1.   РАДИОБАЙЛАНЫС

1888 ж орыс ғалымы А. С. Попов электромагниттік толқындар арқылы алыс қашықтықтарға сигнал жеткізудің ғылыми  болжамын ұсынды. Бұл проблеманың  практикалық шешімін ол 1896 ж. тапты. Сол жылдың 24 наурызында Ресейдің физика – химия қоғамының мәжілісінде А. С. Попов әлемінде бірінші рет 250м қашықтықта сымсыз радиограмма арқылы Генрих Герц деген екі сөзді жеткізді.

Поповтың бір мезгілде радиобайланыс идеяларын дамытып, радиоаппаратура жасау мәселесімен италияндық ғалым Г.Маркони  де шұғылданды. Ол 1897 ж.  Электормагнитті толқындарды пайдаланып, хабар таратуға болатындығы жөнінде патентті А. С. Поповтан бұрын алған. Теориялық ізденістер мен практикалық зерттеулер ақпаратты алысқа жеткізуде өлшейтін синусоидалық электормагниттік тербелістердің аса манызды екенін көрсетті. Осыған байланысты ақпарат таратуда шығатын радиотолқынның қуаты жиіліктің төртінші дәрежесіне тура пропорционал, яғни Р ~ V ⁴  болатынын білген жөн. Міне, сондықтан ақпаратты өте алысқа жіберерде, жиілігі үлкен қуатты радиотолқындар пайдаланылады. 1894 ж. Попов генераторлар мен радиотолқындарды қабылдайтын қондырғыларға ұзын сымдарды жалғағанда, радиобайланыстардың жақсаратынын байқады. Осылай радиотаратқыштар мен радиоқабылдағыштардың маңызды бөлігі болып табылатын антенна ойлап шығарылды. Антенна ашық тербелмелі контур болып табылады. Оның электромагниттік өрісі кеністіктің үлкен бөлігін қамтиды. Сондықтан антенна электормагниттік толқындарды жақсы шығара да, қабылдай да алады.

2   РАДИОБАЙЛАНЫС ПРИНЦИПТЕРІ 

Электромагниттік толқындардың қысқа және ұзақтау импульстарынан құралатын телеграф сигналдарын ғана жеткізу емес, онан әрі электромагниттік толқындардың көмегімен сөзді, музыканы жеткізу мүмкіндігі туды, яғни, сенімді және жоғары сапалы радиотелефон байланысы іске асырылды.

Модуляция. Радиотелефон байланысын жүзеге асыру үшін, антенна күшті шығарып тарататын, жиілігі жоғары тербелістерді пайдалану қажет. Жиілігі жоғары өшпейтін гармониялық тербелістерді генератор, мысалы, транзисторлы генератор өндіріп береді. Дыбысты жеткізу үшін осы тербелістерді өзгертеді, яғни басқа сөзбен айтқанда, модуляциялайды. Оны жиілігі төмен электр тербелістерінің көмегімен жасайды. Мысалы, жиілігі жоғары тербеліс амплитудасын дыбыстыкіндей жиілікпен өзгертуге болады. Бұл тәсілді амплитудалық модуляция дейді де, ал жиілік өзгерсе жиіліктік модуляция деп атайды.

Детектирлеу. Қабылдағыш ішінде жиілігі жоғары модуляцияланған тербелістерден жиілігі төмен тербелістерді айырып, бөліп алады. Сигналды осылай түрлендіру процесін детектирлеу деп атайды.Детектирлеу нәтижесінде алынған сигнал, хабарлағыштың микрофонына әсер еткен дыбыс сигналына сәйкес болады. Жиілігі төмен электр тербелістерін күшейтіп алып, дыбысқа айналдырады және басқа мақсаттар үшін де пайдаланады.

