Difference between revisions of "Антенная лаборатория"

Latest revision as of 19:57, 19 September 2017

English Russian

В незапамятные времена, когда компьютеры были большие, а программы маленькие, в одном университете средней руки была антенная лаборатория. Для нужд лаборатории было выделен гектар пустыря и сколочена избушка, где сидело несколько сотрудников и хранилось их нехитрое оборудование. Избушку венчало «радиопрозрачное укрытие», которое оказалось не особенно прозрачным, и служило складом материалов, не боящихся холода и конденсации, так как укрытие не отапливалось.

С момента постройки, луг перед лабораторией успел восстановиться в свое естественное состояние. Здесь и там среди некошенной травы белели ромашки, качались колокольчики и желтели лютики. К углу участка трава постепенно сменялась осокой, и росло несколько кустов пушицы. В сегменте дециметрового волновода, который за ненадобностью выставили наружу, гнездились осы. Люди и их антенны не слишком мешали природе, хотя иногда бригаду студентов посылали «уменьшать углы закрытия», то есть вырубать кусты ракиты, которые оказывались на пути сигнала. Однажды такая бригада поймала ежа, и, говорят, на куче хвороста видели гадюку.

Местный климат не особенно благоприятствовал полевой работе. Лето было еще терпимо, но кто же работает летом. Студенты на летние каникулы разъезжались по домам, сотрудники уходили в отпуск, и месяц-другой никто не пугал бабочек-голубянок и стрекоз-люток, порхавших над поникшей травой. С середины сентября небо затягивала серая туча, которая сыпала на землю маленькие крупинки воды. Порой они падали так медленно, что их можно было рассмотреть в воздухе. Вода и земля остывали градусов на 5 в месяц, и к концу года дождь сменялся снегом, таким же мелким и неспешным. Снег лежал до середины апреля, а земля хлюпала под ногами еще недели две. Синоптики, вооруженные гелиографом и массой свободного времени, находили какие-то часы солнечного сияния, но простые люди считали эти часы ошибкой эксперимента. Про такие дела климатолог Кёппен сказал кратко: «Dfb», а сотрудники лаборатории, смотря на план работ и дождь за окном, выражались и покрепче.

Главной задачей лаборатории было измерение параметров микроволновых антенн. Диаграмма направланности антенны размером в 1 метр в X-диапазоне вполне формируется на расстоянии около 100 м от антенны. Под крышу такое не спрячешь, разве что ваша контора захватила бывший Дом Советов и развесила антенны в актовом зале.

Для измерения диаграммы направленности антенну вытаскивали наружу, устанавливали на поворотный стол, включали на прием и измеряли уровень сигнала от источника, который вешали на столб в дальнем углу участка. Но прогресс не стоял на месте, и пока студент-дипломник крутил ручку поворотного стола, поглядывая то на зеркальную шкалу милливольтметра, то на серое небо, в лаборатории установили компьютер, Электронику-60.

Компьютер находмлся в плоской железной коробке с 3 белыми клавишами-клыками: питание, таймер, и пультовый монитор. Внутри коробки был процессор, выполняющий 500K операций в секунду, 56K памяти, интерфейс пультовой пишущей машинки, интерфейс перфоратора и лентопротяжного устройства, а также специальная плата, которая могла читать и выдавать 16 разрядов данных. Последнее устройство было самым интересным. К выходным сигналам подключили ЦАП, а аналоговый сигнал подали на осциллограф. Так был сделан графический дисплей, который успевал показать с приемлемым временем регенерации около 1000 произвольно расположенных точек на экране. Ко входным контактам подключили АЦП, и большие зеркальные милливольтметры оказались не у дел.

Оказалось, что крутить антенну теперь тоже не нужно. Достаточно померить поле около антенны, немного посчитать и получить поле вдали от нее. В домике был выстроен стенд, который таскал туда-сюда маленькую измерительную антенну вдоль большой, исследуемой. Измерительная антенна сидела на каретке, которую двигал вдоль направляющих длинный стальной винт. По сигналу компьютера реле перекидывало пару фаз, и двигатель крутил винт в нужную сторону. План работ больше не зависел от капризов погоды.

Измерение ближнего поля оказалось полезно и само по себе. Щелевая антенна представляет собой прямоугольную медную трубу, в одной из сторон которой пропилены щели. Сделать чистые пропилы получалось не всегда, и на внутренней стороне волновода оставались заусенцы. Если поле у щели отличалось от расчетного, то студент брал плунжер, зубоврачебный крючок, подточенную ножовку и заусенцы устранял. Порой приходилось заниматься этой практической и весьма полезной электродинамикой весь день, не трогая ни карандаша, ни бумаги.

Этот стенд, собранный из доступных материалов, пользовался заслуженной популярностью. Однажды на него пришло посмотреть факультетское начальство. На стенд была установлена щелевая антенна, начищенная не только внутри, но и снаружи. Лишнее барахло убрали в укрытие, студенты надели галстуки, а руководитель — выглаженный лабораторный халат. Место за консолью занял дипломник, автор программы. По его левую руку стоял руководитель с указкой. Всё было готово к приему высоких гостей.

Студент долго набирал замысловатую командную строку, пытаясь показать все возможности системы сразу. Воспользовавшись паузой, руководитель строил логические связи от успеха отдельных сотрудников к успеху лаборатории и обратно. Наконец, команда была набрана, и студент толкнул от себя большую серую клавишу перевода каретки.

Вероятно, пара контактов реле, которое управляло направлением движения, сварилась и осталась замкнутой. По команде компьютера другпя фаза подключилась к той же точке. Раздался оглушительный выстрел, на миг лабораторию залило бело-зеленым светом испарившейся меди, и всё стихло. Только немного звенело в ушах, в темноте двигались послеобразы стенда, и светились круглыми желтыми пятнами экраны панорамных индикаторов.

Впрочем, материальный ущерб был не велик. Электроника не пострадала, реле заменили на более мощные, черную копоть окиси меди вытерли, и стенд был снова готов к работе. Долгие годы он исправно служил на благо образоавния и народного хозяйства. Только начальство там больше не появлялось.

Со спутника видно, что избушка с укрытием еще стоит, от ворот к ней ведет тропинка, а куст ракиты так до конца и не вырубили. Милое поле, что же ты делаешь сейчас?