ИГ ЬДПили!
Последнее двадцатилетие отмечено быстрым развитием радиотехники. Особенно это относится к годам войны, когда в результате организованного штурма ученых и инженеров с невиданной быстротой выросла радиолокация.
В настоящее время имеется обширная литература, рассматривающая радиотехнические методы и применения разработанных систем. Радиолокационная техника детально описана в трудах конференции по радиолокации, состоявшейся в Обществе инженеров-электриков (Лондон, 1946), и в серии книг, написанных сотрудниками Лаборатории, излучения Массачусетского технологического института.
Однако инженер, работающий в области радиотехники или электропики, сталкивается с большими трудностями, когда пытается найти необходимые ему сведения в обширной литературе, большая часть которой представляет описание частных решений преходящей ценности.
Целью публикуемой книги является изложение основных вопросов радиотехники и электроники в одном томе. Однако для того чтобы объем книги не превышал возможные пределы, содержание ограничено изложением методов и техники их осуществления без описания применений. Не включены таблицы данных, опущены элементарные и хорошо известные сведения, которые предполагаются известными читателю из институтского курса.
В изложении основное внимание уделяется роли шумов в радиотехнических системах, технике СВЧ, свойствам электрических колебаний специальной формы и соответствующих цепей, основным свойствам электронных приборов (ламп).
По мнению автора, новые лампы являются наиболее важным элементом, определяющим прогресс, однако инженеры недостаточно ясно представляют себе их устройство, свойства и возможности.
Для ясности и облегчения чтения основной текст книги по возможности связан с физической трактовкой вопросов. Математический анализ отнесен в приложения. Имеется опасение, что конспективность изложения может затруднить читателю понимание отдельных разделов книги Автор будет благодарен читателям за сообщения о случаях подобных затруднений.
Автор особенно обязан своему коллеге м-ру Л. Левину за изящное решение ряда математических вопросов, просмотр работы и указание па ряд ошибок и неясностей. Автор также весьма признателен многим другим коллегам по Standard Telecommunication Laboratories Limited за обсуждения и предложении, которые трямо или косвенно -способствовали созданию публикуемой книги.
А. Т. Старр
лава 1, Методы электросвязи и присущие
им физические ограничения ... 7
1.1. Радиосвязь и радиолокация..... 7
1.2. Методы электросвязи......... 7
1.3. Методы телеграфирования...... 8
1.4. Теория телеграфирования....... 8
1.5. Ширина полосы и скорость телеграфирования ............... 10
1.6. Амплитудная модуляция несущего сигнала ................. 12
1.7. Передача на одной боковой полосе частот ................. 15
1.8. Угловая модуляция.......... 17
1.9. Спектр колебания при фазовой Модуляции синусоидальным сигналом .... 20
1.10, Спектр частот колебаний, фаза которых промодулирована сигналами несинусоидальной формы........... 23
1.П. Демодуляция при угловой модуляции . 26
1.12. Искажения при угловой модуляции . , 26
1.13. Преимущества угловой модуляции . . 27
1.14. Методы разделения сигналов по частоте
и по времени............. 27
1Л5. Амплитудно-импульсная модуляция
(АИМ)................ 28
1.16. Широтно-ймпульсная модуляция (ШИМ) 31
1.17. Фазово-импульсная модуляция (ФИМ) 32
1.18. Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ) 33
1.19. Кодово-импульсная модуляция (КИМ) 34
1.20. Шумы................ 35
1.21. Отношение сигнал/шум в системах с одной боковой полосой н системах с амплитудной модуляцией......... 36
1.22. Шум в системах с угловой модуляцией 38
1.23. Шумы в импульсных системах .... 41
