무선 전자공학의 개념. 무선 공학 및 전자 발전 단계 정보 전송 및 수신의 기본 원리

무선공학의 역사와 발전

전자 공학의 주제는 국가 경제의 다양한 분야를 위한 장치, 시스템 및 설비에 전자, 이온 및 반도체 장치를 사용하는 이론과 실습입니다. 전자 장비의 유연성, 빠른 속도, 정확성 및 감도는 과학 및 기술의 여러 분야에서 새로운 기회를 열어줍니다.

라디오(라틴어 "radiare"에서 유래 - 광선을 방출하다, 방출하다) -

1). 러시아 과학자 A.S. 1895년 포포프;

2). 이 방법의 기초가 되는 물리적 현상 연구와 통신, 방송, 텔레비전, 위치 등에 대한 사용과 관련된 과학 및 기술 분야입니다.

위에서 언급했듯이 라디오는 러시아의 위대한 과학자 Alexander Stepanovich Popov에 의해 발견되었습니다. 라디오가 발명된 날짜는 1895년 5월 7일로 간주됩니다. 포포프는 상트페테르부르크에서 열린 러시아 물리화학학회 물리학부 회의에서 자신의 무선 수신기 작동에 대해 공개 보고하고 시연했습니다.

라디오 발명 이후 전자공학의 발전은 무선전신, 무선공학, 전자공학 자체의 세 단계로 나눌 수 있다.

첫 번째 기간(약 30년) 동안 무선전신이 개발되었고 무선공학의 과학적 기초가 개발되었습니다. 무선 수신기의 설계를 단순화하고 감도를 높이기 위해 다양한 유형의 간단하고 신뢰할 수 있는 고주파 진동 감지기인 감지기에 대해 여러 국가에서 집중적인 개발 및 연구가 수행되었습니다.

1904년에 최초의 2전극 램프(다이오드)가 제작되었으며 여전히 고주파 발진 검출기와 기술 주파수 전류 정류기로 사용되고 있으며 1906년에는 카보런덤 검출기가 등장했습니다.

1907년에는 3전극 램프(3극관)가 제안되었습니다. 1913년에는 램프 재생 수신기용 회로가 개발되었으며 3극관을 사용하여 연속적인 전기 진동이 얻어졌습니다. 새로운 전자 발전기를 사용하면 스파크 및 아크 라디오 방송국을 튜브 방송국으로 교체할 수 있어 무선 전화 문제가 실질적으로 해결되었습니다. 무선 공학에 진공관이 도입되기 시작한 것은 제1차 세계 대전이었습니다. 1913년부터 1920년까지 무선 기술은 진공관 기술로 바뀌었습니다.

러시아 최초의 라디오 튜브는 N.D. 1914년 상트페테르부르크에서 파팔렉시. 완벽한 펌핑이 이루어지지 않았기 때문에 진공이 아닌 가스(수은 포함)로 채워져 있었습니다. 최초의 진공 수신 및 증폭 튜브는 1916년 M.A.에 의해 제조되었습니다. Bonch-Bruevich. 1918년 Bonch-Bruevich는 Nizhny Novgorod Radio Laboratory에서 가정용 증폭기 및 발전기 라디오 튜브 개발을 주도했습니다. 그런 다음 광범위한 활동 프로그램을 통해 국내 최초의 과학 및 무선 공학 연구소가 설립되었으며, 이로 인해 많은 재능 있는 과학자와 젊은 무선 공학 애호가들이 무선 분야에서 일하도록 끌어당겼습니다. Nizhny Novgorod 실험실은 무선 전문가의 진정한 대장장이가 되었으며, 무선 엔지니어링의 많은 영역이 이곳에서 탄생했으며 나중에 무선 전자 장치의 독립 섹션이 되었습니다.

1919년 3월, RP-1 전자관의 대량 생산이 시작되었습니다. 1920년에 Bonch-Bruevich는 구리 양극과 최대 1kW의 전력을 갖춘 수냉식을 갖춘 세계 최초의 발전기 램프 개발을 완료했으며, 1923년에는 최대 25kW의 전력을 갖춘 발전기 램프 개발을 완료했습니다. Nizhny Novgorod 라디오 연구소 O.V. 1922년 Losev는 반도체 장치를 사용하여 무선 신호를 생성하고 증폭할 수 있는 가능성을 발견했습니다. 그는 튜브리스 수신기인 Kristadin을 만들었습니다. 그러나 그 당시에는 반도체 재료를 생산하는 방법이 개발되지 않았으며 그의 발명품이 널리 퍼지지 않았습니다.

