Средства радиосвязи

Радиосвязь — разновидность беспроводной связи (электросвязи), при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, то есть электромагнитные волны, свободно распространяющиеся в пространстве. Для осуществления радиосвязи в пункте, из которого ведётся передача сообщений (радиопередача), размещают радиопередающее устройство, содержащее радиопередатчик и передающую антенну, а в пункте, в котором ведётся приём сообщений (радиоприём), — радиоприёмное устройство, содержащее приёмную антенну и радиоприёмник. Генерируемые в передатчике гармонические колебания с несущей частотой, принадлежащей какому-либо диапазону радиочастот, подвергаются модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. Модулированные радиочастотные колебания представляют собой радиосигнал. От передатчика радиосигнал поступает в передающую антенну, посредством которой в окружающем антенну пространстве возбуждаются модулированные электромагнитные волны. Распространяясь, радиоволны достигают приёмной антенны и возбуждают в ней электрические колебания, которые поступают далее в радиоприёмник. Принятый радиосигнал очень слаб, т.к. в приёмную антенну попадает лишь ничтожная часть излученной энергии. Поэтому радиосигнал в радиоприёмнике поступает в электронный усилитель, после чего он подвергается демодуляции, или детектированию; в результате выделяется сигнал, аналогичный сигналу, которым были модулированы колебания с несущей частотой в радиопередатчике. Далее этот сигнал (обычно дополнительно усиленный) преобразуется при помощи соответствующего воспроизводящего устройства в сообщение, адекватное исходному.

В месте приёма на радиосигнал могут накладываться электромагнитные колебания от посторонних источников радиоизлучений, способные помешать правильному воспроизведению сообщения и называемые, поэтому помехами радиоприёму.

Распространение радиоволн в открытом пространстве делает возможным в принципе приём радиосигналов, передаваемых по линиям радиосвязи, лицами, для которых они не предназначены (радиоперехват, радиоподслушивание); в этом — недостаток радиосвязи по сравнению с электросвязью по кабелям, радиоволноводам и др. закрытым линиям.

Радиосвязь в интересах военных начала применяться еще задолго до начала Первой мировой войны. Первоначально она применялась там, где использование других видов связи было затруднено, со временем расширяя сферы применения. С началом Второй мировой войны радиосвязь стала неотъемлемым условием управления войсками, силами флота и авиации, а также оружием. А применение ее стало повсеместным.

Радиосредства обладали рядом достоинств:

— возможность установления радиосвязи с объектами, местоположение которых неизвестно;

— возможность установления радиосвязи с объектами через территорию, занятую противником, через непроходимые участки местности, с объектами, находящимися в движении на земле, в воздухе и на море;

— возможность осуществлять передачу информации и сигналов одновременно большому числу корреспондентов, т. е. вести циркулярную связь;

— быстрое установление радиосвязи с корреспондентами, имеющими радиостанции, в том числе и через несколько инстанций вниз.

Вместе с тем радиосредства имели ряд недостатков, которые обязательно должны были учитываться при организации и обеспечении радиосвязи. К ним относятся:

— возможность определения радиоразведкой противника факта радиопередачи, местоположения радиостанции и перехвата содержания переговоров;

— возможность определения радиоразведкой противника по излучению группы радиостанций местоположения пунктов управления (командиров, штабов) с последующим их уничтожением или созданием преднамеренных помех радиосвязи;

— зависимость качества радиосвязи от условий прохождения радиоволн в различное время суток, сезоны года, от наличия преднамеренных и непреднамеренных помех (электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств на пунктах управления);

— снижение на 40–50% дальности радиосвязи при работе радиостанций в движении.

Технической основой организации радиосвязи является радиостанция — один или несколько радиопередатчиков или радиоприемников, или комбинация радиопередатчиков и радиоприемников, включая вспомогательное оборудование, необходимые в определенном месте для организации службы радиосвязи. Радиостанция предназначалась для приёма и/или передачи радиоволн.