1.24. Шумы и скорость передачи информации 44
1.25. Радиолокационные методы...... 45
1 26. Импульсная радиолокационная станция 45
1.27. Использование эффекта Допплера для селекции движущихся объектов. ... 51
1.28. Ограничения, свойственные импульсному
методу радиолокации
59
тава 2. Электромагнитная среда .... 63
2.1. Электромагнитные волны и среда ... 63
2.2. Свойства электромагнитных волн. Система единиц МКС.......... 64
2.3. Уравнения Максвелла......... 67
2.4. Обычная плоская" волна........ 69
2 5. Распространение радиоволн над плоской
отражающей поверхностью...... 71
СОДЕРЖАНИЕ
2.6. Распространение радиоволн...... 72
2.7. Аномальное распространение и сверхрефракция ............. 77
2.8. Распространение радиоволн и ионосфера 78
2.9. Ослабление в атмосфере....... 81
2 10. Распространение сантиметровых волн 82
2.11. Направляемые волны......... 85
Глава 3. Техника сантиметровых и ультракоротких волн......... 118
3.1. Неоднородности в линиях и волноводах 118
3.2. Разнесенные неоднородности...... 127
3.3. Уголки и изгибы в волноводах .... 128
3.4. Т-образное сочленение в прямоугольном волноводе [3.7]............ 129
3.5. Согласование с помощью шлейфов . . . 133
3.6. Опорный шлейф или металлический изолятор коаксиального кабеля .... 134
3.7. Полуволновые и четвертьволновые линии 135
3.8. Трансформаторы типов колебаний ... 141
3.9. Направленные ответвители...... 143
3.10. Согласованные нагрузки........ 151
3.11. Сантиметровые мостовые схемы .... 152
3.12. Резонаторы ............- 157
3.13. Фильтры, образованные из резонаторов
и линий................ 165
3.14. Антенный переключатель....... 169
3.15. Переключатель диаграммы направленности антенны............ 174
3.16. Смесители и детекторы . . . . • ... 175
3.17. Измерения и различные сверхвысокочастотные приборы........... 176
Глава 4. Антенны............. 186
4.1. Введение............... 186
4.2. Общая теория проволочных антенн . . 186
4.3. Диаграмма направленности, КПД и эффективная (действующая) площадь антенны............... 189
4.4. Излучение электрического и магнитного (рамки) диполей......... 193
4.5. Проволочные антенны......... 191
4.6. Решетки............... 193
4.7. Антенны типа волновой канал (Уда —
Яги)................. 199
4.8 Ромбическая антенна {4.9]....... 202
4.9. Широкополосные антенны...... 203
4.10. Некоторые другие типы антенн .... 204
4.11. Антенны сантиметровых волн. Общая теория................ 204
4.12. Рупоры............... 211
4.13. Линзовые антенны сантиметровых волн 214
4.14. Зеркальные антенны*........ 217
4.15. Линейные решетки сантиметровых волн 228
4.16. Некоторые типы антенн сантиметровых /7 волн................ 239
4.17. Определение КНД антенн сантиметрового диапазона волн ......... 241
Глава 5. Лампы............... 245
5.1. Введение............... 245
5.2. Заряженные частицы......... 245
5 3. Электронная эмиссия......... 246
5.4. Газовый разряд ........... 253
5.5. Вакуумные лампы.......... 256
5.6. Высокочастотные явления в вакуумных лампах................ 266
5.7. Модуляция по скорости........ 271
5.8. Лампа с бегущей волной....... 284
5.9. Многокамерный магнетрон....... 288
5.10. Импульсные модуляторные лампы . . . 295
Глава 6. Техника цепей с незатухающими колебаниями......... 301
6.1. Элементы цепи............ 301 „
6.2. Основы теории цепей с незатухающими колебаниями............. 302
6.3. Двухполюсные полные сопротивления 307
6.4. Сопротивление передачи ....... 315
6.5. Широкополосные усилители...... 341
6.6. Методы и схемы с частотной модуляцией 375
Глава 7. Методы генерирования и применения электрических колебаний
специальной формы....... 381
7.1. Анализ цепей............ 381
