Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (РА)"

Автор книги: Большая Советская Энциклопедия

сообщить о нарушении

Текущая страница: 23 (всего у книги 82 страниц)

  Применяются 3 способа возбуждения поля в Р.: линейным проводником с током (штырём), витком и через отверстие в боковой стенке или торце Р. Штырь располагают параллельно электрическим силовым линиям, плоскость витка – перпендикулярно магнитным силовым линиям. Щель или отверстие прорезают в металлической поверхности по ходу магнитных силовых линий на этой поверхности. При этом для большей связи элементы возбуждения располагают в пучностях электрического или магнитного поля (рис. 14).

  Согласование отрезков Р. друг с другом и с нагрузкой осуществляется с помощью т. н. согласующих элементов (рис. 15) в виде комбинаций пассивных штырей, индуктивных или емкостных диафрагм, а также в виде плавных переходов с переменным сечением. Недостатком большинства согласующих устройств является их малая диапазонность: согласование удаётся обеспечить, как правило, в полосе частот 1—2% и только в некоторых случаях около 10—20% от w.

  Практическое значение имеет вопрос о передаче по Р. больших мощностей. Р. с размерами сечения, соответствующими распространению волн только первого типа, может пропустить мощность лишь порядка 3—4 Мвт. Если же размеры сечения Р. при заданной длине волн взять большими, то в нём будут распространяться и высшие типы волн.

  Лит.: Введенский Б. А., Аренберг А. Г., Радиоволноводы, ч. 1, М. – Л., 1946: Кисунько Г. В., Электродинамика полых систем, Л., 1949; Вайнштейн Л. А., Дифракция электромагнитных и звуковых волн на открытом конце волновода, М., 1953; Казначеев Ю. И., Широкополосная дальняя связь по волноводам, М., 1959; Коган Н. Л., Машковцев Б. М., Цибизов К. Н., Сложные волноводные системы, Л., 1963; Теория линий передачи сверхвысоких частот, пер. с англ., под ред. А. И. Шпунтова, ч. 1—2, М., 1951; Гуревич А. Г., Полые резонаторы и волноводы. Введение в теорию, М., 1952; Левин Л., Современная теория волноводов, пер. с англ., М., 1954; Ширман Я. Д., Радиоволною воды и объемные резонаторы, М., 1959; Вайнштеин Л. А., Электромагнитные волны, М., 1957; Каценеленбаум Б. З., Высокочастотная электродинамика, М., 1966; Лебедев И. В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 1, 1970: Харвей А. Ф., Техника сверхвысоких частот, М., 1968; Фельдштейн А. Л. и др., Справочник по элементам волноводной техники, М., 1967.

  И. В. Иванов.

Рис. 12. Структура поля волны ТЕ₁₁ в круглом волноводе.

Рис. Формы поперечного сечения некоторых волноводов (а, б, в, г) и коаксиальной двухпроводной линии (д).

Рис. 14. Способы возбуждения волны ТЕ₁₀: а – штырём; б – витком; в – отверстием.

Рис. 4. Структура поля волны ТМ₁₁ в прямоугольном волноводе.

Рис. 5. Структура поля волны ТМ₃₂ в прямоугольном волноводе.

Рис. 13. Радиоволновод с поверхностной волной: а – с ребристой поверхностью; б – с диэлектрическим покрытием.

Рис. 8. Структура поля волн ТЕ₂₀ (а) и ТЕ₂₁ (б) в прямоугольном волноводе.

Рис. 6. Структура поля волны ТЕ₁₀ в прямоугольном волноводе.

Рис. 11. Структура поля волны ТМ₁₁ в круглом волноводе.

Рис. 10. Структура поля волны ТМ₁₁ в круглом волноводе.

Рис. 3. Прямоугольный волновод.

Рис. 2. Схема волноводного тракта: 1 – генератор СВЧ; 2 – рупорный переход; 3, 6 – отрезки прямоугольных волноводов; 4 – угловой изгиб; 5 – вращающееся соединение; 7 – рупорная антенна.

Рис. 15. Согласующие элементы: а – реактивный штырь; б – индуктивная диафрагма; в – ёмкостная диафрагма; г – плавный переход с переменным сечением.

Рис. 9. Структура поля волны ТМ₀₁ в круглом волноводе.

Рис. 7. Структура поля волны ТЕ₁₁ в прямоугольном волноводе.

