет вас выбор места для станции: более удач-
ное трудно и найти. Вдали от города с его высокими зданиями,
железными крышами, фабричными сооружениями, линиями
электропередач и телеграфными проводами — станция менее
всего подвержена воздействию помех. Местность вокруг нее на
больших расстояниях должна быть совершенно открытрй. Дома,
деревья, аэродромные ангары, вышки — все это заслоняет часть
горизонта.
153
Рис. 118. Здесь находится замаскированная радиолокационная станция
Волновой луч, в особенности вблизи станции, почти ложится
на земную поверхность, зацепляя за все, что возвышается над
ней. В зону облучения попадают горы, холмы, скалы, лесные
массивы и любые высокие сооружения. Все это создает бес-
численные отражения радиоволн и «выплескивает» на экран массу
световых отметок — принудительный ассортимент радиолока-
ции. И хотя на языке операторов все, что отражают волны, но
не является целью, безлично именуется «местными пред-
метами», вы должны понимать, что речь идет также о враге
радиолокации.
Удачен ли выбор места для радиолокационной станции,
в первую очередь проверяется на том, в какой мере этот «враг»
восторжествовал над непредусмотрительностью людей или
безвыходностью положения. Чистый горизонт — чистый экран.
Пусть, для примера, станция расположена на узкой прибреж-
ной морской полосе. С одной стороны море, с другой гро-
моздятся вершины гор. Станция будет «смотреть» только
в сторону моря. В противоположном направлении «местные пред-
меты» закроют собой почти все. Но если другого места для
станции нельзя выбрать, то надо приспособляться к этим усло-
виям, это безвыходность: другого места для станции не по-
дыщешь.
Рельеф местности оказывает сильнейшее влияние на работу
станции. Земная поверхность вокруг нее не просто пахотная
земля или зеленый луговой ковер. Это, прежде всего, отражаю-
щее зеркало для радиоволн, и оно не должно быть «кривым»,
иначе определение координат цели лишится требуемой точности.
Специальные инструкции поэтому требуют в некоторых случаях
выровнять площадку, удалить с нее кочки и холмики, воз-
вышающиеся на несколько десятков сантиметров, засыпать ямы.
154
Рис. 119. Станция будет „смотреть" только в сторону моря
Великое в малом.
Но вот разрешение получено. Мы проходим мимо часового
на территорию «радиолокационного городка».
Через двери сарая виден большой закрытый кузов авто-
мобильного фургона. В нем находится сама радиолокационная
станция.
Нас встречает начальник станции. Он уже предупрежден
о нашем приезде. Станция имеет телефонную связь со штабом
в городе.
Мы подходим к автомашине. Из нее доносится приглушен-
ный стук работы мотора, и мы безошибочно определяем, что
здесь находится электростанция. Так оно и есть. Внутри кузова
виден двигатель, вращающий электрогенератор. На стене укреп-
лен распределительный щит, радующий глаз аккуратностью от-
делки, четкими линиями расположения рубильников, предо-
хранителей, измерительных приборов. Мягкий, но сильный свет
ламп позволяет держать все детали оборудования под не-
ослабным наблюдением. Зеленые, красные и желтые сигнальные
лампочки у дежурного электромеханика поддерживают
уверенность в полной исправности его установки. Толстые
кабели, покрытые защитной броней, плавным изгибом уходят
через небольшое окошечко наружу. По ним к радиолокацион-
ной станции подается электрический ток.
КУДА НАЦЕЛЕНА АНТЕННА
Наше внимание привлекает антенна, вращающаяся на крыше
прицепа. И хотя понятно, что в своих перемещениях антенна
подчиняется воле оператора, все же ее «самостоятельные» движе-
155
ния из стороны в сторону
кажутся странными и вызывают
удивление.
У основания антенны установлен электрический мотор,
вращающий параболический отражатель с вибратором. Оператор
производит переключения, и мотор поворачивает антенну
Рис. 120. Общий вид
антенного устройства
в любом направлении, нацеливая излучение
по определенному азимуту.
Ось мотора делает около 1 500 об!мин,
антенну же нужно вращать вручную со
скоростью не более 1—2 об I мин, чтобы опе-
ратор успевал внимательно просматривать
горизонт при поиске целей. Кроме того, при
большой скорости вращения было бы за-
труднительно быстро останавливать ан-
тенну. Для понижения скорости вращения
применяются так называемые редукторы
(уменьшители) оборотов. Все это понятно.
Но как оператор видит, куда именно в
данный момент нацелена антенна? Как он
отсчитывает азимут, если основание мачты
неподвижно, а вращается лишь ее верхняя
часть?
Можно представить себе радиолокацион-
ную станцию с вращающимся кузовом, установленным на шасси
автомобиля. Тогда всё, что находится внутри кузова, в том
числе и сам оператор, будет вращаться вместе с антенной,
укрепленной на крыше кузова. Перед оператором устанавли-
вается горизонтальный круг с нанесенными по окружности ази-
мутальными делениями. Нужно либо круг соединить с вращаю-
щимся кузовом наглухо, а стрелку прикрепить к неподвижному
шасси, либо, наоборот, круг соединить с шасси, а стрелку с ку-
зовом. Тогда при вращении кузова стрелка будет перемещаться
по делениям и указывать оператору азимут. Такая конструкция
необычайно громоздка. Нужен мощный мотор, потребляющий,
вероятно, немногим меньше мощности, чем сама станция. Лучше
оставить кузов в покое, а вращать лишь одну мачту с антенной.
СЛЕЖКА ЗА АНТЕННОЙ
У основания антенны не один мотор, а два: кроме мотора,
служащего для вращения антенны, там есть еще маленький
моторчик, величиной не более кулака, называемый сельсином.
Его ось соединена с осью вращающейся антенны, но ее враще-
нием сельсин не заведует. Наоборот, он сам приходит во
вращение от оси антенны. От него вниз по мачте спускаются
провода, подводимые к такому же моторчику, вращающему
стрелку азимутального прибора, установленного перед операто-
ром.
156
передает другому сельсину
точности на такой же угол,
в
Рис. 121. Сельсин в моменты вра-
щения антенны передает другому
сельсину сигналы и тем поворачи-
вает его в точности на такой же
угол, на какой он поворачивается
антенной сам
Прибор этот очень прост: круг с делениями, нанесенными
через каждый градус, и стрелка. Конец стрелки указывает ази-
мут, по которому в данный момент ориентирована антенна. Сель-
син в моменты вращения антенн
сигналы и тем поворачивает его
на какой он поворачивается
антенной сам.
Антенна, предположим, по-
вернулась на угол 3°, — ровно
на такой же угол сигналами
антенного сельсина повернется
ось сельсина азимутального
прибора. Как бы антенна ни
вращалась — медленно или бы-
стро, по часовой стрелке или
против, на большой угол или i
малый, — сельсины будут вра- '
щаться строго согласованно,
синхронно. Стрелка азимуталь-
ного прибора будет неотступно
следовать за вращением ан-
тенны. Такая система назы-
вается синхронно-следящей.
К синхронно-следящей си-
стеме предъявляются очень
строгие требования. Нечеткая
ее работа, небольшие расхождения — и положение далекой цели
будет неправильно засечено на карте. Поэтому работу системы
время от времени проверяют. Делается это очень просто.