7.2. Электрические колебания специальной формы в линейных цепях ,..,... 384
7.3. Усилители импульсов и электрических колебаний специальной формы .... 393
7.4. Принципы построения современных импульсных цепей............ 403
7.5. Генерация импульсов прямоугольной формы............... 424
7.6. Линейные временные развертки .... 432
7.7. Делители и счетчики......... 439
Приложение 1. Код Морзе.......... 451
Приложение 2. Международный код для старт-стопной телеграфной аппаратуры .... 451
Приложение 3. Анализ телеграфии на постоянном токе................ 452
Приложение 4. Методы Фурье........ 456
Приложение 5. Фильтр нижних частот и его
формирующие свойства........ 465
Приложение 6. Передача амплитудно-модули-
рованного сигнала
466
Приложение 7. Анализ угловой модуляции . . 468 П.7.1 Спектр колебания, модулированного по
фазе................. 468
П.7.2. Влияние пассивной линейной цепи при угловой модуляции........... 472
Приложение 8. Анализ методов импульсной модуляции и квантования ........ 476
П.8.1. Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) 476 П.8.2. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) 477 П.8.3. Фазово-импульсная модуляция (ФИМ) . 478 П.8.4. Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ) . 479 П.8.5. Замена плавно изменяющегося напряжения ступенчатым (квантование) .... 479
риложенце 9. Шумы............ 43)
П.9.1. Тепловые шумы........... . 481
П.9.2. Дробовый эффект........., . 483
П.9.3. Шумы и входная проводимость лампы, обусловленные временем пролета электронов ................ 487
П.9.4. Шумовое сопротивление....... 488
П.9.5. Другие источники шумов. Шумы тока 489
П.9.6. Анализ шумовых свойств цепей .... 489 П.9.7. Достижимая мощность; коэффициент
шума................. 489
Приложение 10. Линейный детектор. Явления захватывания и „кажущаяся демодуляция" ................ 497
Приложение 11. Шумы при использовании угловой модуляции........... 499
П.И Л. Общая теория дискриминаторов и ограничения ................ 499
П.11,2. Сигнал и шум ............ 502
П. 11.3. Многоканальная система с частотной
модуляцией.............. 503
П.11.4. Многоканальная система с фазовой модуляцией ............... 504
П.11.5. Одноканальная система (ширина полосы и) ................. 504
Приложение 12, Минимальное отношение сигнал/шум, необходимое для, наблюдения на экране ИКО............ 506
Приложение 13. Векторный анализ...... 507
Приложение 14. Уравнения Максвелла. Электромагнитная теория . . -..... 517
Приложение 15, Распространение плоской волны 523
Приложение 16. Обычные плоские волны . . . 525
Приложение 17. Излучение.......... 531
Г1.17.1. Использование теории передающих линий для расчета антенн........ 531
П.17.2. Излучение электрического диполя . . • 532 П.17.3. Излучение прямого провода [П.17.1] - • 534 П.17.4. Излучение магнитного диполя (рамочная антенна).........• .... 535
П.17.5. Решетки .............. 536
П.17.6- Решетка, ось которой совпадает с осями диполей (рис. П.17.8)........ 537
П.17.7. Решетка, излучающая вдоль своей оси 537
П.17.8. Многоэтажные решетки........ 538
П.17.9. Общая теория линейных решеток
(П.17.2)................ 538
П.17.10. Излучение из отверстия. Анализ волнового фронта.............. 542
П.17.11. Излучение из отверстия с синфазным
равномерным облучением....... 543
ПЛ7.12. Излучение из отверстия с произвольным облучением............ 543
П.17.13. Влияние переменной фазы при постоянной амплитуде........... 544
П.17.14. Излучение из рупора......... 545
Приложение 18. Дифракция на остроконечном
препятствии.............. 547
Приложение 19. Общая теория плоских электромагнитных волн.......... 5о1
Приложение 20. Отражение от цилиндрического индуктивного стержня ..... ЬоО