Радиоволны

Радиово'лны (от радио...), электромагнитные волны с длиной волны > 500 мкм (частотой < 6×10¹²гц). Р. имеют многообразное применение: радиовещание,радиотелефонная связь,телевидение,радиолокация,радиометеорология и др. Во всех перечисленных случаях Р. являются средством передачи на расстояние без проводов той или иной информации: речи, телеграфных сигналов, изображения. Р. используются для определения направления и расстояния до различных объектов (радиодальномер), для получения сведений о строении верхних слоев атмосферы, Солнца, планет и т.п.

  Табл. 1. – Деление диапазона радиоволн на поддиапазоны

Название поддиапазона	Длина волны, м	Частота колебаний, гц
Сверхдлинные волны Длинные волны Средние волны Короткие волны Метровые волны Дециметровые волны Сантиметровые волны Миллиметровые волны Субмиллиметровые волны	более 104м 104—103м 103—102м 102—10 м 10—1 м 1—0,1 м 0,1—0,01 м 0,01—0,001 10+3—5×10+5	менее 3×104 3×104—3×105 3×105—3×106 3×106—3×107 3×107—3×108 3×108—3×1010 3×1010—3×1011 3×1011—6×1012

  Таблица 2

Диапазон радиочастот
наименование диапазона	Гранины диапазонов
основной термин	параллельный термин
1-й диапазон частот 2-й диапазон частот 3-й диапазон частот 4-й диапазон частот 5-й диапазон частот 6-й диапазон частот 7-й диапазон частот 8-й диапазон частот 9-й диапазон частот 10-й диапазон частот 11-й диапазон частот 12-й диапазон частот	Крайне низкие КНЧ Сверхнизкие СНЧ Инфранизкие ИНЧ Очень низкие ОНЧ Низкие частоты НЧ Средние частоты СЧ Высокие частоты ВЧ Очень высокие ОВЧ Ультравысокие УВЧ Сверхвысокие СВЧ Крайне высокие КВЧ Гипервысокие ГВЧ	3—30 гц 30—300 гц 0,3—3 кгц 3—30 кгц 30—300 кгц 0,3—3 Мгц 3—30 Мгц 30—300 Мгц 0,3—3 Ггц 3—30 Ггц 30—300 Ггц 0,3—3 Тгц
Диапазон радиоволн
наименование диапазона	Гранины диапазонов
основной термин	параллельный термин
1-й диапазон 2-й диапазон 3-й диапазон 4-й диапазон 5-й диапазон 6-й диапазон 7-й диапазон 8-й диапазон 9-й диапазон 10-й диапазон 11-й диапазон 12-й диапазон	Декамегаметровые Мегаметровые Гектокилометровые Мириаметровые Километровые Гектометровые Декаметровые Метровые Дециметровые Сантиметровые Миллиметровые Децимиллиметровые	100—10 мм 10—1 мм 1000—100 км 100—10 км 10—1 км 1—0,1 км 100—10 м 10—1 м 1—0,1 м 10—1 см 10—1 мм 1—0,1 мм

Примечание. Диапазоны радиочастот включают наибольшую частоту и исключают наименьшую. Диапазоны радиоволн включают наименьшую длину и исключают наибольшую.

  В первых опытах передачи сигналов при помощи Р., осуществленных А. С. Поповым в 1895—99, использовались Р. с длиной волны от 200 до 500 м (частоты от 1,5×10⁶ до 0,6× 10⁶гц). Дальнейшее развитие радиотехники привело к использованию более широкого спектра электромагнитных волн. Нижняя граница спектра Р., излучаемых радиопередающими устройствами, порядка 10³—10⁴ гц.

  В природе существует много естественных источников Р.: звёзды, в том числе Солнце,галактики,метагалактики, планеты. Исследование Р. от внеземных источников позволило расширить наши представления о Вселенной (см. Радиоастрономия). Некоторые процессы, происходящие в земной атмосфере, также сопровождаются генерацией Р. Например, Р. возникают при разряде молний (см. Атмосферики), при возбуждении колебаний в ионосферной плазме. При этих процессах возбуждаются Р. и более низких частот (вплоть до долей герца).

  Р. различных частот по-разному распространяются в пределах Земли и в космическом пространстве (см. Распространение радиоволн) и в связи с этим находят различное применение в радиосвязи и в научных исследованиях. С учётом особенностей распространения, генерации и (отчасти) излучения весь диапазон Р. принято делить на ряд поддиапазонов: сверхдлинные волны,длинные волны,средние волны,короткие волны,метровые волны,дециметровые волны,сантиметровые волны,миллиметровые волны и субмиллиметровые волны (табл. 1). Деление Р. на диапазоны в радиосвязи установлено международным регламентом радиосвязи (табл. 2).