Радиостанции классифицировались:

— по степени подвижности – подвижные и стационарные. Оборудование подвижных радиостанций размещалось на автомобилях, на бронеобъектах (бронетранспортерах, тягачах, танках, боевых машинах пехоты и др.). Эти радиостанции также назывались возимыми. Кроме того, к подвижным относились радиостанции, которыми оснащался личный состав подразделений и частей. Эти радиостанции подразделяют на: носимые (переносятся за спиной одним человеком, работают в движении), переносные (переносятся двумя и более радистами, работают только на месте);

— по диапазону волн – сверхдлинноволновые (СДВ, спектр частот 0,003– 0,03 МГц, длина волн 100 000–10 000 м); длинноволновые (ДВ, 0,03–0,3 МГц, 10 000–1000 м); средневолновые (СВ, 0,3–3 МГц, 1000–100 м); коротковолновые (КВ, 3–30 МГц, 100–10 м); ультракоротковолновые (УКВ, 30–300 000 МГц, 10–0,0001 м).

Ультракоротковолновые радиостанции, в свою очередь, подразделяются на следующие подгруппы: метровые (МВ, спектр частот 30–300 МГц, длина волн 10–1 м); дециметровые (ДЦМВ, 300–3000 МГц, 1–0,1 м); сантиметровые (СМВ, 3000–30000 МГц, 0,1–0,001 м); децимиллиметровые (ДЦММВ, 30 000–300 000 МГц, 0,001–0,0001 м);

— по мощности передатчика – малой мощности (до 100 Вт); средней мощности (от 100 Вт до 1 кВт); мощные (от 1 кВт до 10 кВт); сверхмощные (свыше 10 кВт);

— по виду обеспечиваемой связи – телефонные, телеграфные, телефонно-телеграфные, передача данных;

— по количеству каналов – одноканальные и многоканальные;

— по режимам работы – симплексные, дуплексные, полудуплексные. Симплексная радиосвязь – это двухсторонняя радиосвязь, при которой передача и прием на каждой радиостанции осуществляются поочередно. Дуплексная радиосвязь – это двухсторонняя радиосвязь, при которой передача осуществляется одновременно с радиоприемом. Полудуплексная радиосвязь – это симплексная радиосвязь с автоматическим переходом с передачи на прием и возможностью переспроса корреспондента.

Также различали радиостанции и по их назначению: авиационные, танковые, корабельные, станции глушения, станции навигации, контрольные станции и т.д.

В различных звеньях управления применяются радиостанции с различными характеристиками. Чем выше звено управления и, следовательно, больше дистанция связи между пунктами управления, тем более мощными должны быть передатчики радиостанций. Для обеспечения радиосвязи на большие расстояния используются мощные и сверхмощные радиостанции в коротковолновом диапазоне волн. Радиостанции в сверхдлинноволновом диапазоне волн применяются для связи с подводными лодками в подводном положении. В тактическом звене управления в основном применяются УКВ и КВ радиостанции малой и средней мощности. Возимые радиостанции малой мощности устанавливались по одному комплекту на боевых машинах (БТР, танках, тягачах и т. д.) или по несколько в машинах управления.

Радиостанция как технический комплекс состояла, как правило, из следующих основных компонентов: передатчика, приемника, антенно-фидерное устройства, устройства преобразования информации и источника питания. Эти компоненты конструктивно могли выполняться каждый отдельно, или объединяться в одном корпусе с использованием общих электрических схем, используемые как в передатчике, так и в приемнике. Такие радиостанции назывались трансиверами.

Передатчик (радиопередатчик, радиопередающее устройство) — устройство для формирования радиочастотного сигнала, подлежащего излучению. Функционально радиопередатчик состоит из следующих частей: задающий генератор; модулятор; усилитель мощности; цепей согласования импедансом, фильтров, систем защит от аварийных режимов работы, измерения параметров и индикации. Радиопередатчик очень часто используется вместе с радиоприёмником и питающим устройством, вместе весь этот комплекс называется радиостанцией. Самостоятельно радиопередатчики используются в тех областях, где не нужен приём информации в месте её передачи.