Ориентируют антенну точно на север, применяя для этой цели
хороший магнитный компас. Затем смотрят на азимутальный
прибор. Если его стрелка указывает точно на «магнитный» се-
вер, т. е. истинный север, плюс склонение в данной местности,
то это значит, ориентировка верна. Для большой верности про-
веряют различные положения: поворачивают антенну на юг,
запад, восток, и когда окончательно убеждаются в правиль-
ности показаний, проверку считают законченной.
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОТРАЖЕНИЙ
ОТ МЕСТНЫХ ПРЕДМЕТОВ
Но проверка синхронно-следящей системы не исчерпывает
перечня испытаний, которым подвергается только что раз-
вернутая на новом месте радиолокационная станция. В полу-
тора-двух десятках километрах от нее расположен город, и
когда антенна «смотрит» в его сторону, на экране индикатора
появляются следы отражений от фабричных труб, высоких зда-
ний и других местных предметов. Азимут 114°, и в местный
157
предмет превращается высокая церковь, отстоящая на 23 км от
станции; 266° — оператор «видит» огромный элеватор за
14 км; 67°— труба кирпичного завода, в 18 км на востоке
«просматривается» горная гряда. И так, в последовательном
порядке, градус за градусом, внимательно обследуется весь
горизонт. Все отметки тщательно регистрируются и затем по
ним вычерчивается круговой график, схема расположения отра-
жений от местных предметов (рис. 122).
Рис. 122. Схема отражений от местных предметов
Как железнодорожник знает каждую шпалу на своем участке,
как летчик знаком со всеми ориентирами своей воздушной
трассы, так и оператор радиолокационной станции знает «пас-
порт» окружающей местности — схему расположения отражений
от местных предметов. Не спутать неподвижную отметку мест-
ного предмета с отметкой цели — вопрос чести операторского
искусства. Хороший оператор не предложит командованию
поднять ночной истребитель-перехватчик в погоне за фабрич-
ной трубой, не порекомендует нацелить звено истребителей на
мирный элеватор.
ОБЛЕТЫВАНИЕ
Пусковые испытания наземной радиолокационной станции
еще не окончены. Надо проверить расположение в пространстве
лепестков гигантского незримого цветка, каким является зона
обнаружения. Нужно совершенно точно знать, где создаются
мертвые зоны, в пределах которых противник остается не-
обнаруженным. Строго неизменными диаграммы остаются лишь
на страницах учебников и инструкций. Всякое изменение в
характере очертания зон приводит к значительным отклонениям
полученных данных от действительных.
В воздух выпускают самолет-корректировщик, поддержива-
ющий радиосвязь с радиолокационной станцией. За ним, как за
настоящей целью, ведется тщательное наблюдение. Самолет по
158
Рис. 123. „Облетывание” при помощи самолета-
корректировщика
радио немедленно вносит поправки. Оператор определяет поло-
жение самолета: дальность 65 км, азимут 231°, высота 3,5 км.
Самолет должен быть почти точно над пунктом А. Запрашивают
по радио самолет, где он сейчас находится. Приходит немедлен-
ный ответ:
— Не над пунктом А, а в 4 кш на юго-восток от него, над
изгибом реки. Высота 3150 м.
От настоящей цели такой самолет-корректировщик от-
личается. Цель не вносит поправок в определение ее координат.
Корректировщик в этом отношении откровенен, и поэтому его
помощь не только желательна, но и необходима. Облетывание
радиолокационной станции корректировщиком по всем азиму-
там и по различным высотам является неотъемлемой частью
подготовки станции дальнего обнаружения к боевым действиям.
НАС ВВЕЛИ В АППАРАТНУЮ
Входите, но не мешайте работать оператору! Он внимательно
вглядывается в экран. «Прощупывается» какая-то дальняя и
очень слабая отметка. Она тонет в следах шумов. Задача опе-
ратора — проследить и точно выяснить, не входит ли в зону
станции самолет.
Здесь, в аппаратной машине автомобильной радиолокацион-
ной станции, как на подводной лодке: рационально использован
Рис. 124. В аппаратной
160
каждый кубический сантиметр пространства. Для обслуживаю-
щей команды созданы необходимые удобства. Рабочие места
прекрасно оборудованы.
При первом ознакомлении с радиолокационной станцией
взгляд невольно тянется к экрану индикатора. Здесь трепещу-
щей световой полоской вспыхивает картинка, которая о многом
говорит оператору.
Отметка пошла вправо — цель удаляется. Узкая спокойная
отметка — обнаружен одиночный самолет. Отметка расшири-
лась, у нее появилась вторая вершина, возникли сильные пуль-
сирующие перемещения вершин, — цель наверняка заключает
в себе два близко расположенных один к другому самолета.
Еще более широкая отметка, но уже не с двумя, а с несколькими
отдельными вершинами, «переливающимися» и обменивающи-
мися своим положением, — три самолета. Так же распознаются
четыре, пять и больше самолетов.
Нужна длительная тренировка, чтобы по едва уловимым при-
знакам не только распознать цель, но и получить подробные
сведения о ее поведении. По характерным «переливам» краев
отметки обнаруживается вхождение самолета в глубокий вираж.
Самолет раскачивает крыльями, — и это не уходит от внимания
оператора.
Достаточно передать по радио своему самолету приказание
сделать какую-либо эволюцию, и контрольный просмотр отметки
на экране позволит сразу же отличить свой самолет, сближаю-
щийся с самолетом врага. Даже не проверяя скорость цели, а
по «приметам» оператор зачастую безошибочно определяет тип
самолета.
ВЫСОТА ОПЕРАТОРСКОГО ИСКУССТВА
Конечно, в этом отношении операторское искусство опреде-
ляется не простыми догадками и не каким-то «особым чутьем».
В основе всего, что определяет собой меняющийся характер све-
товой отметки на экране, лежат самые обыкновенные физиче-
ские явления. Самолет не представляет собой гладкой отражаю-
щей шаровой поверхности, и поэтому достаточно ему повер-
нуться к радиолокационной станции боком, чтобы сейчас же из-
менился характер отражения. Изменится не только отражающая
поверхность, но и возникнет сложная интерференция между вол-
нами, отраженными различными частями одного и того же са-
молета. Это приведет к изменениям сигнала на входе приемника,
следовательно, не останется неизменной и картинка на экране
индикатора. Когда летит один самолет, то оснований для интер-
ференции мало. Поэтому отметка на экране отличается своим
«спокойствием». При сближении двух и большего числа самоле-
тов интерференция усиливается, — этим и объясняются «пере-
ливы» световой отметки на экране.
11 Чго такое радиолокация
161
Рис. 125» Нужно быть осторожным в оценке характера цели
Можно не знать законов интерференции, но приучить глаз
подмечать повторяющиеся особенности изменений световых от-
меток при облучении двух, трех и большего числа самолетов.
И как радист тренирует свое ухо в восприятии мелодии радио-
сигнала азбуки Морзе, так оператор радиолокационной станции
тренирует свой глаз в распознавании особенностей световых
отметок. Природные ощущения здесь пошли дальше техниче-
ских возможностей.
Чем больше самолет, тем большее количество радиоволновой
энергии он от себя отражает. Тяжелый бомбардировщик создает
на экране отметку большего размера по сравнению с истребите-
лем. Но тут можно и ошибиться, не обладая навыками опера-
торского искусства. Во-первых, когда бомбардировщик нахо-
дится ближе к краю зоны обнаружения, а в это самое время
истребитель пересекает главную ось излучения (рис. 125), то
именно истребитель, а не бомбардировщик создаст отметку
большего размера. Во-вторых, отражение от металлических ча-
стей, кратных длине волны, получается особенно интенсивным.