두 번째 기간(약 20년) 동안 무선 전신은 계속 발전했습니다. 동시에 무선전화와 무선방송이 널리 개발, 활용되었고, 무선항법과 무선측위도 창안되었다. 다양한 전자 및 이온 장치의 생산을 마스터한 전기 진공 기술의 성과 덕분에 무선 전화에서 전자기파의 다른 응용 분야로의 전환이 가능해졌습니다.

장파에서 단파와 중파로의 전환과 슈퍼헤테로다인 회로의 발명으로 인해 3극관보다 더 발전된 램프를 사용해야 했습니다.

1924년에는 2개의 그리드(4극관)를 갖춘 차폐 램프가 개발되었으며, 1930년부터 1931년까지 개발되었습니다. - 5극관(3개의 그리드가 있는 램프). 전자관은 간접적으로 가열된 음극으로 제조되기 시작했습니다. 특별한 무선 수신 방법을 개발하려면 새로운 유형의 멀티그리드 램프(1934~1935년 혼합 및 주파수 변환)가 필요했습니다. 회로의 램프 수를 줄이고 장비의 효율성을 높이려는 욕구가 결합된 램프의 개발로 이어졌습니다.

초단파의 개발 및 사용은 알려진 전자 튜브(도토리형 튜브, 금속-세라믹 3극관 및 비컨 튜브 등장)의 개선뿐만 아니라 전자 흐름 제어의 새로운 원리를 갖춘 전자 진공 장치(다공동 마그네트론)의 개발로 이어졌습니다. , 클라이스트론, 진행파관. 전자 진공 기술의 이러한 성과는 레이더, 무선 항법, 펄스 다중 채널 무선 통신, 텔레비전 등의 개발로 이어졌습니다.

동시에 가스 내 전자방전을 이용한 이온소자 개발도 이루어졌다. 1908년에 발명된 수은 밸브는 크게 개선되었습니다. Gastron (1928-1929), thyratron (1931), 제너 다이오드, 네온 램프 등이 나타났습니다.

이미지 전송 방법 및 측정 장비의 개발은 다양한 광전 장치(광전지, 광전자 증배관, 전송 텔레비전 튜브)와 오실로스코프, 레이더 및 텔레비전용 전자 회절 장치의 개발 및 개선을 동반했습니다.

이 기간 동안 무선 공학은 독립적인 공학 과학으로 변모했습니다. 전기 진공 및 무선 산업이 집중적으로 발전했습니다. 무선 회로를 계산하기 위한 공학적 방법이 개발되었으며 광범위한 과학 연구, 이론 및 실험 작업이 수행되었습니다.

그리고 마지막 시기(60~70년대)는 반도체 기술과 전자 그 자체의 시대이다. 전자공학은 과학, 기술, 국가 경제의 모든 분야에 도입되고 있습니다. 과학의 복합체인 전자공학은 전파 물리학, 레이더, 전파 항법, 전파 천문학, 전파 기상학, 전파 분광학, 전자 컴퓨팅 및 제어 기술, 원거리 무선 제어, 원격 측정, 양자 무선 전자 등과 밀접한 관련이 있습니다.

이 기간 동안 전기 진공 장치의 추가 개선이 계속되었습니다. 강도, 신뢰성 및 내구성을 높이는 데 많은 관심을 기울입니다. 베이스리스(핑거형) 및 초소형 램프가 개발되어 다수의 무선 램프를 포함하는 설치 공간의 크기를 줄일 수 있습니다.

고체 물리학 및 반도체 이론 분야에서 집중적인 연구가 계속되었으며, 반도체 단결정을 생산하는 방법, 정제 방법 및 불순물 도입 방법이 개발되었습니다. 소련 학자 A.F. Ioffe 학교는 반도체 물리학 발전에 큰 공헌을 했습니다.

