ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Музыка сфер
Любительский радиоприем не ограничивается поиском в эфире различных, в том числе самых далеких, радиостанций. Когда надоедает слушать радиопередачи и смотреть ТВ, хочется чего-нибудь естественного: красивых видов природы, шума ветра, журчания воды, пения птиц. К удивительным явлениям природы относятся и естественные радиоизлучения нашей планеты. Их можно послушать в ОНЧ — особо низкочастотном диапазоне радиоволн, то есть на звуковых частотах!
Дальность распространения сверхдлинных радиоволн огромна — сотни тысяч километров. Эти волны распространяются как бы в волноводе, образованном поверхностью Земли и ионосферой на высоте 70… 100 км. Оба слоя на ОНЧ оказываются хорошими проводниками, а слой воздуха между ними — хорошим изолятором.
Импульсы радиоизлучения от ударов молний при тропических грозах, например, достигают наших широт иногда в сильно искаженном виде. Из-за дисперсии (неодинаковых условий распространения для различных частот спектра) вместо короткого треска мы слышим что-то подобное звуку гонга или довольно длинный свист понижающегося тона — так называемый свистящий атмосферик.
«ОНЧ-хоры», «Шипения», «Львиный рык» — эти названия присвоены разным естественным сигналам за их характерные особенности. Большинство естественных низкочастотных излучений возникает, когда в магнитосферу Земли врывается поток заряженных частиц, излучаемых при вспышках на Солнце. Они же вызывают магнитные бури, полярные сияния, нарушения радиосвязи на коротких волнах и многие другие явления. Не исключено влияние «космической погоды» на нашу обычную, земную.
Атмосферики были услышаны как помехи сразу же после возникновения радио. Но свистящие атмосферики регистрировались и ранее на длинных проводных линиях связи. В последние годы интерес к приему естественных «голосов» Земли чрезвычайно возрос в связи с успехами геофизических наук и расширением наших знаний о радиационных поясах и магнитосфере Земли, расположенных еще выше ионосферы. Радиолюбители самостоятельно конструируют приемники для прослушивания ОНЧ-эфира и организуют экспедиции в удаленные районы с низким уровнем помех.
Особый энтузиаст такого «натурального радио», Стив Мак-Гриви, живущий в Америке, оборудовал даже свой микроавтобус целой лабораторией и выезжает послушать атмосферики в удаленные районы, включая Северную Канаду. Его коллекция записей на магнитную ленту и диски уникальна. Стив разработал простой приемник, вполне доступный для повторения даже начинающим радиолюбителям (см. рис. 1).
Схема приемника немного модифицирована под отечественные радиодетали. Он представляет собой двухкаскадный УЗЧ с высоким входным сопротивлением, подходящим для работы со штыревыми антеннами высотой от 1,5 до 4 м (отрезок изолированного провода, поднятый на удочке или закинутый на ветку дерева).
Высокое входное сопротивление обеспечивает полевой транзистор VT1. Стабилитрон VD1 служит для защиты от статического электричества, конденсатор С2 ослабляет помехи от радиостанций. Этой же цели служит межкаскадный фильтр нижних частот L1, С5, С6, срезающий все шумы и помехи с частотами выше 6…8 кГц.
Второй каскад на биполярном транзисторе VT2 собран по стандартной схеме усилителя напряжения. Требуемое усиление устанавливают потенциометром R9.
На выходе приемника можно включить высокоомные телефоны или экранированный кабель, соединяющий приемник со входом магнитофона. В этом случае вы можете слушать эфир через громкоговоритель магнитофона, а наиболее интересные сигналы — записать.
Поскольку приемник имеет большое усиление, надо исключить все возможные паразитные связи его входа с выходом, приводящие к самовозбуждению. Плату приемника нужно поместить в металлический корпус, соединенный с общим проводом — «землей». Возможно, придется экранировать и шнур наушников.
Пример конструктивного выполнения подобного приемника со встроенной батареей питания, наушниками и телескопической штыревой антенной показан на приведенной фотографии.
Спектрограмма атмосфериков.
Слева направо: короткий щелчок (spheric), свистящий атмосферик (whistler), звенящий звук, вызванный многократными отражениями от ионосферы (tweek).
Самый простой приемник ОНЧ-сигналов предложил наш радиолюбитель Игорь Григоров. Для изготовления приемника надо параллельно воспроизводящей головке любого плейера присоединить рамочную антенну — кольцо провода диаметром метров 20…30, сделав двухконтактный разъем. Антенну раскладывают на земле или подвешивают на кустах, ветках деревьев. Делать это можно только на природе, вдали от линий электропередачи. В городе прием невозможен из-за сильного фона переменного тока и индустриальных помех.
Снимок сильного полярного сияния, сопровождавшегося сильными ОНЧ-излучениями.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
* * *
ПОПРАВКА
В «ЮТ» № 1 за 2009 г. на стр. 15, в третьем абзаце сверху вместо слова «протон» следует читать «позитрон». Приносим извинения за ошибку.