Учтите все это, и вы поймете, насколько осторожным в своих
выводах должен быть оператор и как много ему нужно трениро-
ваться в умении быстро и уверенно читать на экране индикатора
то, что вам с первого раза покажется беспорядочным нагромож-
дением пульсаций и световых вспышек.
162
«СВОЙ» ИЛИ «ЧУЖОЙ»
Особенно осторожным оператор должен быть при определен
нии принадлежности самолета, иначе пилот истребителя-пере-
хватчика нажмет на гашетки пулеметов и пушек, имея впереди
себя неопознанный в темноте свой самолет. Но даже если не
произойдет печального события, то погоня за своими же самоле-
тами, сопровождаемая радиолокационной слежкой и наведением
своих перехватчиков на «цель», не упрочит авторитета радио-
локационной станции.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что, едва приняв
боевое крещение, радиолокация поторопилась защитить себя
от нападок и в этом отношении. Она избавила оператора от
предположений и догадок. Был разработан способ, позволяю-
щий безошибочно отвечать на вопрос: «свой» или «чужой»
самолет.
Способ заключается в следующем.
На каждом своем самолете устанавливается маломощный
приемно-передающий УКВ-прибор. В полете приемник этого при-
бора все время включен. Как только самолет попадает в зону об-
наружения своей радиолокационной станции, приемник прибора
начинает принимать сигналы и автоматически включает передат-
чик, излучающий ответные импульсы. Вдогонку отраженным сиг-
налам самолет посылает сигналы «Я свой». На экране облучаю-
щей станции оператор видит не просто одиночный отражен-
ный импульс, а импульс с «довеском» (рис. 126), причем именно
«довесок» и играет роль сигнала «Я свой».
Чтобы отбить у врага желание прикинуться «своим», сигналы
передатчика кодируются. Кодировка приводит к появлению на
экране импульсов «Я свой» строго определенной формы или
же появляющихся через определенные промежутки времени. Не-
достаточно знать, на какой волне работает наша радиолокацион-
ная станция, нужно знать еще и код. Не зная кода, нельзя вве-
сти нашу станцию в заблуждение.
Рис. 126. „Свой“ или „чужой“
11*
163
Средства радиолокационного опознавания применяются не
только в авиации. Прибор «Я свой», в частности, с неменьшим
успехом выполнит свое назначение на любом морском корабле.
Несомненно одно: чтобы оператор мог представить командо-
ванию достоверную информацию об обстановке в воздухе или
на море, он должен не только знать каждую деталь картинки на
экране индикатора, но и уметь быстро разгадать хитрость врага.
Недаром оператор считается центральной фигурой на радиоло-
кационной станции.
«МЕНЯ ОБНАРУЖИЛИ»
Коль скоро мы затронули вопрос об установке на самолетах
приборов, устраняющих возможные печальные последствия при-
менения боевых радиолокационных средств, следует упомянуть о
приборе, которому я дам условное название «Меня обнару-
жили». Он сигнализирует пилоту о том, что управляемый им са-
молет попал в зону облучения вражеской радиолокационной
станции.
Рис. 127. Меня обнаружили
Прибор имеет приемник, настроенный на волну станции про-
тивника. Сигналы приемника, постоянно включенного во время
полета, подаются к шлемофону пилота и к лампочке, установ-
ленной перед ним. Едва лишь самолет с прибором «Меня обна-
ружили» залетит в зону обнаружения, как в телефонных трубках
шлемофона возникнет звуковой тон, напоминающий гудок авто-
матического телефона. Одновременно с этим начнет вспыхивать
сигнальная лампочка.
Этого достаточно, чтобы пилот поспешил как можно скорее
избавиться от назойливого гудения в ушах и неприятного мига-
ния лампочки. Зная, что за этими предупреждающими сигналами
164
таится возможная опасность, пилот не замедлит маневрами по
вертикали и горизонтали либо совершенно покинуть зону обнару-
жения, либо сократить время своего пребывания в ней.
ПРИБОР ЗАЩИТЫ ХВОСТА
Аппетит, говорят, приходит во время еды. Установите лет-
чику на самолет приборы «Я свой» и «Меня обнаружили», дайте
ему с ними полетать в боевых условиях, и он вам не даст покоя.
Летчик попросит вас придумать радиолокационный прибор для
прикрытия хвоста. Нельзя ли посредством радиолокации преду-
предить, например, о намерении врага незаметно подкрасться
сзади и начать внезапную атаку?
Рис. 128. Прибор защиты хвоста
Такие радиолокационные приборы есть. Я их назову так:
«Вижу сзади». Это маломощная станция, излучающая только в
сторону хвоста самолета. Пока самолет никто со стороны хвоста
не преследует и радиоволны станции «Вижу сзади» ни во что не
«упираются», пилот никаких предупреждающих сигналов не
слышит и не видит. Но стоит на хвосте появиться вражескому
самолету, как станция «Вижу сзади» сразу же предупредит пи-
лота об опасности.
Разумеется, станции «Вижу сзади» не требуется никаких
сложных индикаторов, азимутальных приборов и прочего. Кон-
струкция установки получается весьма простой.
СТАНЦИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ПОМЕХ
Приборы «Я свой», «Меня обнаружили» и «Вижу сзади» яв-
ляются сигнальными. Их причисляют к пассивным боевым сред-
ствам радиолокации.
165
Но есть средства активные, воздействие которых враг непо-
средственно ощущает. В первую очередь сюда относятся стан-
ции радиолокационных помех.
На самолете устанавливается передатчик УКВ, работающий
на волне вражеской радиолокационной станции, — это и есть
станция помех. Как только самолет попадает в зону обнаруже-
ния, срабатывает сигнал «Меня обнаружили», и сейчас же
автоматически включается передатчик помех. Вместе с отра-
женными сигналами к приемнику вражеской станции направ-
ляются мешающие сигналы, которые воспроизводятся на экране
индикатора. Самолет посылает радиолокационной станции такое
«отражение», что экран ее полностью забивается ложными све-
товыми отметками. Оператор утрачивает всякую способность
отыскать на нем следы нужного сигнала. Боевая работа радио-
локационной станции парализуется.
Рис. 129. Работает станция радиолокационных похмех
Особо ощутимы результаты помех в борьбе против самолет-
ных станций. Когда возникают опасения налета ночных истреби-
телей-перехватчиков, включение передатчиков радиолокацион-
ных помех должно создать вокруг наших самолетов «зону
ослепления». Попав в нее ночью, сблизившийся вражеский истре-
битель-перехватчик, даже вооруженный радиолокационной аппа-
ратурой, не в состоянии будет ни в чем разобраться.
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ ЗАВЕСА
В смысле активного воздействия на радиолокационные сред-
ства противника, кроме станции радиолокационных помех,
эффективен способ разбрасывания с самолетов полосок металли-
зированной бумаги. Узкие полоски, длина которых равна
примерно половине длины волны вражеской станции, пачками
разбрасываются в количествах, достаточных для образования
166
«облаков», способных отражать радиоволны. На экране враже-
ской радиолокационной станции появляются отметки почти
такого же очертания, какого получаются и при отражении волн
от самолетов. Радиолокационная завеса не только вводит против-
ника в заблуждение, но и позволяет, отвлекая его внимание,
незаметно приблизиться к объектам бомбардировки или скрытно
Пройти опасную зону.
