Отец телевізійного кабелю

Отец телевізійного кабелю

Давид Шарле.

Среди учених так званої першої хвилі російської еміграції чимало імен. Авіаконструктор І. І. Сікорський, найбільший фахівець у області теоретичної і прикладної механіки академік З. П. Тимошенко, «великий піонер каталітичних реакцій «академік У. М. Ипатьев, «батько телебачення «У. До. Зворикін… Один із місць у цьому славнозвісному ряду з права належить чудовому вченому, видатному теоретику у сфері електрозв’язку Сергію Олександровичу Щелкунову.

К жалю, його ім'я і у розвитку техніки зв’язку довгі роки замовчувалися.

Сергей Щелкунов народився Самарі в 1897 р. Студент Московського університету, мобілізований по-білому армію, пройшов з ним всю Сибір і опинився у Манчжурии. Потім — Японія та, нарешті, в 1921 р. — США. Там продовжив своє навчання, отримавши з часом учений ступінь бакалавра, та був і магістра математики Вашингтонському університеті. У 1928 р. в Колумбійському університеті Сергій Щелкунов захистив докторську дисертацію.

В 1934 р. учений розробив класичну електромагнітну теорію коаксіальних ліній і циліндричних екранів, показавши унікальне властивість коаксіальних кабелів — підвищення захищеності їх ланцюгів від взаємного впливу зі зростанням частоти (на противагу симетричним кабелям).

По значимістю для електрозв’язку теорію Щелкунова можна порівняти з теорією потенційної помехоустойчивости в радіозв'язку, розробленої академіком У. А. Котельниковым у його докторську дисертацію 1947 р.

Чтобы зрозуміти революційну суть зробленого Щелкуновым, звернімося до історії електрозв’язку. Телеграфні кабелі складалася з сукупності одиночних жив і «працювали », як, по однопроводной несиметричною схемою — зворотним дротом кожної телеграфної ланцюга служила земля. З винаходом й створенням телефонних кабелів зменшення взаємних і зовнішніх впливів перейшли на симетричні двухпроводные ланцюга.

Вся історія розвитку систем зв’язку характеризується прагненням найефективніше використовувати кабельні ланцюга, якщо вони утворені мідними токопроводящими жилами або ж, що тепер, кварцовими светопроводящими оптичними волокнами. Найбільш ефективно — з кожної парі жив передавати якнайбільше телефонних розмов (каналів), т. е. застосувати зване багатоканальне ущільнення ланцюгів. Щоб забезпечить нормальну якість телефонної розмови, потрібно передавати лінією струми частот від 300 до 3400 гц. Тому на згадуваній один телефонний канал відводиться (з запасом) смуга частот на чотири кГц.

Исторически перша система ущільнення, впроваджена 1930 р., була двухканальной. За нею йдуть 4-канальная, 12-канальная зі спектром переданих частот 12 — 60 кГц, далі 24-канальная (12 — 108 кГц), 60-канальная (12 — 252 кГц) і, нарешті, 120-канальная (12 — 252 і 312 — 552 кГц).

Дальнейшему збільшення частот передачі й, отже, зростання кількості каналів перешкоджало те що взаємовплив симме розмовах.

Согласно теорії Щелкунова соосное розташування в коаксіальних парах обох циліндричних провідників обумовлює різне розподіл електричного поля була в них. У результаті поверхового ефекту щільність струму у внутрішньому провіднику зростає у напрямі його зовнішньої поверхні, тоді як у зовнішньому, навпаки, струм концентрується переважно у поверхні. Що передана по коаксиальной парі частота, тим більше ефект перерозподілу струмів. Завдяки цьому струм перешкод від сусідніх коаксіальних пар дедалі менше змішується під робочою струмом, отже, його вплив на якість передачі слабшає і взаємна вплив між коаксиальными парами зменшується. Отже, зовнішній провідник коаксиальной пари одночасно служить її екраном.

В 1935 р. Щелкунов (із своїми колегами — авторами ідеї застосування коаксіальних кабелів для ліній зв’язку Л. Эспеншидом й О. Эффелем) висловив припущення, що у коаксиальному кабелю можна передавати телебачення чи 200 телефонних розмов одночасно. Дійсність повністю підтвердила зроблений їм прогноз: техніка коаксіальних кабелів продемонструвала стрімкий розвиток — від 224 каналів і спектра частот 1 МГц до 10 800 каналів з кожної коаксиальной парі і спектра частот 60 МГц.

Экономическую ефективність коаксіальних кабелів ілюструють показники витрати міді на 1 канало. км: для симетричній ланцюга при 120-канальной системі передачі - 340 р, а коаксиальной ланцюга при 10 800-канальном ущільнення — всього 22 р.

Коаксиальный кабель — єдиний тип кабелю, яким поруч із телефонними розмовами можна було передавати телевізійні програми, передбачивши кожному за виду передачі певне (парне) число коаксіальних пар. У 60-ті роки передача телемовлення по коаксиальным кабелям здійснювалася між європейськими країнами, включаючи Радянський Союз перед, мережами Євробачення і Інтербачення.

Дальнейшего розвитку коаксиальные кабелі не отримали, т. до. у 80-ті рр. змінюють електричним кабелям почали надходити волоконно-оптичні - световодные кабелі, від початку змінили ідеологію побудови ліній зв’язку.

Однако заслуги З. А. Щелкунова не вичерпуються лише створенням теорії коаксіальних ліній. Працюючи ув американській телеграфної і телефонної компанії AT&T («Bell Systems »), він також стояв біля витоків створення волноводов, розробив математичну теорію електромагнітного поля була в них, визначив можливі типи електромагнітних хвиль (мод), переданих по волноводам різноманітних (циліндричним, прямокутним, эллиптическим та інших.), було використано у різних систем зв’язку і радіолокації. У цьому Щелкунов математично обгрунтував унікальне властивість симетричній магнітної хвилі Н01, коефіцієнт загасання якої для розповсюдження по циліндричним волноводам зменшується зі зростанням частоти, на відміну інших хвиль (рис. 4). Так, на частоті 15 000 МГц (15 ГГц) згасання хвилі в Н01 всемеро меер Сергій Олександрович Щелкунов 2 травня 1992 р. у віці 95 років.

Опубликованная їм у 1934 р. у журналі «Bell Systems Technical Journal «(v.13) фундаментальна стаття лягла основою всіх вітчизняних монографій, і підручників із коаксиальным кабелям. На жаль, під впливом ідеологічних догм ні з цих підручниках нічого й монографіях, ні з виданнях Великий Радянської Енциклопедії ім'я З. Щелкунова не згадувалося. Настав час відновити історичну справедливість.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайту internet.