  Лит. см. при ст. Распространение радиоволн.

  М. Б. Виноградова.

Радиовысотомер

Радиовысотоме'р, прибор для определения высоты полёта летательного аппарата (самолёта, спутника и т.д.) путём измерения времени прохождения радиоволн между моментами излучения и приёма их прибором после отражения от подстилающей поверхности, от которой отсчитывают высоту полёта, полагая скорость распространения радиоволн известной. Различают Р. с частотной и импульсной модуляцией излучаемых радиоволн.

  Первый тип Р. используют в авиации преимущественно при малых высотах полёта (при заходе самолёта на посадку и т.д.). В этом случае Р. излучает непрерывные радиосигналы, частота которых периодически изменяется по заданному закону. Высоту летательного аппарата определяют по показываемой индикатором прибора разности частот излучаемых и отражённых радиосигналов.

  Второй тип Р. применяют в авиации (например, при аэрофотосъёмке с больших высот) и в космических полётах (например, для подачи команды на включение тормозного двигателя летательного аппарата на заданной его высоте от поверхности планеты). В этом случае Р. излучает короткие импульсы радиосигналов. Высоту летательного аппарата определяют путём измерения времени запаздывания отражённых радиоимпульсов относительно радиоимпульсов, непосредственно поступающих в приёмник Р. из передатчика Р.

Радиогалактики

Радиогала'ктики,галактики, для которых характерно радиоизлучение аномально большой мощности по сравнению с нормальными галактиками (такими, например, как наша Галактика или Большая галактика Андромеды). Р. составляют наиболее многочисленную группу внегалактических радиоисточников и по характеру радиоизлучения примыкают, с одной стороны, к квазарам, а с другой – к нормальным (спиральным) галактикам. Однако не установлено (1975), составляют ли Р. особую группу объектов или это лишь особая стадия эволюции любой галактики. Подавляющее большинство Р. относится к типу гигантских эллиптических галактик, к их числу принадлежат также галактики с особенностями в ядрах: сейфертовские и N-галактики. Примерно для 100 Р. измерено красное смещение, и, т. о., может быть определено и расстояние. Самый удалённый объект из них – Р. ЗС 295 с красным смещением 0,46. Светимость Р. в радиодиапазоне составляет 10⁴⁰—10⁴⁵эрг/сек (для нормальных галактик – 10³⁷—10³⁸эрг/сек).

  Радиоизлучающие области обычно имеют довольно сложную структуру; для них характерно наличие протяжённых (прозрачных) и компактных (непрозрачных) областей. Большинство Р. состоит из 2 источников радиоизлучения, удалённых от оптической компоненты галактики на значительное расстояние. Часто область радиоизлучения содержит несколько компонент меньшего размера. Радиоизлучение Р. обычно линейно поляризовано, что свидетельствует об однородности магнитного поля в большом масштабе. Для многих объектов характерна переменность радиоизлучения, относящаяся в основном к компактным областям. У некоторых Р. наряду с переменностью радиоизлучения наблюдаются изменения их блеска в оптическом диапазоне.

  Радиоизлучение Р., по-видимому, имеет синхротронную природу, т. е. возникает при движении ультрарелятивистских (движущихся со скоростями, близкими к скорости света) электронов в слабых магнитных полях. В соответствии с наблюдаемым потоком радиоизлучения энергия, приходящаяся на долю релятивистских частиц, оказывается чрезвычайно большой: около 10⁵²эрг в компактных источниках и 10⁵⁷—10⁶¹эрг в протяжённых. Последнее составляет примерно 10^-4 от полной энергии галактики. Характер переменности (изменение интенсивности и поляризации с длиной волны и временем) свидетельствует о периодических выбросах плотных облаков релятивистских частиц; эти облака в дальнейшем расширяются и становятся прозрачными. Мощность таких взрывов – около 10⁵²эрг. Для поддержания протяжённого источника требуется около 1 взрыва в год в течение примерно 10⁸ лет (при взрыве обычной сверхновой звезды выделяется около 10⁴⁸эрг).

  Самыми трудными являются проблемы эволюции Р., природы источников энергии и перехода её в энергию релятивистских частиц. Гипотезы, предложенные для объяснения явления Р., пока нельзя считать удовлетворительными.