Приемник (радиоприёмник) — устройство, соединяемое с антенной и служащее для осуществления радиоприема, то есть для выделения сигналов из радиоизлучения. Во многих случаях антенна и средства воспроизведения конструктивно входят в состав радиоприемника. Радиоприёмные устройства делятся по следующим признакам: по основному назначению (связные, пеленгационные, радиолокационные, для систем радиоуправления и др.); по роду работы (радиотелеграфные, радиотелефонные и т. д.); по виду модуляции, применяемой в канале связи (амплитудная, частотная, фазовая, однополосная, импульсная); по диапазону принимаемых волн (ДВ, СВ, КВ, УКВ); по принципу построения приёмного тракта (детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, регенеративные, сверхрегенераторы, супергетеродинные с однократным, двукратным или многократным преобразованием частоты); по применённой элементной базе (на кристаллическом детекторе, ламповые); по исполнению (автономные и встроенные в состав др. устройства); по месту установки (стационарные, носимые); по способу питания (сетевое, автономное или универсальное). К основным характеристикам приемников относились: чувствительность, избирательность (селективность), уровень собственных шумов, динамический диапазон, помехоустойчивость и стабильность

Антенна (антенно-фидерное устройство) — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн. Антенны в зависимости от назначения подразделяются на приёмные, передающие и приёмопередающие. Антенна в режиме передачи преобразует энергию поступающего от радиопередатчика электромагнитного колебания в распространяющуюся в пространстве электромагнитную волну. Антенна в режиме приёма преобразует энергию падающей на антенну электромагнитной волны в электромагнитное колебание, поступающее в радиоприёмник.

Особое место среди радиостанций занимали устройства радиосвязи, использовавшиеся разведчиками специальных подразделений, войсковыми разведчиками, партизанами и разведовательно-диверсонными группами, заброшенными на вражескую территорию. Такие устройства связи должны были быть надежными, действующими на максимальное расстояние, безопасными для агента, незаметными для окружающих и защищенными от возможного перехвата противником – службой контрразведки страны пребывания. Поэтому передатчики, приемники и трансиверы для таких целей относились к специально подготовленной аппаратуре.

Такая аппаратура появилась уже в 1920-е годы, однако особенно активное ее использование началось во время Второй мировой войны. Оригинальный принцип скрытого хранения и транспортировки шпионского радиопередатчика в обычном на вид «бытовом» чемодане был впервые предложен французскими и немецкими специалистами в конце 1930-х годов. Такой подход был в скором времени по достоинству оценен и принят на вооружение разведками ряда других стран. Такие радиопередатчики и приемники на электровакуумных лампах были достаточно громоздкими, тяжелыми, энергоемкими, но со временем их конструкция существенно улучшилась. Особое внимание уделялось тому, чтобы внешний вид чемоданов не отличался от тех, что использовались в стране пребывания агента. Зачастую радиостанции размещались внутри небольших чемоданов, рюкзаков, мольбертов, детских колясок, продуктовых корзин и т. п. так, чтобы радисты-разведчики, легко могли перевозить ее, не вызывая подозрений у окружающих.

Для достижения надежной связи на максимально возможном удалении практически все агентурные трансиверы конструировались на диапазон частот ~ 1,5–16 МГц. Повышенная дальность связи в этом диапазоне возникала благодаря тоннельному явлению многократного отражения радиоволн от ионосферы и Земли. Мощность агентурных трансиверов ограничивалась источником питания, особенно в полевых условиях, и составляла от нескольких до (реже) десятков ватт. Поэтому в практических условиях агентурной связи решающую роль играла не столько мощность передатчика, сколько конструкция и линейные размеры приемопередающей антенны. Например, если передатчик с одной и той же излучаемой мощностью при использовании штыревой гибкой антенны длиной 2,4 м обеспечивал дальность связи 10 –20 км, то с антенной типа «наклонный луч» дальность возрастала до 200 км, а с дипольной антенной длиной 44 м – до 500 км. Наиболее простой, малозаметной и легко маскируемой направленной антенной являлся «наклонный луч».