3   РАДИОТОЛҚЫНДАРДЫҢ ТАРАЛУЫ

Жиіліктің атауы	Толқындардың атауы	Жиіліктер	Толқын ұзындығы	Қолданылуы
Өте төменгі	Милиметрлік, өте жоғары	3-30кГц	100-10км	Су асты кемелер, радионавигацияда метерологиялық байланыс үшін
Төменгі	Километрлік, ұзын	3-30кГц	10-1км	Радио хабарларын 1500-1600м  диапазонында тарату мақсатында
Орташа	Гектометрлік, орташа	300кГц-3МГц	1км-100м	Радио хабарларын тарату 600-200м диапазонында тарату
Жоғары	Декаметрлік, қысқа	3МГц-30МГц	100м-10м	Радио хабарларын   75-16м диапазонында тарату мақсатында
Өте жоғары	Метрлік, ультрақысқа	30МГц-300МГц	10м-1м	Телевидение, радиолакация
Ультра жоғары	Дициметрлік	300МГц-3ГГц	1м-10см	Радиорелелі байланыс,  телевидение, радиолакацияда
Шекті жоғары	Сантиметрлік	3ГГц-30ГГц	1см-1см	Өте жоғарғы жиілікті техника, спутник көмегімен космостықтық байланыста, радиоастрономияда
Гипержоғары	Миллиметрлік	30ГГц-300ГГц	1см-1мм	Радиоспектрлік
	Дицимиллиметрлік, субмилиметрлік	300ГГц-3ТГц	1мм-0,1мм	Космостық байланыста
	Ұзын инфрақызыл толқын	3ТГц-30ТГц	0,1мм-10мкм	ИК-локация, байланысында
	Қысқа  инфрақызыл толқын	30ГГц-300ГГц	10мкм-1мкм	ИК — локация, байланысында, физикалық зерттеулерде
	Жақын инфрақызыл толқындар,оптикалы толқындар, жұмсақ ультракүлгін	300ГГц-3000ГГц	1мкм-0,1мкм	Оптикалық сызықтар көмегімен лазерлік байланыстарда
	Ренген сәулеленуі	<3000ГГц	>0,1мкм	Квантты генераторлардың ренгендік сәулеленуінде

4   РАДИОТОЛҚЫНДАРДЫҢ ҚОЛДАНЫЛУЫ 

Кез - келген электормагниттік сәулелер сияқты радиотолқындар да өздері түскен беттен кері шағыла алады. Бұл құбылысты алыстағы денелерді радиотолқындар арқылы анықтайтын радиолокацияда қолданады. Радиолакация арқылы нысанның қозғалу жылдамдығын және одан бақылаушыға дейінгі арақашықтықты табуға болады. Ол үшін кеңістіктің белгілі бір аймағына бағытталған электромагниттік сигнал тарататын арнайы радиотелескоптың антеннасы қолданылады.

Телехабар. Телехабарлық  радиосигналдар тек ультрақысқа толқын диапозонында ғана жіберіледі. Осындай толқындар әдетте антеннаның тікелей көру шегінде ғана тарайды. Сондықтан телехабармен үлкен атырапты қамту үшін телехабар таратқыштарды жиірек орналастыру және олардың антенналарын жоғарырақ көтеру керек.

Радиорелелі байланыстың сымдарында (линия) ультрақысқа толқындар пайдаланады. Осы толқындар тікелей көріну шегінде тарайды. Сондықтан сымдар шағын қуатты радиостанциялар тізбегінен құралады да, әрқайсысы сигналды көршілеріне эстафета  бойынша  дерлік жеткізіп отырады.

Космостық радиобайланыс саласындағы жетістіктер «Орбита» делінетін жаңа байланыс жүйесін жасап шығаруға мүмкіндік берді. Бұл жүйеде ретрансляциялық байланыс спутнигі пайдаланады. «Молния» сериялы байланыс спутниктері аса созылыңқы орбитаға жіберіледі. Олардың айналыс периоды шамамен 12 сағ.

Телеграф пен фототелеграф сияқты едәуір ескі байланыс құралдары да жетілдіріліп жаңа мақсаттар үшін қолданылатын болды.

5   СИГНАЛДЫҢ БЕРІЛУІ

Сигнал (французша – Signal — белгі) – қандайда, оқиға, құбылыс  нысананың  күйі жөніндегі    хабарды   тасымалдаушы, не  басқару командасын, хабарландыруды тағы  басқа, жеткізуші физикалық процесс немесе  құбылыс.

Сигнал өзінің табиғатына қарай :

1) Механикалық ( деформация,  P-ның өзгеруі )

2) Жылулық ( температураның  өзгеруі )

3) Жарықтық ( жарқыл көзге көрінбеитін бейне )

4) Электрлік ( U-ң,  I- ң өзгеруі )

5) Электромагниттік ( радиотолқындар )

6) Дыбыстық ( акустик, тербелістер  т.б)

Жиілік, амплитуда, фазаның  өзгеруі  арқылы  үздіксіз сигналдың  диспретті  сигналдарға  түрленуі сигналдың  квантталуы  деп аталады.  Сигнал ұғымы алғаш рет кибернетикада  тұжырымдалды.