반도체 소자는 50~70년대에 국가 경제의 모든 영역으로 빠르고 광범위하게 확산되었습니다. 1926년에는 산화구리로 만든 반도체 AC 정류기가 제안되었습니다. 나중에 셀레늄과 황화구리로 만든 정류기가 등장했습니다. 제2차 세계대전 중 무선 기술(특히 레이더)의 급속한 발전은 반도체 분야 연구에 새로운 자극을 주었습니다. 실리콘과 게르마늄을 기반으로 한 마이크로파 교류 정류기가 개발되었고 나중에 평면 게르마늄 다이오드가 등장했습니다. 1948년 미국 과학자 Bardeen과 Brattain은 전기 진동을 증폭하고 생성하는 데 적합한 게르마늄 점-점 삼극관(트랜지스터)을 만들었습니다. 나중에 실리콘 포인트 삼극관이 개발되었습니다. 70년대 초반에는 점점형 트랜지스터가 실질적으로 사용되지 않았으며, 트랜지스터의 주요 형태는 1951년에 처음 제조된 평면형 트랜지스터였다. 1952년 말에는 평면형 고주파 사극관, 전계효과 트랜지스터 등이 등장했다. 반도체 장치의 종류가 제안되었습니다. 1953년에는 드리프트 트랜지스터가 개발됐다. 이 기간 동안 반도체 재료 처리를 위한 새로운 기술 프로세스, p-n 접합 제조 방법 및 반도체 장치 자체가 널리 개발되고 연구되었습니다. 70년대 초반에는 평면 및 드리프트 게르마늄 및 실리콘 트랜지스터 외에도 터널 다이오드, 제어 및 비제어 4층 스위칭 장치, 포토다이오드 및 포토트랜지스터, 배리캡, 서미스터 등 반도체 재료의 특성을 이용하는 다른 장치도 널리 사용되었습니다. .

반도체 장치의 개발 및 개선은 동작 주파수의 증가와 허용 전력의 증가로 특징지어집니다. 첫 번째 트랜지스터는 제한된 성능(수백 킬로헤르츠 정도의 최대 작동 주파수와 100~200mW 정도의 소산 전력)을 갖고 있었으며 진공관의 일부 기능만 수행할 수 있었습니다. 동일한 주파수 범위에 대해 수십 와트의 전력을 가진 트랜지스터가 생성되었습니다. 나중에 최대 5MHz의 주파수에서 작동하고 5W 정도의 전력을 소비할 수 있는 트랜지스터가 만들어졌으며 이미 1972년에 100W에 도달하는 소비 전력으로 20~70MHz의 작동 주파수용 트랜지스터 샘플이 만들어졌습니다. 이상. 저전력 트랜지스터(최대 0.5~0.7W)는 500MHz 이상의 주파수에서 작동할 수 있습니다. 나중에 약 1000MHz의 주파수에서 작동하는 트랜지스터가 나타났습니다. 동시에 작동 온도 범위를 확장하는 작업도 수행되었습니다. 게르마늄을 기반으로 만들어진 트랜지스터는 처음에 작동 온도가 +55 ¸ 70 ° C 이하이고 실리콘 기반 트랜지스터는 +100 ¸ 120 ° C 이하였습니다. 나중에 생성된 갈륨비소 트랜지스터 샘플은 최대 +250°C의 온도에서 작동하는 것으로 밝혀졌으며 작동 주파수는 결국 1000MHz로 증가되었습니다. 최대 350°C의 온도에서 작동하는 카바이드 트랜지스터가 있습니다. 70년대에는 트랜지스터와 반도체 다이오드가 진공관보다 여러 면에서 우수했고, 결국 전자 분야에서 이들을 완전히 대체하게 되었습니다.

수만 개의 능동 및 수동 구성 요소로 구성된 복잡한 전자 시스템 설계자는 전자 장치의 크기, 무게, 전력 소비 및 비용을 줄이고 성능 특성을 개선하며 가장 중요한 것은 높은 작동 신뢰성을 달성해야 하는 과제에 직면해 있습니다. 이러한 문제는 개별 구성 요소의 전체 또는 부분 제거로 인해 초소형 설계에서 전자 장비의 설계 및 제조와 관련된 광범위한 문제 및 방법을 다루는 전자 분야인 마이크로 전자 공학에 의해 성공적으로 해결됩니다.