Рис. 130. Самолеты прикрываются радиолокационной завесой
Расход полосок значителен: нужно выбрасывать около 500—
1000 полосок в течение минуты, чтобы «прикрыться» от наземной
радиолокационной станции. Группе бомбардировщиков для со-
здания завесы от истребителей-перехватчиков с радиолокацион-
ными станциями пришлось бы сильно увеличить расход полосок.
Однако и в таких обстоятельствах этот способ остается в пре-
делах практически возможного.
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ РУЧКИ УПРАВЛЕНИЯ
Находясь около станции, вы поддались искушению повертеть
ручки управления.
Один поворот ручки, — и изображение на экране индикатора
сделалось, как в тумане; вы разрегулировали фокусировку. Захо-
167
телось дотронуться до другой ручки, и световые линии на экране
сильно потускнели: вы резко уменьшили яркость. Пытаясь вос-
становить положение, вы зацепили какой-то рычажок, и с экрана
исчезли отметки электрического масштаба. Одновременно с
этим световые линии неестественно расширились и, кажется, на-
чали грозить экрану воспламенить его, — яркость возросла до
невероятных размеров. Вы задели еще одну ручку, — «магиче-
ский глаз» сразу потускнел, а импульс на экране исчез: сбита
настройка. Вся картинка на экране оказалась почему-то загнан-
ной в левый край и искаженной...
Здесь все регулируется, все устанавливается в определенном
положении, и если не знать, как это делается, то лучше держать
руки за спиной.
В установке имеется так называемая блокировка, автомати-
чески выключающая опасное для жизни высокое напряжение,
как только приоткрывается любая из дверок установки. Когда
установка включена, вы не можете дотронуться ни до одной
точки с опасным для жизни напряжением. Все закрыто. На тот
случай, если любознательность все же приведет вас в соприкос-
новение с жизнеопасными точками, воспитайте в себе заранее
уважение к высоким напряжениям, ибо потом вы уже не смо'
жете этим заниматься.
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ НА САМОЛЕТЕ
В самолете, оборудованном радиолокационными станциями,
иногда видны торчащие вверх и вниз короткие антенны, установ-
ленные на фюзеляже и на плоскостях. В расположении антенн нет
ничего случайного. Это не прихоть конструктора. Если бы это
было возможно, их убрали бы даже внутрь корпуса, так как ан-
тенны неизбежно снижают скорость самолета. Но внутри метал-
лического корпуса антенна превратилась бы в никому не нуж-
ный груз.
В том, что антенны укреплены в различных местах самолета,
имеется определенный смысл. Антенны, которые установлены
сверху на концах плоскостей, являются приемными. Ими самолет
целится по азимуту на врага. Когда цель точно впереди, обе ан-
тенны получают сигналы совершенно одинаковой силы. Стоит
цели немного уйти влево, и левая антенна начнет доставлять
приемнику более сильные сигналы, а правая неизбежно снизит
подводимый к приемнику сигнал. В этом нетрудно убедиться,
взглянув на рис. 131.
Эти же диаграммы отвечают и на вопрос о том, для чего
требуется разносить приемные антенны подальше одну от дру-
гой. Попробуйте их сблизить, и вы сделаете менее резкими изме-
нения амплитуд сигналов, подводимых к приемнику от правой
168
и левой антенн. Самолет будет в меньшей степени реагировать на
отклонение цели по азимуту.
Самолету-перехватчику нужно знать, выше его или ниже на-
ходится цель. Для этого имеются высотные антенны: одна воз-
вышается над плоскостью, другая свисает вниз. Это точно такие
же антенны, как азимутальные, но разнесенные не по горизон-
тали, а по вертикали. Вследствие этого при уходе цели вверх
приемник будет получать более сильные сигналы от верхней ан-
тенны, а при уходе цели вниз — от нижней. Этот пример, в част-
ности, служит достаточно хорошей иллюстрацией тому, что я в
свое время говорил вам об определении угла места радиопелен-
гацией.
Рис. 131. Что видит оператор самолетной радиолокационной
станции
Конечно, разнос антенн по вертикали желательно бы увели-
чить, но при данной конфигурации профйля самолета этого сде-
лать нельзя. Поэтому, при прочих равных условиях, самолетная
радиолокационная станция в ббльшей степени реагирует на из-
менение курса цели по горизонтали, нежели по вертикали.
Место передающей антенны — на фюзеляже.
Все антенны соединены с радиолокационной аппаратурой по-
средством концентрических фидеров или волноводов (полых
трубок), проложенных внутри плоскостей и фюзеляжа. Сама ап-
паратура может находиться в любом месте самолета, но экран
индикатора и все органы регулировки должны быть вынесены в
кабину летчика или, если самолет многоместный, в кабину ра-
диолокационного оператора. Что касается питания самолетной
радиолокационной станции, то оно берется от самолетной элек-
тростанции, или, как принято говорить, от бортовой сети.
1G9
ОТВЕТ НА ТРИ ВОПРОСА
О том, что видит на экране летчик или оператор самолетной
станции, вы уже имеете представление. Я говорил вам, что их
не интересуют никакие азимуты или углы места. Не успеют они
заняться и подсчетом самолетов в групповой цели. Все, что они
хотят от радиолокационной станции, — это получить ответы на
три вопроса:
1.	Свой самолет впереди или чужой?
2.	Как поставить рули, чтобы направить самолет на цель?
3.	Как далеко впереди находится цель?
Рис. 132. Передняя панель самолетной станции с тремя
отдельными индикаторами
Ответ на первый вопрос уже известен.
На второй и третий вопросы ответить не трудно. От наземной
радиолокационной станции можно взять способ отсчета дально-
сти, т. е. поставить перед летчиком или оператором индикатор
Рис, 133. Достаточно одной электронно-лучевой трубки
170
с горизонтальной разверткой вдоль оси расстояний. Но заим-
ствовать от наземной станции способы отсчета азимута и угла
места нецелесообразно. Летчику нужен радиолокационный инди-
катор направления, указывающий положение рулей: выше, ниже,
направо или налево.
На рис. 132 показана передняя панель самолетной радиолока-
ционной станции с тремя отдельными индикаторами. Крайний
слева — индикатор поворотов, средний — индикатор глубины и
крайний справа — индикатор дальности. Но три трубки — это
сложно и дорого, а подчас и не очень удобно. Можно предста-
вить себе конструкцию индикатора всего лишь с одной трубкой.
Ее экран напоминает мишень. Летчик должен «вогнать цель в
яблочко», т. е. изменить направление своего полета так, чтобы
цель была совмещена с центром индикатора (рис. 133).
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
МОГУЩЕСТВЕННОЕ БОЕВОЕ
ОРУЖИЕ
Если мы хотим знать, как радиолокация используется в бое-
вых операциях, наше место — на командном пункте. Пребы-
вание здесь укрепит нас в том правильном предположении, что
успех боевого использования радиолокации определяется не
только техническими данными станций или умелой работой опе-
раторов, но главным образом умелым планированием боевых
операций и их решительным осуществлением. Количество сби-
тых вражеских самолетов и пущенных ко дну кораблей все в
ббльшей степени ставится в зависимость от того, насколько
успешно решаются в радиолокации задачи тактики, оператив-
ного взаимодействия.
Больше всего я забочусь о том, чтобы вы перестали считать
радиолокацию только достижением техники. Радиолокация пре-
жде всего — могущественное боевое оружие, значение которого
нельзя исчерпать одним лишь перечислением его возможностей.