Приложение 21. Общая теория резонаторов . . 563
Приложение 22. Параболические зеркала ... 570
П.22.1. Геометрия параболы.......... 57U
П.22.2. Параболическое зеркало с идеальным
облучателем............. 5']
П.22.3. Неравномерное облучение при круговой симметрии [П.22.1]........ 572
П.22.4. Использование центральной пластинки для устранения обратной реакции зеркала на сопротивление облучателя..... 574
П.22.5. Создание заданной диаграммы направленности в какой-либо плоскости с помощью зеркала двойной кривизны . . . 575
Приложение 23. Влияние пространственного заряда................. 577
П.23.1. Плоский диод с ограничением пространственным зарядом и нулевыми начальными скоростями........... 577
П.23.2. Эффект Шотки............ 578
П.23.3, Начальные скорости эмиттированных
электронов.............. 579
П.23.4. Электроны с максвелловским распределением начальных скоростей в ускоряющем поле............... 580
П.23.5. Электроны с максаелловским распределением скоростей в тормозящем поле 582
Приложенае 24. Схемы входных ламповых усилителей ................ 583
П.24.1. Пентод с заземленным катодом [П.24.1]'- 583
П.24.2. Триод с заземленным катодом..... 586
П.24.3. Триод с заземленной сеткой..... 586
П.24.4. Триод с заземленным анодом..... 588
П.24.5. Каскодная схема: триод с заземленным катодом плюс триод с заземленной сеткой [П. 24.2].......... 589
Приложение 25. Анализ скоростной модуляции .................. 593
П.25.1. Введение............... 593
П.25.2. Явления в зазоре.......... . 593
П.25.3. Анализ пространства группировки . , . 597
П.25.4. Клистронный генератор........ 599
П.25.5. Клйстронный усилитель........ 604
П.25.6- Усилитель с бегущей волной..... 605
Приложение 26. Теория цепей........ 612
П.26.1. Элементы цепей............ 612
П.26.2. Основы теории цепей методы контурных токов и узловых напряжений . . . 614
П.26 3. Метод контурных токов: законы Кирхгофа и циркулирующие токи Максвелла 615
П.26.4. Метод узловых напряжений...... 617
П.26.5. Функции цепи............. 619
П.26.6. Входное сопротивление (сопротивление
двухполюсника)............ 620'
П.26.7. Двухполюсная цепь межкаскадной связи с максимальным усилением при плоской характеристике......... 626-
П.26.8. Сопротивление передачи ....... 628
П.26.9. Фазосдвигающие цепи ......... 631
П.26.10. Фильтры............... 631
П.26.11. Устойчивость усилителя с обратной
связью................ 635
Приложение 27. Усилители с максимально плоской амплитудно-частотной характеристикой ............... 63G
П.27.1. Усилитель нижних частот с максимально плоской амплитудно-частотной характеристикой ............. бЗб
П.27.2. Полосовой усилитель с максимально плоской амплитудно-частотной характеристикой ............... 638
Приложение 28. Операционный анализ цепей 642
П.28.1. Введение.............. 642
П.28.2. Операционный метод Хевисайда .... 642 П.28.3. Преобразование Лапласа {П.28.9] ... 647 П.28.4. Обратное преобразование Лапласа . . . 649 П.28.5. Использование L-преобразования в задачах о вычислении токов в цепях .... 651 П.28.6- Приложение преобразования Лапласа к
интегральным уравнениям....... 652
П.28.7. Преобразование Лапласа для периодических процессов........... 652
Приложение 29. Преобразование Лапласа . . . 654
Приложение 30. Импульсные усилители . . . 656 П.30.1. Однокаскадный усилитель. Свойства в
области низких частот [П.30.1]..... 657
П.30,2. Свойства усилителя в области высоких
частот ................ 659
П.30.3. Многокаскадные усилители ...... $65
П.30.4. Многокаскадный ?С-усилитель . , . 665 П.30.5. М,ногокаскадный усилитель с простой
коррекцией .............. 667
П.30.6. Усилитель с максимально плоской амплитудно-частотной характеристикой . . 667
Цена: 500руб.