초소형화의 주요 추세는 전자 회로의 "통합"입니다. 불가분하게 연결된 전자 회로의 많은 요소와 구성 요소를 동시에 제조하려는 욕구. 따라서 마이크로일렉트로닉스의 다양한 분야 중에서 현대 전자기술의 주요 분야 중 하나인 집적 마이크로일렉트로닉스가 가장 효과적인 것으로 나타났다. 요즘에는 초대형 집적 회로가 널리 사용되고 있으며, 모든 최신 전자 장비, 특히 컴퓨터 등이 여기에 내장되어 있습니다.

중고 도서:

1. 외국어 사전. 9판. 출판사 "러시아어"1979, rev. - M.: "러시아어", 1982 - 608 p.

2. 비노그라도프 Yu.V. “전자 및 반도체 기술의 기초.” 에드. 두 번째, 추가합니다. M., "에너지", 1972 - 536p.

3. 라디오 잡지, 1978년 12호

무선 공학의 역사와 발전 전자 공학의 주제는 국가 경제의 다양한 분야를 위한 장치, 시스템 및 설비에 전자, 이온 및 반도체 장치를 사용하는 이론과 실제입니다. 유연성

교육 프로그램 "Radioelectronics"를 소개합니다.

수업 노트

I. 조직적 순간

(슬라이드 1)

안녕하세요, 사랑하는 여러분! 저는 어린이 추가 교육 센터 Sobolev I.V.의 어린이 창작 협회 "Radioelectronics"의 대표입니다.

오늘 수업 시간에 저는 여러분을 무선 공학과 전자공학의 세계로 짧은 여행을 떠나도록 초대하고 싶습니다.

II. 준비 단계

석기시대, 그 다음에는 청동기시대를 상상해 보세요. 19세기는 증기와 전기의 시대인데, 우리 시대를 뭐라고 불러야 할까?

원자시대, 전기, 통신, 통신, 컴퓨터화... 우리 시대가 원자시대, 우주시대, 통신과 통신의 시대라고 불리는 데는 이유가 없지 않다...

라디오가 발명된 지 백여 년이 조금 넘었지만, 현대인에게 라디오, 텔레비전, 컴퓨터가 없게 하려고 노력하십시오.

(슬라이드 2)

하지만 모든 것은 간단하게 시작되었습니다. 25,000여 년 전에 그리스인들은 그들만이 이해할 수 있는 현상을 묘사했습니다. 호박색 막대와 문지른 양털로 가벼운 몸체를 끌어당깁니다. 그들은 이 현상을 전기라고 불렀습니다. 그리스어로 호박은 "전자"를 의미합니다. 하지만 사람들은 200여년 전에 전자를 작동하게 만들었습니다. 새로운 유형의 에너지는 이제 너무나 보편화되어 이제 전기가 없는 우리의 삶을 상상하기조차 어렵습니다.

III. 주요 부분

(슬라이드 3)

- 전기란 무엇인가? (학생들이 질문에 대답합니다)

전기는 먼 거리에 걸쳐 에너지를 전달하는 능력입니다. 그리고 매우 간단하고 편리한 운송 수단 - 뜨거운 증기가 들어 있는 파이프나 석탄 구성물이 아닌 - 필요한 것은 수십억 명의 전자 작업자가 작업장에 도착하는 데 필요한 구리 또는 알루미늄 도체뿐입니다.

전기는 에너지를 임의의 부분으로 나누어 수많은 소비자에게 분배하는 능력입니다. 아파트에 전선을 연결하고 필요한만큼 사용하십시오.

전기는 받은 에너지를 빛, 열, 기계적 움직임 등 필요한 모든 형태로 즉시 변환하는 것입니다. 이것들은 작고 간단하며 밝은 광원, 작고 간단한 전기 기계 모터(테이프 레코더에 설치된 가솔린 엔진을 상상해 보십시오), 전기 없이는 존재하지 않을 가장 중요한 장치 및 프로세스(원자 입자 가속기, TV, 컴퓨터)입니다. ). 간단히 말해서, 전기는 다른 형태의 에너지를 먼저 전기로 변환하고 필요에 따라 역변환을 수행하는 것이 유리한 만큼 장점이 충분합니다.