Конечно, установленная невдалеке от линии фронта радио-
локационная станция наилучшим образом обеспечит получение
быстрой и точной информации о воздушной обстановке за ли-
нией фронта, раскроет намерения врага, решившего направить
к нам под прикрытием ночной темноты самолеты-разведчики или
бомбардировщики. Достаточно сказать, что ни один налет фа-
шистской авиации на блокированные героические города Ленин-
град и Севастополь благодаря радиолокации не был внезапным.
Радиолокация делает не обязательным барражирование само-
летов на воздушных подступах и патрулирование судов на мор-
ских рубежах.
Радиолокация быстро отыщет затерявшийся в открытом море
корабль, даже большую лодку, и позволит ему кратчайшим пу-
тем вернуться на базу. Потерявший ориентировку самолет будет
немедленно обнаружен и командами по радио возвращен на
свой аэродром.
Радиолокация как бы сопровождает бомбардировщиков в
боевом вылете, извещая их о приближении к ним вражеских са-
172
Молетов и указывая им точный путь к аэродрому, когда боевое
задание выполнено. Даже если «на хвосте» возвращающихся
самолетов пристроится вражеский истребитель в выжидании
удобного момента атаки, радиолокация предотвратит опасность,
известив экипаж самолета о намерении противника.
Радиолокация позволяет осуществлять прицельную бомбар-
дировку по невидимым с самолета целям.
Но все это в отдельности не характеризует основного — спо-
собности радиолокации коренным образом влиять на тактику и
исход воздушных и морских сражений.
Радиолокация лишает художников возможности отображать
величие морских боев. Яркие световые лучи прожекторов, про-
резывающие ночную мглу и обнаруживающие скопления линко-
ров, крейсеров и других гигантов флота, уходят в прошлое. На
смену приходит непроницаемая ночная тьма, в которой разделен-
ные большими расстояниями суда, вооруженные радиолокацион-
ными станциями, открывают прицельный огонь.
Подводная лодка без радиолокационной станции не рискнет
в ночную пору вынырнуть подышать чистым воздухом, подзаря-
дить аккумуляторы или определить свои координаты по звез-
дам. Раньше чем она успеет задраить люки и снова погрузиться
в морскую пучину, ее уничтожит воздушный истребитель под-
водных лодок, вооруженный радиолокационной станцией. Если
в дополнение к оптическому перископу подводная лодка не бу-
дет оборудована радиолокационным, ее боевой счет наверное
будет невелик.
Радиолокация резко увеличивает возможности боевого вза-
имодействия морского флота и авиации, оперирующей над вод-
ными просторами.
КОМАНДНЫЙ ПУНКТ НАВЕДЕНИЯ
Но я не поведу вас на командный пункт военно-морских
сил, и вы не увидите, как во взаимодействии авиации и кораб-
лей всех классов и назначений происходят ожесточенные
схватки океанских флотов. Каждый такой бой становится до-
стоянием военных историков и порождает объемистые описа-
ния. Участие радиолокации в таких боях сблизило бы эти опи-
сания с фантастическими романами.
Я приглашаю вас на большой транспортный самолет, гото-
вящийся к отлету. Мы летим к линии фронта, где сейчас про-
исходят ожесточенные бои, не ослабевающие и ночью. Враг, из-
бегающий воздушных схваток днем, воздействует на наши ком-
муникации под покровом ночной темноты. Он пытается нару-
шить питание наступающих войск боеприпасами и продоволь-
ствием, дезорганизовать работу железнодорожного транспорта,
обнаружить места сосредоточения резервов, бомбить переправы,
разрушать мосты и тем задержать наше наступление.
173
На перехват вылетают наши ночные истребители, вооружен-
ные радиолокационными станциями. При большохм удалении ст
целей истребители наводятся на них командами по радио, пере-
даваемыми с наземного командного пункта наведения (КПН).
Наземная станция, ведя одновременное наблюдение за целями
и за посланными на перехват истребителями, передает все дан-
ные радиообнаружения на КПН, где на карту по этим данным
Рис. 134. На перехват вражеским бомбардировщикам вылетают наши ноч-
ные истребители, управление которыми производится с наземного команд-
ного пункта наведения
наносят пути целей и перехватчиков. Наведение, осуществляе-
мое радиокомандами, продолжается до тех пор, пока истреби-
тели не «схватят» изображение целей на экраны своих радиоло-
кационных станций. Далее истребители действуют самостоя-
тельно, выходя в атаку и открывая огонь всей мощью своего
вооружения. КПН продолжает не только поддерживать радио-
связь с истребителями, но и вести непрерывное наблюдение за
ходом ночного воздушного боя посредствохМ наземной радиоло-
кационной станции.
Несколько ночных истребителей-перехватчиков уже нахо-
дится на фронтовом аэродроме в ожидании нашего прибытия.
Экипажи их подобраны из числа наиболее опытных летчиков-
истребителей, прошедших тренировку в ночных полетах по при-
борам.
174
Как только КПН развернется на заранее выбранной пло-
щадке с краю аэродрома, немедленно начнется развертывание
боевых средств наведения. Когда установят мачту и укрепят ее,
связисты уже закончат подводку кабелей телефонной связи с
различными оперативными точками — со штабами, радиостанци-
ями, аэродромом. Тем временем техник приведет всю аппара-
туру в боевую готовность, опробует ее, приказав электромеха-
нику подать нормальное питание. Вместе с оператором они все
отрегулируют, отладят, проверят, «осмотрятся» в пространстве,
окружающем станцию, и затеАм доложат начальнику КПН о го-
товности.
ДИРИЖЕР
На радиолокационной станции центральной фигурой яв-
ляется оператор. На КПН в роли «задающего генератора» ока-
зывается офицер наведения. Техника может быть прекрасной,
летчики-истребители — изумительными, боевые расчеты назем-
ных станций и КПН — слаженными, сработавшимися, как часо-
вой механизм. Но если офицер наведения в ответственный мо-
мент примет неправильное решение или растеряется, усилия про-
падут даром.
Его можно сравнить с дирижером оркестра, малейшим дви-
жениям руки которого беспрекословно подчиняются все оркест-
ранты. Только «оркестр» у офицера наведения особенный.
В него входят такие «инструменты», как радиолокационные
станции на земле и на самолетах-перехватчиках, радиостанции
связи и привода (возвращения) самолетов на аэродром, теле-
фонные средства связи и многое другое. И как дирижер должен
знать, на что способен и что можно потребовать от любого ин-
струмента оркестра, так и офицер наведения обязан хорошо
знать все технические средства, имеющиеся в его распоряже-
нии, вместе с обслуживающими их «оркестрантами».
Точно в определенный момент (ни раньше, ни позже!) подать
нужную команду, подсказать правильное решение, держать на-
готове резервы, быть готовым отразить хитрость врага —всем
этим офицер наведения должен владеть в совершенстве. Ма-
лейший просчет — и цель уйдет незамеченной. Не вб-время по-
данный сигнал — и летчик-истребитель не займет по отношению
к невидимой цели выгодного положения. Поздно включена ра-
диолокационная станция на самолете-— и будет упущена возмож-
ность уничтожения цели.