  Лит.: Пахольчик А. Г., Радиоастрофизика, пер. с англ., М., 1973; Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Релятивистская астрофизика, М., 1967.

  И. В. Госачинский.

Радиогенное тепло

Радиоге'нное тепло' Земли, тепло, выделяющееся при распаде радиоактивных элементов, содержащихся в недрах Земли. Определяющее значение имеют долгоживущие радиоактивные изотопы ⁴⁰K, ²³²Th, ²³⁵U, ²³⁸U, обладающие периодами полураспада 10⁹—10¹⁰ лет. Непосредственных данных о содержании калия, тория и урана в глубоких недрах Земли нет, и обычно для Земли оно оценивается по содержанию в метеоритахна основании предполагаемой близости их состава к составу мантии и ядра Земли (см. Геотермика).

Радиогеодезические системы

Радиогеодези'ческие систе'мы, комплексы радиотехнических устройств, применяемых при аэрофотосъёмке, в геодезических, гидрографических и геофизических работах, а также в воздушной и морской навигации для измерения расстояний между подвижными и неподвижными объектами или пунктами (самолёт, спутник, корабль, точка земной поверхности и т.п.) или для определения их координат. Состоят из радиоприёмных и радиопередающих устройств, устанавливаемых на объекте-носителе или пункте, положение которого подлежит определению, и на опорных объектах или пунктах, координаты которых известны. Координаты носителя определяют путём измерения расстояний (приращения расстояний) или разности (приращения разности) расстояний носителя от опорных пунктов по времени и известной скорости распространения радиоволн (см. Радионавигация,Радиодальномер,Радиовысотомер).

Радиогеодезия

Радиогеоде'зия, термин, который применяют для обозначения методов и технологических процессов измерения расстояний и определения координат подвижных и неподвижных объектов или пунктов в геодезических работах при помощи радиотехнических устройств (радиодальномера,радиогеодезических систем и др.).

Радиогеология

Радиогеоло'гия, ядерная геология, отрасль геологии, изучающая закономерности естественных ядерных превращений в веществе Земли и их проявление в геологических процессах. Термин «Р.» был введён В. И. Вернадским в 1937. Р. тесно связана с ядерной физикой,геохимиейи космохимией. Она подразделяется на собственно Р., изотопную геологию и абсолютную геохронологию (см. Геохронология). Собственно Р. касается всех геологических процессов и явлений, в которых имеют значение процессы радиоактивного распада (см. Радиоактивность). Р. изучает эволюцию и вариации изотопного состава природных элементов. По скорости радиоактивного распада определяется абсолютный возраст минералов и горных пород (см. также Массспектроскопия); основываясь на этом, восстанавливают последовательность геологических процессов, протекавших на Земле за время её геологической истории.

  В задачу Р. входит также: изучение энергетического баланса процессов радиоактивного распада в земной коре, определяющего в значительной мере геотермику Земли; создание научных основ для радиометрических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых (см. Нейтронный каротаж,Радиометрическая разведка); изучение ядерных реакций, протекающих в земной коре и атмосфере под влиянием космического излучения. Это последнее направление Р. имеет общую задачу с космогонией – выявление эволюции атомных ядер в процессе развития Вселенной.

  Лит.: Вернадский В. И., О значении радиогеологии для современной геологии, Избр. соч., т. 1, М., 1954; Войткевич Г. В., Проблемы радиогеологии, М., 1961; его же, Радиоактивность в истории Земли, М., 1970; Ларионов В. В., Ядерная геология и геофизика, М., 1963; Чердынцев В. В., Ядерная вулканология, М., 1973.

  Г. В. Войткевич.

Радиогидроакустический буй

Радиогидроакусти'ческий буй, морской буй, на котором установлено радиоэлектронное устройство, предназначенное для обнаружения подводных лодок, движущихся в подводном положении, и определения их местонахождения, а также исследования условий распространения звука в океане, шумов моря и т.п. Р. б. делятся на пассивные – принимающие создаваемые подводными лодками акустические колебания (шумы), и активные – принимающие отражённые от подводных лодок ультразвуковые сигналы, посылаемые буем. Пассивные Р. б. обнаруживают подводную лодку и определяют направление (пеленг) на неё, активные – определяют, кроме того, дистанцию до обнаруженной подводной лодки.

  Р. б. ставят с самолётов, вертолётов, противолодочных кораблей партиями по несколько штук, образующими барьерные линии или замкнутые ограждения на направлениях действий подводных лодок, в районах предполагаемого нахождения их.