6 СИГНАЛ  ТҮРЛЕРІ

Сигналдың түрлері аналогты (үздіксіз),  дискретті (үздікті) болып келеді. Телеграф сигналы - дискретті, дауыс сигналы – аналогты болады.

Адам сөйлегенде  дауыс  жилігі  80Гц – тен 12 000Гц, ал есту  мүмкіншілігі 16Гц – тен 20 000Гц аясында болады. Дауыс сигналын байланыс жолымен тарату үшін оның  жиілік  аясы     300Гц – тен 3400Гц – ке дейін    болғанда,  сөйлеген  дыбыс деңгейінің  90%, ал сөздің есту анықтылығы  99% табиғи  үнін сақтайды.

7   АНАЛОГТЫ ЖӘНЕ ЦИФРЛЫҚ СИГНАЛДАРМЕН ХАБАР ТАРАТУДЫҢ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Телеграф  алғашқы күннен бастап  цифрмен жұмыс істеді. Алғашқы  телеграфта пайдаланылған  МОРЗЕ әліппесінде «нүкте» мен «сызықша» белгілері  кейіннен екі цифрлы «0» мен «1» — ге аусты. Телефонмен  байланыс  көпке дейін аналогты басып келеді. Аналогты жүйенің  уақыт сұранысын  қанағаттандыра алмауы жаңа цифрдық  технологиялық өркендеуіне жол ашты. Төменде аналогты және цифрлық сигналдармен хабар таратудың салыстрмалы кейбір ерекшеліктері көрсетілген:

Аналогты сигнал:

1.          Формасы күрделі

2.          Бұрмаланған аналогты сигналды түзету қиын, көп жағдайда мүмкін емес

3.      Байланыс жолында әлсіреген аналогты сигналдар алғашқы қалпына келтірмей тек күшейтуге      болады.

4.          Байланыс арнасын тығыздау мен топтау жиілікпен анықталады.

5.          Көпшілікке көрсететін қызметі шектеулі.

6.          Жылдамдығы Гц-пен есептеледі.

7.          Элементтік базалары күрделі.

       Цифрлық сигнал:

1.          Көбінесе 2-3 деңгейлі.

2.          Қатесін табуға және оны түзетуге болады.

3.        Байланыс жолында әлсіреген  цифрлық сигналдарды алғашқы қалпына келтіріп,сонан кейін күшейтуге болады.

4.          Байланыс арнасын тығыздау мен топтау уақытпен орындалады.

5.          Көрсететін қызметі әртүрлі.

6.          Жылдамдығы есептеледі.

7.        Интегралды микросхемаларды пайдалану мүкіншілі жоғары.Байланыс жолында әлсіреген  цифрлық  сигналдарды алғашқы қалпына келтіріп,сонан кейін күшейтуге болады.

4.          Байланыс арнасын тығыздау мен топтау уақытпен орындалады.

5.          Көрсететін қызметі әртүрлі.

6.          Жылдамдығы есептеледі.

7.          Интегралды микросхемаларды пайдалану мүкіншілі жоғары.

1.8   ЦИФРЛАП ТАРАТУ

 Цифрлап тарату жүйесінің жұмыс тәртібі  3 — суретте көрсетілген. Микрофоннан (1) алынатын дауыс сигналы аналогы, сондықтан ол аналогты цифрға түрлендіруші (АЦК)   құрылғанда (2) цифрланып, таратушы (4) арқылы байланыс жолымен (5) қабылдаушы құрылғыда (6) келеді. Сонан кейін кері кодтаушы (7) және цифрды аналогқа түрлендіруші (ЦАТ) (8) құрылғанда, цифрлық сигнал қайтадан аналогқа түрлендіріп, тұтынушыға беріледі.

Байланыста сөйлесу сапасын сақтау үшін анологты дауыс сигналы 300 Гц — тен  3400 Гц — ке дейінгі жиілік аясында таратылса, цифрлық дауыс сигналы  64Кбайт/сек жылдамдықпен таралады, бұл арна негізгі цифрлық арна деп аталады. Аналогты дауыс сигналын цифрлық сигналға  түрлендіру импульсі кодтық модуляция деп аталады. Дауыс сигналын тарату үшін А.Ризе жүйесін пайдалану мүмкіншілігі 1937 жылы француз ұсынған болатын. ИКМ жүйесі 1940 жылдары  радиолакация саласында қарқынды дамыды. Алайда цифрлық технологияның баяу даму салаларынан оның бұқаралық байланыс саласында пайдалану  мүмкіншілігі шектеулі болды.