그리고 여러분 중 누가 전기, 더 정확하게는 전류를 생산하기 위해 어떤 종류의 에너지를 알고 있는지 말해 줄 수 있습니까? (학생들이 질문에 대답합니다).

어떤 물질이나 재료가 전류를 전도합니까?

장치의 디스플레이....(금속, 플라스틱, 물, 사람....)

따라서 빠르게 발전하는 무선 기술과 많은 과학 성과의 사용을 기반으로 RADIO ELECTRONICS가 탄생했으며 곧 인간 활동의 거의 모든 영역에서 필요해졌습니다.

"무선 전자공학"이라는 용어는 전기 진동과 전자기파를 사용하여 정보를 전송, 수신 및 변환하는 문제와 관련된 광범위한 과학 및 기술 분야를 결합합니다.

(슬라이드 4)

무선 전자공학에는 무선공학, 전자공학, 조명공학과 반도체, 마이크로전자공학, 음향전자공학 등 다양한 새로운 분야가 포함됩니다.

t/o에서 제작한 작품 전시....

이러한 장치는 어떤 유형입니까?

따라서 무선 전자 장치는 또한 전자 흐름을 능숙하게 제어합니다.

멀리서도 에너지를 보고, 듣고, 느낄 수 있는 많은 세부 사항이 만들어졌습니다.

라디오 마이크...(실행 중인 쇼)...

그리고 이 모든 것이 전자의 흐름을 제어하는 능력입니다.

어떤 라디오 구성요소를 알고 있나요? (학생들이 질문에 대답합니다).

현대 세계는 전자 장비로 가득 차 있으며 우리 각자는 복잡한 가전 제품을 사용하기 위해 최소한의 지식, 기술 및 능력을 갖추어야 합니다. 오늘날 전기 공학은 어디에서나 사용됩니다. 조종사와 의사, 생화학자와 경제학자, 야금학자와 음악가가 이를 접할 수 있습니다. 그리고 어떤 직업을 선택하든 그는 어디에서나 전자 제품을 접하게 됩니다. 그리고 실용적인 전자 제품을 다루는 모든 사람들은 이 즐거운 활동이 모든 직업의 사람에게 유용할 것이라는 것을 완벽하게 이해합니다.

(슬라이드 5)

창의 협회인 "Radioelectronics"의 수업에서는 현대 무선 전자 장치 구성의 기초가 되는 집적 회로를 포함하여 다양한 무선 요소, 작동 원리 및 응용을 연구합니다. 실험실 학생들은 전자 장난감, 도구를 만들고 디자인하며 참고 도서 및 특수 기술 문헌을 사용하여 작업하는 방법을 배우고 측정 도구를 사용하여 작업합니다.

한 가지 더-무선 엔지니어링 설계는 가르칠 뿐만 아니라 교육도 합니다. 그것은 사람을 더욱 지능적이고, 수완이 풍부하고, 창의적이고, 수집하고, 명확하고, 깔끔하게 만듭니다. 신속하게 작업하고 완료한 작업을 주의 깊게 확인하는 것이 습관이 됩니다. 전자 회로를 조립하고 조정하고 일종의 오작동을 찾아봄으로써 논리적으로 생각하고 추론하고 독립적으로 새로운 지식을 얻는 방법을 배웁니다.

IV. 실용적인 부분

이제 우리 수업의 실제 부분으로 넘어갈 것입니다.

이전: "전기 손전등"

어떤 전기 부품으로 구성되어 있나요?

간단한 전기 회로는 어떤 요소로 구성됩니까?

(슬라이드 6)

현재 소스
- 소비자
- 열쇠
- 전선(도체)

(슬라이드 7), (슬라이드 8), (슬라이드 9), (슬라이드 10)

질문 및 요소 표시.

(슬라이드 11)

학생의 연습

1) 전기 손전등 회로

2) 갈바니 전지 1개와 백열등 2개를 포함하는 회로도를 만드세요. 각각은 서로 별도로 켜질 수 있습니다.

3) 서로 다른 두 곳에서 램프를 켤 수 있도록 배터리, 램프, 스위치(버튼) 2개의 연결도를 조립합니다.

4) 이중 스위치 회로.

5) 스위치 및 전기 모터.