Это его голос слышат в шлемофонах летчики-истребители,
его командам беспрекословно подчиняют они свою волю. Его
приказания получают дежурные радисты на радиостанциях. От
него получают информацию о боевой обстановке соседние по
расположению наземные станции в ожидании принятия цели в
свою зону, если цель не будет сбита раньше. По его указаниям
оператор производит наблюдение за тем или иным сектором
175
зоны обнаружения. Его донесения получают в штабе, откуда
руководят работой боевых средств радиолокации всего участка
фронта. И от того, в какой мере офицеру наведения удается
успешно справляться со своими «дирижерскими» обязанностями,
зависит то, как успешно будет отражено нападение авиации
противника.
ЗА ПУЛЬТОМ
С дирижером его роднит и чисто внешний признак: на рабо-
чих местах дирижера и офицера наведения устанавливаются при-
боры с одинаковыми названиями — пульты.
Пульт офицера наведения, конечно, нисколько не похож на
дирижерский пульт, предназначенный для поддержки нот. Это
красиво оформленная панель, на которой расположены всевоз-
можные переключатели, кнопки, разноцветные сигнальные лам-
почки, световые надписи. Поворот переключателя — и радио-
станция готова передать приказание своего хозяина на само-
лет-перехватчик. Поворот второго — начала работу приводная
радиостанция, указывающая дорогу домой возвращающемуся
с задания самолету. Поворачивают третий переключатель —
микрофон офицера наведения переключен на связь со штабом...
Рис. 135. У офицера наведения много дела
Сейчас у офицера наведения много дела. Характер предстоя-
щих боевых операций ему ясен, но необходимы еще кое-какие
дополнительные сведения. Кроме того, надо проверить перего-
ворные таблицы, кодированные карты, позывные сигналы и дру-
гие документы, аккуратно расположить их на рабочем месте,
чтобы потом не тратить драгоценные секунды на поиски. Наве-
дение осуществляется радиокомандами голосом, через микро-
фон, установленный перед офицером наведения. Но противник,
176
перехватывая эти команды, не должен догадаться о том, что
производится наведение посредством радиолокации. Узнав об
этом, он даст по радио приказание своим самолетам либо по-
кинуть опасную зону, либо перейти к маневрированию по гори-
зонтали и вертикали, использовать средства защиты от обнару-
жения, лишь бы избавиться от нападения ночных перехватчи-
ков. Кроме того, запустив свой радиопередатчик на той же са-
мой волне, на которой осуществляется связь КПН с перехват-
чиками, он постарается сорвать наведение.
От офицера наведения требуется умение не проговориться в
микрофон, не передать врагу того, чего он не должен слышать.
Но чрезмерная осторожность, погоня за кодированием чуть ли
не каждого слова может привести к тому, что команды офицера
наведения будут получаться на самолете с недопустимым опоз-
данием. Да и летчик-истребитель не всегда располагает возмож-
ностью часто заглядывать в переговорную таблицу. Нужна зо-
лотая середина, и если офицер наведения умеет ее быстро найти,
успех не замедлит сказаться.
Помножьте хладнокровие и находчивость на необходимость
глубокого знания тактики боевых действий авиации, штурман-
ского дела, техники радиолокации, связи, и вы получите пред-
ставление о том, что скрывается за официальным названием
должности «офицер наведения». Вы поймете тогда желание лет-
чика-истребителя, вернувшегося из удачного боевого ночного
вылета, крепко пожать руку обладателю спокойного, уверен-
ного голоса, безошибочно нацелившего его на врага.
Документы подготовлены, связи проверены, предварительные
приказания отданы. К боевым действиям ночных истребителей-
перехватчиков все готово.
Дорого бы дал враг за возможность узнать, откуда именно
производится управление системой!
ЕСТЬ!
Телефонный звонок. Из вышестоящего штаба поступает при-
казание: включить радиолокационную станцию и вести наблю-
дение в секторе 260—350° — ожидается появление вражеского
самолета. Его уже держат под наблюдением станции, располо-
женные севернее. Врагу дают возможность лететь безнаказанно
до той зоны, где особенно удобно подловить его и сбить.
Оператор, исполняя приказание офицера наведения, включил
станцию, но на экране индикатора, кроме следов шумов и отра-
жений от уже знакомых местных предметов, пока ничего не
видно.
Приведенный в «готовность № 1» и дежуривший на старте с
работающими моторами ночной истребитель-перехватчик по ко-
роткой радиокоманде с КПН стремительно взмывает в темноту
ночи, направляясь в зону возможной встречи с врагом. К старту
12 Что такое радиолокация	177
подруливают новые боевые самолеты, готовые последовать
вслед за первым.
На КПН тихо. Слышно лишь ровное гудение включенной
станции, прерываемое шуршащими звуками затачиваемого ка-
рандаша. Это готовит свое боевое оружие планшетист-регистра-
тор боевой работы. Остро отточенными разноцветными каран-
дашами будет наносить он на планшет с картой следы переме-
щения целей и перехватчиков.
На его рабочем месте в образцовом порядке разложены ли-
нейки, карандаши, резинки, циркули и другие атрибуты чертеж-
ного искусства. Новенький бланк с картой прилежащей к радио-
локационной станции и КПН местности готов принять на себя
первые отметки азимута, дальности и высоты.
Глядя на бланк с отметками планшетиста, офицер наведения
будет принимать свои решения, отдавать приказания, доносить
о результатах. Бланк наведения — ноты для «радиолокацион-
ного дирижера». Дирижер и оркестранты знают, что будет со
звуками через два такта, через минуту, две, десять минут. «Ди-
рижер радиолокации» сам творит «музыку» в момент ее испол-
нения.
Прошло несколько минут, как на экране индикатора появи-
лась отметка — след отражения радиоволн от своего самолета»
вылетевшего на перехват. На бланке наведения уже видна корот-
кая красная линия — путь перехватчика.
Но .не она интересует офицера наведения. Не красный ка-
рандаш интересует планшетиста. На бланке наведения нет ни
одной синей отметки, и это заботит всех. Не пытается ли враг
пройти зону на бреющем полете, стараясь остаться незаме-
ченным?
Но вот внимание оператора привлекает небольшая светлая
черточка, утопающая в помехах. Оператор внимательно смотрит
на экран, регулирует яркость, меняет фокусировку, доворачивает
антенну, меняет усиление, и, постепенно очищаясь от пелены
шумов, все заметнее становится след приближающегося врага.
— Есть!..
И на бланк наносится первая синяя точка.
НАПЕРЕРЕЗ СИНЕЙ ЛИНИИ
Офицер наведения быстро схватывает трубку телефона и до-
кладывает о том, что враг обнаружен. Да, конечно, ошибки
быть не может, — это враг! Сигналов «Я свой» самолет не
дает.
Оператор в такие минуты, вероятно, чувствует себя снайпе-
ром, поймавшим в свой прицел голову вражеского солдата,
укрывающегося вдали. Это заметно не только по оживлению
на его лице, но и по торжествующим ноткам голоса, передаю-
щего планшетисту координаты цели:
178
— Азимут 323... Дальность 85... Высота 3500...
Планшетист подхватывает цифры, и вот уже на бланке появ-
ляется и растет синяя линия — путь обнаруженного врага. Враг
хитрит, его курс все время меняется. Синяя линия, направляв-
шаяся в сторону крупного населенного пункта, вдруг метнулась
куда-то к югу, почти в противоположном направлении.
Отрывистая команда офицера наведения в микрофон, — и
красная линия, изгибаясь узенькой змейкой, послушно и уве-
ренно направляется туда, где в зигзагах путается синяя линия.
Еще много километров отделяют красную линию от синей, но
уже ясно — врагу не уйти.