  Р. б., снабженные якорями, закрепляются в местах сброса; не имеющие якорных устройств – после постановки дрейфуют под воздействием ветра, волн и морских течений. Р. б. могут работать в режиме непрерывного действия или по заданной программе, некоторые их типы снабжаются радиолокационным маяком — ответчиком и световым сигнальным устройством, которые облегчают выход самолёта (вертолёта, корабля) на сигналящий буй. Первые образцы Р. б. появились после 2-й мировой войны 1939—45 и получили широкое распространение, особенно с развитием атомных подводных лодок, вооружённых ракетно-ядерным оружием. На базе Р. б. за рубежом создаются автоматизированные системы обнаружения подводных лодок, оповещения и наведения, увеличивающие поисковый потенциал противолодочных сил. Дальность обнаружения подводной лодки с помощью Р. б. зависит от типа гидроакустического устройства буя, состояния водной среды, характеристик подводной лодки-цели и составляет от нескольких сотен м до нескольких км. Дальность действия радиолинии буй – самолёт может достигать нескольких десятков км. Масса и размеры Р. б. зависят от его назначения и типа носителя.

  Лит.: Карлов Л. Б., Шошков Е. И., Гидроакустика в военном деле, М., 1963; Хорбенко И. Г., Звуки в морских глубинах, М., 1962.

  С. Л. Барченков.

Радиография

Радиогра'фия (от радио... и ... графия), метод исследования различных объектов (изделий, минералов и др.), использующий воздействие излучения радиоактивного изотопа на фотослой. В Р. применяются внешние источники ионизирующего излучения — специально выпускаемые промышленностью радиоактивные изотопы, помещенные в закрытые металлические ампулы; в авторадиографии (основной разновидности Р.) – внутренние: радиоактивный изотоп вводится в исследуемый объект.

  Если с помощью фотоматериала регистрируется ионизирующее излучение, которым просвечивается какой-либо объект, то по фотографическому изображению можно судить о наличии в нём областей с большей или меньшей плотностью, т.к. ионизирующее излучение, проходящее через бездефектные области изделия и области, имеющие скрытые дефекты, ослабляется неравномерно. При этом образуется фотографическое (теневое) изображение скрытых дефектов, по которому устанавливают их форму и размеры. На этом основано применение Р. в качестве «неразрушающего» метода контроля литых, сварных, паяных, кованых и др. изделий и материалов – метод радиоизотопной дефектоскопии. Для целей Р. используются главным образом рентгеновские плёнки. В авторадиографии применяются разнообразные фотоматериалы, в том числе ядерные фотографические эмульсии, которые позволяют регистрировать не только суммарный эффект воздействия на фотослой потока ионизирующих частиц (в виде некоторого его почернения), но и воздействие каждой отдельной частицы (в виде цепочки проявленных зёрен, образующих след, или трек, частицы в фотослое). Количество излучения измеряют с помощью характеристической кривой, установленной для данного типа фотоэмульсии и излучения; при этом оптическая плотность фотоматериала измеряется с помощью фотометров, в том числе денситометрови микрофотометров. Картину распределения оптической плотности получают при сканировании фотографического изображения относительно измерительной щели фотометра. Участкам объекта с большим содержанием радиоактивных атомов соответствуют участки фотографического изображения с большим почернением; на этом основано радиографическое изучение распределения радиоактивного изотопа в твёрдом объекте.

  Распределение радиоактивных атомов в микрообъектах (клетки растений и животных, зёрна металлов и др.) изучают с помощью микроскопа по распределению треков частиц или отдельных проявленных зёрен фотоэмульсии. Точность определения местонахождения изотопов в исследуемых объектах зависит от вида излучения, его энергии, толщины образца, толщины фотослоя, расстояния между образцом и фотоэмульсией и от некоторых др. факторов. Кроме того, различные варианты Р., в зависимости от целей исследования, применяются, например, для регистрации отдельных частиц, измерения количества радиоактивных атомов в отдельных участках объекта, регистрации доз ионизирующего излучения (см. Дозиметрия).

  Лит.: Радиография, [пер. с англ.], М., 1952; Коробков В. И., Метод макроавторадиографии, М., 1967; Брук Б. И., Авторадиографическое исследование металлов, применяемых в судостроении, Л., 1966; Роджерс Э., Авторадиография, пер. с англ., М., 1972. См. также лит. при статьях Авторадиография и Дефектоскопия.

  В. И. Коробков.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (РА)"