Первые передачи телевидения, с четкостью всего 30 строк, еще кое-как можно было втиснуть в полосу частот, занимаемую одной-двумя радиовещательными станциями, и то только в диапазоне длинных или средних волн. Это позволяло передавать изображение действительно на далекие расстояния, измеряемые тысячами километров.Необходимость улучшить качество изображения потребовала резко увеличить число элементов изображения, а это привело к тому, что каждому передатчику телевидения пришлось отводить полосу частот, занимаемую сотнями вещательных радиостанций. Такой простор можно было найти только в диапазоне УКВ. Но УКВ распространяются прямолинейно и, так же как лучи светового прожектора, на очень небольшие расстояния. Всевозможные преграды — такие, как горы, леса, высокие здания и т. п., — мешающие распространению луча прожектора, одинаково препятствуют и распространению УКВ.Преодолев огромные трудности и добившись наконец создания высококачественного телевидения, ученые как-то незаметно для себя, с разбегу, попали в новый круг противоречий.Высококачественное дальновидение превратилось в «близковидение». В «волшебное» зеркальце стало видно не дальше, чем в .хорошую подзорную трубу.Раз УКВ передатчика телевидения способны перекрыть площадь всего в радиусе 40—60 километров, то число людей, могущих видеть такие передачи, резко ограничено.Многочисленными аудиториями могли стать только такие города, как Москва, Ленинград, Киев и некоторые другие. А передачи телевидения хотят видеть всюду: и в городе и на селе, в столице и на далекой окраине. И чем дальше живет человек от центра, тем большее значение имеют для него такие передачи.Как бы обогатилась и украсилась жизнь советских людей, работающих в самых глухих и отдаленных местах, если бы, включив телевизор, они в любой момент могли перенестись в ту область полнокровной жизни Советской страны, от которой они временно или надолго оторваны.Поэтому от того, удастся ли разрешить и это новое противоречие, зависело и будущее телевидения: быть ему средством связи, общения и культурного развития для самых широких масс, средством, проникающим во все уголки нашей страны, или же остаться только средством развлечения ограниченного круга радиозрителей.Снова ученым пришлось искать обходные пути и за решением обращаться к смежным отраслям науки, а иногда и возвращаться назад, к, казалось бы, давно устаревшим средствам. Так случилось и здесь. По началу пришлось пойти на поклон к старушке-проволоке, давно уже изгнанной из телевидения.Известно, что равномерно по всему сечению проводника может проходить только постоянный ток. Переменный ток ведет себя совершенно иначе: чем выше его частота,' тем больше он «выжимается» к поверхности проводника. Для переменного тока большой силы и очень высокой частоты это вызывает большие затруднения. Чтобы создать путь току, приходится сильно увеличивать диаметр проводников, отчего они из проводов превращаются в тяжелые стержни. Вся середина таких стержней никакого участия в передаче тока не принимает. Поэтому высокочастотный переменный ток стало удобнее и выгоднее передавать по трубкам.На очень высоких частотах ток не проходит даже и по трубке — он только скользит по ее поверхности, не испытывая заметных потерь в материале самого проводника. При этом электрическая энергия не столько распространяется в длину, вдоль провода, сколько излучается в окружающее пространство. Чтобы избежать этого вредного излучения, передачу приходится вести по двум параллельным проводам, расположенным на расстоянии длины волны один от другого. Тогда окружающие оба провода электромагнитные поля, действуя взаимно друг на друга, не позволяют энергии излучаться в пространство. То, что излучает один проводник, поглощает соседний, и наоборот. Короче говоря, на такой двухпроводной линии образуются электромагнитные волны, которые, не имея возможности ускользнуть в окружающее пространство, вынуждены распространяться со скоростью радиоволн уже вдоль проводников.По мере повышения частоты колебаний такую передающую линию стало возможным сделать не из двух рядом расположенных проводников, а помещая один из них внутри другого. Получается так называемый концентрический, или коаксиальный, кабель, у которого внутренняя поверхность гибкой полой трубки является наружным проводником, а проходящий точно в ее центре провод — вторым, внутренним проводником. Точное расстояние между обоими проводниками сохраняется при помощи изоляторов в виде бус или дисков .
Теперь электрическая энергия тоКа очень высокой частоты может распространяться, уже скользя внутри такого кабеля и, главное, не излучаясь наружу. В связи с малыми потерями в материале проводников по такому кабелю можно передать и всю необходимую для прохождения телевизионных сигналов несущую частоту, модулированную весьма широкой полосой частот.