Как правило, разведывательная информация передавалась в телеграфном режиме при помощи азбуки Морзе. Телеграфный режим имел существенное преимущество перед телефонным по используемой мощности и помехоустойчивости связи, что позволяло осуществлять устойчивую связь на примерно вдвое большие расстояния. К тому же сообщения, передаваемые кодом Морзе, куда легче зашифровать с большой стойкостью против возможного дешифрования, чем речь (телефонию) при помощи так называемых скремблирующих аппаратов, которые, кроме того, имели невыгодные для оперативного использования массогабаритные характеристики.

Во время войны связь телеграфом осуществлялась исключительно в режимах ручной передачи на ключе и слухового приема в пункте назначения. Скорость передачи в зависимости от квалификации радистов была невысокой – 100–120 знаков в минуту. Лишь в конце Второй мировой войны начались разработки автоматизированных средств ускоренной передачи информации, когда все сообщение буквально выстреливалось в эфир за считанные секунды.

Для передачи информации разведчикам их руководством использовались достаточно мощные радиопередатчики, располагающиеся на своей территории. Зачастую привлекались к этой задаче широковещательные государственные гражданские радиостанции. Это обеспечивало возможность уверенного приема сообщений агентом на расстоянии в несколько тысяч километров даже на обычный, не вызывающий подозрений гражданский бытовой радиоприемник.

С развитием элементной базы агентурная радиоаппаратура существенно уменьшалась в размерах. В годы Второй мировой войны агентурные радиопередатчики часто выполнялись в виде двух-трех отдельных блоков. Модульная конструкция облегчала их скрытое хранение, и в случае необходимости радиостанцию можно было собрать в считанные минуты. Различные модели агентурных трансиверов перед войной и в ее начале интенсивно конструировались в Германии, Англии и США. В этот период Германия была мировым лидером по производству войсковых и агентурных радиостанций. Только для Абвер, начиная с 1938 года, выпускалось более десятка агентурных радиостанций различной излучаемой мощности. С целью уменьшения габаритных размеров и энергопотребления от батарей во многих моделях трансиверов количество электровакуумных ламп в приемнике не превышало трех, причем при работе на передачу могли использоваться всего две из них. Трансиверы с большим количеством радиоламп предпочитали разрабатывать в Соединенных Штатах для связи агентов OSS.

В СССР при разработке малогабаритных радиостанций для военной разведки, отделов и войск НКВД, партизанских отрядов и воздушно-десантных войск, за основу были выбраны лучшие образцы легких малогабаритных радиостанций, предназначавшихся для геологов и полярников. В результате в середине 1941 года под военные нужды была создана переносная 3-ламповая телеграфная КВ-радиостанция «Север», превосходящая лучшие немецкие радиостанции того времени. Всего за годы войны в тыл немецких войск было направлено свыше 7000 таких станций.

Отдельное место в средствах связи занимали радиопеленгаторы и радиомаяки. С их помощь осуществлялась навигация самолетов и морских судов, а также определения месторасположения работы радиостанций, что активно использовалось в борьбе с разведчиками и диверсантами вражеской стороны органами контрразведки. Особой задачей широкодиапазонных (слежечных) приемников являлась радиоразведка – новое направление разведки, появившееся во время Второй мировой войны.

