Незримые пути

Городская телефонная связь. Казалось бы, где здесь романтика? Где здесь полет изобретательской мысли? Ведь все уже сделано. Разве можно что-нибудь придумать совершеннее и умнее современной АТС? Но это совсем не так.

Ты когда-нибудь представлял себе, что делается под землей в большом городе?

Сколько там металла: трубы водопровода, газа, канализации, электрокабели и, наконец, бесчисленное количество телефонных жил — кабелей в свинцовых, железных, бронированных оболочках!

Сколько трудностей испытывают строители и связисты, когда приходится искать место под землей, чтобы проложить новый кабель!

Сейчас под землей гораздо теснее, чем на улицах, где висит паутина трамвайных и троллейбусных проводов.

С каждым днем возрастает потребность в телефонной связи. Строятся новые АТС, всюду прокладываются кабели. А может быть, обратиться к помощи радио?

Но сколько же надо волн, чтобы в каждой квартире работал радиотелефон на своей "собственной" волне! Ведь у каждого телефона есть свой провод, своя линия.

Допустим, что ты выбрал путь инженера-связиста, успешно закончил институт и занялся исследовательской работой.

Тебе поручили замечательную тему под скромным названием: "Проектирование городской АТС на радио частотах".

Попробуем вместе решить эту, не скрою от тебя, очень сложную задачу.

Итак, начинается первый этап проектирования.

Прежде всего надо решить, как же быть с линиями связи. На каких волнах будет работать наша АТС?

Ясно, что не на длинных и не на средних. Не хватит места и в коротковолновом диапазоне. Даже ультракороткие волны нам не помогут. Ведь речь идет о десятках тысяч телефонных радиоаппаратов, а у каждого из них должна быть своя волна.

Нельзя тут обойтись без расчетов. Надо знать, каково должно быть расстояние между соседними волнами, чтобы аппараты не мешали друг другу.

Предположим, что мы выбрали дециметровый диапазон. В современных аппаратах можно получить достаточную устойчивость волны (она не будет, как говорят радисты, "гулять"), поэтому волны могут соседствовать довольно близко.

Но нельзя же отдавать связистам весь дециметровый диапазон, который применяется и в радиолокации и в других областях высокочастотной техники!

Значит, только часть волн можно выделить для АТС, только узкий участок диапазона. А этого связистам окажется мало.

Вот если бы перейти на сантиметровые или, еще лучше, миллиметровые волны и применить их для нашей АТС!

Вполне закономерный вывод. Однако все это не так просто.

Миллиметровые волны еще не вышли за стены лабораторий. Несмотря на то что со времени открытия Лебедева, который их впервые получил и исследовал, прошло несколько десятков лет, а после него с этими волнами работали многие инженеры, практическое использование миллиметровых волн чрезвычайно затруднено. Уж очень капризными они оказались.

Но это не должно нас останавливать. Пройдет несколько лет — и миллиметровые волны еще послужат нам, оставив свой неуживчивый характер в лаборатории.

Итак, решено. Выбран нужный диапазон. Пусть это будут миллиметровые волны.

Если с передачей и приемом миллиметровых волн дело обстоит более или менее благополучно — предположим даже, что инженеры создали надежную и устойчивую аппаратуру, — то с законами распространения этих волн мы не сможем ничего поделать.

Я уже рассказывал об опытах с дециметровыми волнами, когда человек, ставший на пути радиолуча, как бы разрывал линию связи. Идут эти волны прямолинейно, почти не огибая препятствий.

Миллиметровые волны в этом отношении еще хуже: они подчиняются законам света.

Если ты учил в школе этот раздел физики, то запомнил, что "угол падения равен углу отражения". Возможно, ты вычерчивал эти углы на доске, проводил опыты в физическом кабинете, возился с призмами и линзами, не задумываясь над тем, что радиоволны очень высокой частоты отражаются так же, как и лучи света, по тем же законам. Миллиметровые волны преломляются в призмах и, как световые лучи, проходят через линзы. Но только линзы для этих опытов нужны особые.

Вот какие странные волны мы выбрали для нашей АТС.

Встает новая задача, которая влечет за собой немалые неприятности. В городе миллиметровые волны не пройдут через стены домов, так же как не проходит свет уличного фонаря. Для таких волн совершенно необходима прямая видимость. Ты уже читал, что антенны УКВ надо ставить повыше. Ну, а в данном случае речь идет о миллиметровых волнах — значит, это требование особенно важно.

Как получить абсолютно прямую видимость между антеннами наших радиотелефонов и антеннами центральных приемопередатчиков АТС?

Это можно сделать только в том случае, если антенны центральной станции так высоко поднять, чтобы с любой крыши их было видно. Я говорю именно "с крыши", предполагая устанавливать антенны на самых высоких точках зданий. Это очень просто, потому что антенны для наших аппаратов представляют собой маленькие стерженьки с рефлекторами или рупорами.