Но эта полоса частот не является чем-то единым. Она, в свою очередь, содержит разные, далеко отстоящие друг от друга частоты, например от 50 герц до б миллионов герц, одни из которых испытывают в силу сложных и менее благоприятных условий прохождения значительно большие потери, чем другие.Пройдя примерно 25—30 километров, первоначальная форма различных участков полосы сигналов сильно искажается, и ее надо восстанавливать и исправлять до исходного состояния.Поэтому, чтобы при помощи такого кабеля передать на большое расстояние телевизионные сигналы, надо через каждые 25—30 километров устанавливать небольшие автоматические станции, усиливающие эти сигналы и исправляющие полученные в пути искажения.Таким способом без существенных искажений программы телевидения из какого-либо одного передающего центра можно передавать на весьма большие расстояния.В конце такой трансляционной линии устанавливается свой дополнительный радиопередатчик, который и ретранслирует в эфир полученную программу ).По такой трансляционной линии в настоящее время телевизионные сигналы Московского телецентра передаются в город Калинин и ретранслируются там при посредстве местного телепередатчика.
Таким образом к многомиллионной аудитории москвичей прибавились еще соседи — радиозрители-калининцы.
Соединив центральный передатчик телевидения такими линиями со многими городами и населенными пунктами страны и установив в каждом из них собственный ретрансляционный узел, можно одной программой перекрыть уже значительно большую территорию.
Покрыв всю страну сетью передающих центров и трансляционных линий, можно уже в значительной степени вернуть телевидению его самую ценную особенность — дальность действия.Однако прокладка линий коаксильного кабеля, установка трансляционных усилителей и местных передатчиков и изготовление самого кабеля — дело все еще весьма трудоемкое, сложное и очень дорогое, и в короткое время выполнить его будет нелегко, если не будет найдено иных способов обойти эти практические трудности.Другой путь решения задачи обещает уже сама радиотехника, если передачу телевизионных сигналов вести на овсем коротких волнах — дециметровых или сантиметровых. Такие волны очень похожи на световые — их легко собрать в узкий, как у прожектора, пучок при помощи вогнутого металлического рефлектора и направить на такой же приемный рефлектор, установленный на расстоянии 30—50 километров от первого .
Если такие рефлекторы установить на горах или холмах, на очень высоких башнях или зданиях, то это расстояние может быть увеличено до ста и даже больше километров . Посланные в виде узкого луча сигналы улавливают приемным рефлектором, который направляет их на приемную антенну, установленную в фокусе такого рефлектора, затем усиливают, исправляют, подают на новый передатчик и таким же направленным лучом снова посылают дальше.
В отличие от коаксиального кабеля, где проходящие сигналы все же несут некоторые потери в материале про--водников, радиоволны в узком луче никаких потерь практически не имеют. Каждый раз усиливать сигналы приходится потому, что в какой бы узкий луч ни сжимал передающий рефлектор электромагнитные волны, к приемному рефлектору они подходят все же довольно широким пучком, из которого рефлектор может захватить лишь небольшую их часть.
Применение рефлектора в антенне передатчика позволяет собрать в узкий направленный луч большое количество энергии.Например, на волне длиной 20 сантиметров (1500 мегагерц), используя параболический рефлектор диаметром около 250 сантиметров, можно получить усиление луча больше чем в 3 тысячи раз по сравнению с той же антенной без рефлектора.Мощность передатчика, равная всего 1 ватту, как бы вырастает сразу до 3 киловатт.Примерно такой же выигрыш в усилении можно получить, если установить рефлектор и на приемной антенне.Небольшая мощность, требуемая для передачи сигналов при помощи таких прожекторных линий, позволяет применить аппаратуру очень небольших размеров, а сами радиотрансляционные станции полностью автоматизировать.Такой способ передачи имеет целый ряд существенных преимуществ и в первую очередь исключает необходимость применения многих тысяч километров дорогого и сложного в производстве коаксиального кабеля и большие расходы и Трудности по его прокладке.Так как каждый из описанных выше способов трансляции имеет как свои достоинства, так и недостатки, то наиболее вероятным будет использование их обоих в зависимости от характера местности, плотности населения, расстояний между населенными пунктами и прочих условий.
Еще большую концентрацию луча, а следовательно, и степень усиления можно получить, укорачивая длину волны, то-есть применяя волны от 10 до 5 сантиметров и короче.
Опыты по связи на УКВ между самолетом, летящим в стратосфере на высоте 10—12 километров, и землей показали, что сигналы, посылаемые с самолета, хорошо слышны на расстоянии в несколько сот километров, причем мощность самолетных передатчиков может быть в десятки раз меньше, чем передатчиков, применяемых для связи на земле.