Ясно и то, что если враг в этом районе чего и боится, то
никак не радиолокации. Он летал тут прошлой ночью, летал и
раньше, но ничто кроме зениток и лучей прожекторов не трево-
жило его.
Зенитки действуют и сегодня, прожектора и сейчас щупают
небо, но это только для отвлечения. Врага нельзя спугнуть, он
не должен почувствовать никаких изменений. И поэтому време-
нами тяжело ухают зенитки, дробя прямой путь врага на лома-
ные отрезки.
Офицер наведения склонился над планшетом. Пора! По те-
лефону, связывающему КПН со штабом ПВО, передает он сиг-
нал— прекратить зенитный огонь в зоне 4179, куда устрем-
ляется наш перехватчик.
Теперь цель и перехватчик почти на одном азимуте, и от-
метки на экране отметчика разделены небольшим расстоянием.
Контрольный промер высоты показал, что перехватчик летит с
некоторым повышением над целью. Напряжение возрастает.
Как медленно ползет красная линия!..
КОГДА НАВЕДЕНИЕ СОСТОЯЛОСЬ...
Больше медлить нельзя, и офицер наведения, быстрым дви-
жением поворачивая переключатель, командует в микрофон на
самолет:
— 34!.. 34!..
Это условный сигнал, означающий:
— Включите самолетную радиолокационную станцию! Цель
перед вами, выходите на нее по показаниям вашей станции!
С этого момента перехватчик предоставляется самому себе.
Он должен видеть цель сам, без указаний с Земли. Наведение
состоялось. И Земля смолкает, не мешая ему атаковать цель.
Отметки на экране наземной станции ближе, еще ближе, и
вот уже они начинают сливаться в одну. Возникает характерная
пульсация импульсов.
Что в этот момент происходит где-то на расстоянии 60 км
отсюда и на высоте 2 км? Почему молчит летчик?
13 Что такое радиолокация
179
А летчик, включая по приказанию офицера наведения свою
станцию, по неосторожности задел за переключатель радиопере-
датчика.
— Цель поймана. Иду в атаку. Атакую!..
Так кричал летчик, надеясь, что его попрежнему слышит
Земля. Но Земля его не слышала. Звуки голоса летчика не шли
дальше чувствительных горловых микрофонов-ларингофонов:
радиопередатчик был выключен. Не знала Земля и того, что
летчик нажал на гашетки на какую-то долю секунды раньше,
чем это было необходимо, и враг, почувствовав ранящие удары,
успел уклониться в сторону. Земля попрежнему видела пульси-
рующий импульс — отражение от двух самолетов. Потом им-
пульс раскололся на два. Встретившиеся на пересекающихся
курсах самолеты быстро расходились в сторону. Перехватчик —
это было ясно — потерял цель. Но почему он молчит? Почему?..
Атака может быть повторена, нужно лишь изменить направле-
ние. Но слеп перехватчик без наводящих команд с Земли. Его
станция не улавливает цели, уходящей с резким снижением по
совершенно другому направлению.
Офицер наведения требует от наземной радиостанции еще
раз проверить, исправно ли работает аппаратура, требует под-
строиться, подрегулировать...
Потеряв цель, перехватчик снова оказался во власти непро-
глядной ночи. На экране самолетной станции попрежнему вос-
производились лишь шумы и мешающее отражение от земли.
Цель ускользнула. Развороты не привели к обнаружению ее сле-
дов. Земля не отвечала. Куда лететь, где цель? Такой момент
упущен!
И только теперь, освободившись от напряжения атаки, лет-
чик заметил свою ошибку. Поворот переключателя, и в шлемо-
фоне знакомый голос Земли:
— ...не слышу, вас не слышу. Отвечайте для связи! Ла-
сточка, вас не слышу...
— Есть, Земля, все в порядке. Дайте курс!...
Теперь вся надежда на то, что самолет перехватчика имеет
большую скорость. Цель стремительно удаляется в южном на-
правлении, и атака если и состоится, то, возможно, за преде-
лами зоны обнаружения станции КПН.
Перехватчику с земли передали курс и высоту. Он ринулся
вдогонку уходящему врагу.
На экране наземной станции возникают новые и новые от-
метки. Новые самолеты врага? Но наметанный глаз оператора
по еле уловимым признакам угадывает хитрость врага: заметая
следы, вражеский самолет пытается прикрыться «радиолокаци-
онной завесой». Известный прием!
180
ЦЕЛЬ ВИДНА И БЕЗ РАДИОЛОКАЦИИ
Уходя с потерей высоты, враг не смог обмануть бдитель-
ного оператора. Вскоре он снова «вынырнул» на экране, появив-
шись с резко измененным курсом. Надо полагать, что враже-
ский самолет имеет задание во что бы то ни стало прорваться
в восточном направлении, иначе чем же объяснить его возвра-
щение на первоначальный курс после широкого обходного ма-
невра?
Новое изменение курса, — и оператор с досадой обнаружи-
вает, что отметка исчезает. Враг уходит. Вслед за ним уходит
и перехватчик. Везет же этому соседу!
Рис. 136. Вражеский самолет вспыхивает огром-
ным пламенем и затем стремительно падает вниз
Заранее предупрежденная соседняя станция взяла на свое
попечение не только цель, но и перехватчика. К великому огор-
чению всей команды КПН наведение принял .на себя офицер на-
ведения соседнего КПН. Победа, казалось, сама просилась в
руки! Упустить цель, передать соседу — тут уже задета боевая
честь всего КПН!
181
13*
Рис. 137. При помощи радиолокационных станций удавалось определить месторасположение артиллерийских
и минометных батарей
Резким изменением курса вражеский самолет, все еще пы-
тающийся найти безопасный путь к намеченной цели, уходит в
сторону. Чаша весов начинает склоняться в пользу нашего
КПН. Синяя, а за ней и красная линии снова появляются на
планшете. Досады как не бывало. Снова раздаются слова
команды самолету, опять оператор дает планшетисту цифры ко-
ординат. Красная линия, устремившаяся по кратчайшему пути
наперерез синей, вскоре настигает ее. Отметки сливаются, но
лишь на короткое мгновение. В телефонных трубках офицера
наведения слышен отрывистый выкрик:
— Атакую!..
Несколько едва уловимых импульсных вспышек отметки, по-
следний световой всплеск, не ускользнувший от внимательного
взгляда оператора, и отметка сразу становится спокойной:
один из самолетов перестал служить зеркалом для радиоволн.
Голос в телефонной трубке рассеивает сомнения:
— Есть!... Запиши еще один!..
Летчик на мгновение получает возможность видеть цель без
всякой радиолокации: вражеский самолет вспыхивает огромным
пламенем и затем стремительно падает вниз.
Цели больше нет. Есть свой самолет, которому с КПН ука-
зывают обратный путь на аэродром.
Есть победа!
* *
*
Мы познакомились с несколькими наиболее типовыми примера-
ми использования радиолокации. Попытка сколько-нибудь полно
показать, какие возможности в современной войне сулит радио-
локационная аппаратура, ни к чему бы не привели, так как в этом
случае нам пришлось бы далеко выйти за рамки данной книги.
Радиолокация в начале войны применялась исключительно
в качестве средства дальнего обнаружения самолетов в воздухе
и кораблей на море. В дальнейшехМ область применения радиоло-
кационной аппаратуры расширилась в очень большой степени.