Следует отметить факт наличии на фронтах Второй мировой войны значительного количества радиоприемников фронтового вещания. Практически все армии занимались информированием своих войск и

проведением пропаганды среди личного состава. Для этого применялись, как специально разработанные военные вещательные приемники (Великобритания, Германия, США), так и гражданские модели (Италия, СССР, Франция). Количество таких приемников на фронтах исчислялось десятками тысяч.

Наиболее оснащенной радиосвязью была армия Германии, которая еще в 1936 г. приняла доктрину военной радиосвязи, определявшую номенклатуру радиосредств для различных родов войск, их частотные диапазоны и т.д. Радиосвязь рассматривалась как один из решающих факторов превосходства отдельных броне- и моторизованных частей Германии над аналогичными частями прочих противников, поэтому монтаж устройств передачи и приемных беспроводных аппаратов рассматривался в аспекте «большой» тактической задачи, начиная от применения в пределах отдельного воинского подразделения (взвода, роты, танка), так и до уровня руководства армий. Темпы разработки новых радиосредств в предвоенные годы Германии существенно опережали и СССР, и союзников, благодаря запатентованным изобретениям, во многом определившие развитие радиотехники на многие десятилетия. Помимо производства средств радиосвязи на немецких заводах, их выпускали и десятки заводов на территориях оккупированных стран. Поэтому вооруженные силы Германии за годы войны имели более 2 млн. различных радио приемо-передающих устройств, что составляло треть, от общего числа выпущенных в мире. При этом, Германия поставляла их в значительных количествах почти всем своим союзникам. Необходимо отметить и то, что выпуская новейшие образцы средств радиосвязи, германские военные широко использовали и старые образцы, произведенные в 30-х годах, и трофейные радиостанции.

Второе место по количеству выпущенных средств радиосвязи занимали США, которые к началу войны имели развитую гражданскую промышленность производства устройств радиосвязи. Тем не менее, к началу войны их войска были оснащены устаревшими образцами. И лишь с началом войны, большинство заводов перешло на выпуск военной техники новейших образцов, с постоянным их усовершенствованием. Выпуская некоторые удачные образцы техники по английской документации, США осуществляли многотысячные поставки собственной радиотехники, как Великобритании, та и другим союзникам, включая и договора ленд-лиза. Ориентировочно США выпустили около 1,8 млн. различных радио приемо-передающих устройств.

Развития и выпуск средств радиосвязи в Великобритании находилось в соответствии с требованием времени и соответствовало по количеству запросам военных. По документации английских конструкторов, радиоаппаратура выпускалась в Австралии и Канаде, оставаясь как на вооружении их армий, так и поставлялась вооруженным силам Великобритании. Излишки производства поставлялись союзникам, в т.ч. и СССР. В годы войны было выпущено около 1 млн. единиц радиосвязи.

Обеспечение радиосвязью войск СССР в начале войны было плачевным. Как количественно, так и качественно советские радиостанции существенно отставали от немецких. Кроме того, командование низшего и среднего звена не имело навыков их применения. В авиации и бронетехнике радиостанциями оснащались лишь командирские машины. К середине войны ситуация с использованием радиосвязи постепенно выравнивалась, как за счет собственного выпуска, так и поставок по ленд-лизу. Ориентировочно в годы войны использовалось около 550 тысяч различных радиоустройств, включая 38 тысяч радиостанций и 6 тысяч приемников поставленных из США и 7 тысяч радиостанций из Великобритании. Эти цифры не включают радиостанции, установленные на самолетах, танках и САУ, которые поставлялись в СССР по ленд-лизу.

Италия, Франция и Япония в годы войны находились приблизительно на одном техническом уровне развития средств радиосвязи и выпустили ориентировочно 80, 40 и 120 тысяч радиоустройств соответственно.

Всего в годы войны было использовано около 7,5 млн. различных радио приемо-передающих устройств, в т.ч. почти 1,4 млн. авиационных устройств, более 750 тысяч мобильных станций, около 120 тысяч корабельных устройств и 5,2 млн. переносных радиостанций и вещательных приемников.