Столь резкое увеличение дальности действия объясняется тем, что расстояние прямой видимости, или линия горизонта, с высоты 10—12 километров значительно увеличивается и составляет круг радиусом 250—300 километров.
Было также замечено, что при этом большая часть искажений, обычных при приеме сигналов от наземных станций, отсутствует. Это происходит потому, что в данном случае сигналы поступают сверху и почти ничто им не мешает. Непрерывное перемещение самолета устраняет мертвые зоны, многократные или неправильные отражения сигналов, свойственные горизонтально распространяющимся радиоволнам, что особенно часто наблюдается в крупных городах, где большие здания заслоняют маленькие, а металлические крыши отражают сигналы в разные стороны.
Учитывая все эти очевидные преимущества, еще в 1936 году советский ученый, профессор П. В. Шмаков предложил передачи телевизионных сигналов вести с летающего в стратосфере самолета по принципу радиотрансляционной линии. Телевизионные сигналы из передающего центра на земле при помощи узкого радиолуча направляются на летящий в стратосфере самолет, там они принимаются, усиливаются и сравнительно маломощным передатчиком посылаются в виде широкого конуса обратно на землю .
На первый взгляд такая система передачи кажется сложной и ненадежной. Однако самолет, летящий в стратосфере, не боится воздушных бурь, обледенения и нелетной погоды, столь обычных в более низких слоях атмосферы.Современная техника позволяет посылать такой самолет без людского экипажа, управляя им с земли по радио, тем более что и летать он должен в ограниченном пространстве по кругу. Расходы по содержанию самолета-передатчика должны быть значительно ниже, чем строительство и содержание нескольких десятков наземных передатчиков и соединяющих их трансляционных линий, необходимых для перекрытия одинаковой по площади территории.9 том, как мало поглощаются УКВ, когда они распространяются в пространстве, не имеющем препятствий, особенно если их еще собрать в узкий луч, можно судить по следующему интересному опыту, осуществленному несколько лет назад. Очень мощный сигнал радиолокационной станции, собранный в узкий луч, был послан... на Луну. Спустя 2,5 секунды этот импульс, отразившись от поверхности Луны, был принят на Земле очень чувствительным радиоприемником той же радиолокационной станции.Вскоре после этого события было высказано предположение о возможности в будущем передавать сигналы УКВ, а возможно, и телевизионные сигналы на очень далекие расстояния, используя поверхность Луны в качестве своеобразного... зеркала. Тогда, отразившись от поверхности Луны, УКВ могли бы попасть, например, на противоположную от передатчика сторону земного шара .
Вместо Луны для этой цели можно было бы использовать и искусственный спутник Земли, «запущенный» на более близкое расстояние от Земли, чем Луна.
Теперь электрическая энергия тоКа очень высокой частоты может распространяться, уже скользя внутри такого кабеля и, главное, не излучаясь наружу. В связи с малыми потерями в материале проводников по такому кабелю можно передать и всю необходимую для прохождения телевизионных сигналов несущую частоту, модулированную весьма широкой полосой частот.
Таким образом к многомиллионной аудитории москвичей прибавились еще соседи — радиозрители-калининцы.
обоих в зависимости от характера местности, плотности населения, расстояний между населенными пунктами и прочих условий.
чительно увеличивается и составляет круг радиусом 250—300 километров.
пространстве по кругу. Расходы по содержанию самолета-передатчика должны быть значительно ниже, чем строительство и содержание нескольких десятков наземных передатчиков и соединяющих их трансляционных линий, необходимых для перекрытия одинаковой по площади территории.9 том, как мало поглощаются УКВ, когда они распространяются в пространстве, не имеющем препятствий, особенно если их еще собрать в узкий луч, можно судить по следующему интересному опыту, осуществленному несколько лет назад. Очень мощный сигнал радиолокационной станции, собранный в узкий луч, был послан... на Луну. Спустя 2,5 секунды этот импульс, отразившись от поверхности Луны, был принят на Земле очень чувствительным радиоприемником той же радиолокационной станции.Вскоре после этого события было высказано предположение о возможности в будущем передавать сигналы УКВ, а возможно, и телевизионные сигналы на очень далекие расстояния, используя поверхность Луны в качестве своеобразного... зеркала. Тогда, отразившись от поверхности Луны, УКВ могли бы попасть, например, на противоположную от передатчика сторону земного шара .
Вместо Луны для этой цели можно было бы использовать и искусственный спутник Земли, «запущенный» на более близкое расстояние от Земли, чем Луна.