Сошлемся хотя бы .на то, что в конце прошедшей войны при по-
мощи радиолокации удавалось определить месторасположение
артиллерийских и минометных батарей, производить массирован-
ные налеты авиации на дальние объекты в условиях плохой ви-
димости, с большим успехом бороться с самолетами-снарядами
типа «ФАУ-1» и т. д.
Теперь наш читатель уже прочел данную книгу и может сам,
без посторонней помощи, перейти к книгам и журнальным ста-
тьям, освещающим специальные вопросы техники радиолокации
и ее боевого применения.
Впереди много интересного и увлекательного, потому что
эта отрасль техники будет развиваться, и трудно даже предви-
деть сейчас, насколько широкое применение радиолокация най-
дет в будущем.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ГЛАВА ПЕРВАЯ
РАДИОЛОКАЦИЯ НА ВОЙНЕ
Таинственные приборы........................................  3
Обнаружить и увидеть цель — не одно и то же.................. 6
Радиолокация „видит* впотьмах..............................   8
Гигантские уши.................и............................. —
Радиолокация и радиопеленгация............................... 10
Когда радиолокационная станция незаменима.................... 11
ГЛАВА ВТОРАЯ
ПРИНЦИПЫ РАДИОЛОКАЦИИ
Опыт Герца.................................................. 13
Первый принцип.............*................................ 14
Второй принцип.............................................   —
Третий принцип ............................................. 17
Скорость распространения	радиоволн ......................... 18
Ратиолокадия на службе науки................................ 19
Богатое наследство ......................................... 21
глава ТРЕТЬЯ
РАДИОВОЛНЫ И КОЛЕБАНИЯ
Что такое ра тиоволны....................................... 23
Гребенка и компас ...........................•.............. 25
Электрома нитное поле....................................... 26
Электрическая искра ......................................... —
Как соз [аются радиоволны................................... 28
Чему учит л.а 1тник......................................... 29
Конденсатор................................................. 31
Что такое электрические колебания .......................... 33
Период и частота............................................ 34
Колебания высокой частоты .................................. 35
Открытый колебательный контур............................... 36
Антенна	  38
Излучение радиоволн ........................................ 39
184
Стр.
Длина волны .................................................. 40
Из биографии радиоволн........................................ 42
Коротковолновая лихорадка ..................................... —
Ультракороткие волны ......................................... 44
В область все более высоких частот ........................... 47
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
НАПРАВЛЕННОСТЬ
Определение азимута цели ..................................... 49
Геометрия радиолокации ....................................... 50
Угол места.................................................... 51
Дальность..................................................... 52
Координаты цели............................................... 53
Радиолуч...................................................... 54
Волновая арифметика........................................... 57
Интерференция радиоволн....................................... 58
Диаграмма направленности...................................... 60
Как вычерчивается диаграмма................................... 61
Побочное излучение ........................................... 63
Пространственная диаграмма ................................... 64
Зоны ......................................................... 65
Многодипольные антенны........................................ 67
Директоры .................................................... 68
Способы определения азимута................................... 70
Радиопеленгация помогает радиолокации......................... 72
Способ равносигнальной зоны — наиболее точный................. 73
Как определяется угол места................................... 75
Главное — не упустить цель!..................................  77
ГЛАВА ПЯТАЯ
ЛАМПОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
История электронной лампы...................................... 79
Лампа, которая вовсе не лампа.................................. 80
Что такое электрон ............................................. —
Свободные электроны............................................ 81
Термоэлектронная эмиссия..................................	.	82
Что открыл Эдисон............................................... —
Сколько лет электронной лампе.................................. 84
Электрический клапан............................................ —
Вторая жизнь................................................... 85
Для чего нужна сетка........................................... 86
Еще об одной сетке..........................................   88
Анодная сетка.................................................. 89
Три сетки в одной электронной лампе .......................... 90
Новые требования — новые лампы................................. 91
Поучительный эпизод........................................... 92
Перевод на самообслуживание.................................... —-
Первый ламповый генератор..................................... 93
Обратная связь................................................ 94
Трехточка..................................................... 95
Емкостная связь............................................... 96
Где же контур?................................................ 97
Задающий генератор ........................................... 98
Чудесная пластинка ........................................... 99
Другой метод стабилизации ..................................... 100
Фидер...............*.......................................... —
185
Стр.
ГЛАВА ШЕСТАЯ
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ „СТРЕЛЯЕТ" ПО ЦЕЛИ
Каким должен быть зондирующий сигнал...................... ЮЗ
„Скорострельность" радиолокационной	оанции............... 106
В погоне за микросекундами............................... 108
О противоречиях .......................................... ПО
Секрет большой мощности..................................... —
О чем говорит средняя мощность....................,	. . .	112
Анод не плавится............................................ —
ГЛАВА СЕ ДБМ АЯ
РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ЧАСЫ
Нужен микроскоп времени...................................  114
Флуоресценция.............................................   115
Электронно-лучевая трубка................................... —
Электронная пушка.......................................... 117
Электрические и магнитные линзы............................ —
Безинерционный луч . . ^ ч ................................ 118
Осциллограф ............................................. 119
Определяем дальность!...................................... 120
Электрическая развертка ................................... 121
О длительности развертки................................... 125
Строго равномерно ....................................... 126
Еще об одной трудности..................................... —
Как в кино............................................... 127
Согласованная работа...............................	. . . .	129
Шкала дальности . ч ..................................... 130
Индикатор.................................................. 132
Еще об азимуте и высоте.................................... —
Измерять и вычислять некогда .............................. 135
ГЛАВА ВО СЬМАЯ
ОТ ПРИЕМНОЙ АНТЕННЫ ДО ИНДИКАТОРА
Принцип обратимости антенн............................... 133
Работа на одну антенну................................... 139
О чувствительности....................................... 141
Преодолевая большие трудности............................ 142
Прямое усиление и усиление с преобразованием частоты.....	143
Гетеродин................................................ 145
Супергетеродин........................................... 147
Особенности радиолокационного приемника ................. 149
Злейший враг радио......................................  150
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ
Глазами сведущих людей................................... 153
Куда нацелена антенна ................................... 155
Слежка за антенной....................................... 156
Схема расположения отражений от местных предметов........ 157
Облетывание.............................................. 158
Нас ввели в аппаратную.................................   160
186
Стр.
Высота операторского искусства................................ 161
„Свой* или „чужой" . . . ж.................................... 163
„Меня обнаружили".........................................  .	164
Прибор защиты хвоста.........................................	165
Станция радиолокационных помех ................................. —
Радиолокационная завеса......................................	166
Для чего нужны ручки управления............................... 167
Радиолокационная станция на самолете .....................  *	168
Ответ на три вопроса . а .... ...............................  170
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
МОГУЩЕСТВЕННОЕ БОЕВОЕ ОРУЖИЕ
Командный пункт наведения..............................4444	173
Дирижер................................................  175
За пультом.............................................  176
Есть! .................................................. 177
Наперерез синей линии ......................................... 178
Когда наведение состоялось..................................... 179
Цель видна и без радиолокации.................................. 181
Редактор инженер-подподковник Н. А. Сабецкий
Технический редактор Ч. И. Зенцельская
Корректор М. М. Гонта
Г78076. Подписано к печати 4.2.48. Иед. № 1567.
Объем 11% п. и. 11,1 уч.-ивд. п. В 1 п. пь 48 000 тип» ен.
Зак. 396.
1-я типография Управления
Военного Издательства МВС СССР
имени (X К. Тимошенко