V. 수업 요약

친애하는 여러분, 무선 전자 제품의 세계로의 여정이 끝났습니다!

오늘 수업에서 무엇을 새로 배웠나요?

어떤 무선원소와 그 명칭을 알고 계셨습니까?

우리는 어떤 전기 회로를 수집했습니까?

우리 삶에서 전류의 역할은 무엇입니까?

친애하는 여러분, 귀하의 노고에 진심으로 감사드립니다. 오늘 수업은 좋은 기분으로 마치실 것 같아요.

현재로서는 무선 기술의 성과가 활용되지 않는 과학 기술 분야를 상상하기 어렵습니다. 오디오 및 텔레비전 방송뿐만 아니라 휴대전화, 우주전화, 개인통신, 페이징 통신, 컴퓨터 라디오 전자제품, 가전제품 제어, 육상, 해상, 항공기 제어 등은 이미 일상생활에 확고히 자리잡았습니다. 원격 측정 시스템은 새로운 무선 주파수 범위의 개발과 함께 지상 기반, 공중 및 우주 기반 레이더 시스템과 통신 시스템을 빠르게 발전시키고 있습니다. 마이크로파 주파수 범위에서 통신 기술을 개발하기 위한 작업이 집중적으로 진행되고 있습니다.

디지털 기술이 발전함에 따라 무선 공학, 무선 전자 장치 및 시스템의 사용 관련성은 줄어들 뿐만 아니라 증가하고 있습니다. 이러한 시스템에는 디지털 오디오 및 TV 방송 시스템이 포함됩니다. 디지털 텔레비전 방송의 대량 도입과 관련된 문제는 이미 해결되고 있습니다. 첨단 기술의 발전으로 마이크로 및 나노 전자 기반이 등장했습니다.

현대 항공기에는 전체 비행 동안 100가지가 넘는 다양한 무선 전자 항법, 위치 추적, 통신 수단이 탑재되어 있다는 점만 알아두면 충분합니다. 기존 위성 시스템은 대륙간 여객기뿐만 아니라 개인 차량, 개인 자동차 및 항공기에도 항법 및 추적 기능을 제공합니다. 일반 개인 소비자도 최신 무선 기술 발전을 사용할 수 있는 기회를 갖게 되었습니다.

기술과 구성요소 및 부품의 제조는 현재 무선 공학 및 무선 전자공학의 발전에서 특별한 역할을 하고 있습니다. 현대 무선 통신 시스템은 시장에 공급되는 다양한 제품으로 대표됩니다. 무선 전자 시스템의 복잡성이 증가함에 따라 기술적 특성을 손상시키지 않으면서 유지 관리에 대한 필요성도 증가합니다. 마이크로컨트롤러와 마이크로프로세서를 기반으로 개발된 자동화된 제어 및 모니터링 시스템만이 이 작업에 대처할 수 있습니다. 설계 및 제조의 유연성을 보장하기 위해 현대 설계 시스템은 소프트웨어 회로 기술을 사용합니다. 소프트웨어 제품을 디버깅하는 수준에서. 기술적 특성 및 유지 관리 서비스 요구 사항이 변경됨에 따라 무선 전자 시스템 컨트롤러 작동을 위한 새 프로그램을 입력하거나 "플래시"하는 것만으로도 충분합니다.

현재 데이터 전송을 위한 새로운 정보 기술인 소위 블루투스 무선 기술이 급속히 발전하고 있습니다. 이 기술을 사용하면 반경 20~100미터 내에 로컬 컴퓨터 네트워크를 생성하여 컴퓨터, 휴대폰, 프린터, 다양한 가전 제품 등 모든 장치의 작동을 보장할 수 있습니다. 사용되는 작동 주파수 범위는 현재 2.4-2.4835GHz로 정의됩니다. 이 무선 통신 기술을 사용하면 컴퓨터 기반 및 컴퓨터를 사용하지 않고도 다양한 장치를 제어할 수 있습니다. 거의 모든 장치에는 이미 정보 처리, 변환 및 전송을 위한 특정 노드가 있습니다.

쌀. 1.38 블루투스 무선 데이터 전송 기술의 응용분야

무선 통신을 제공하는 주요 요소는 컴퓨터의 USB 포트에 연결되는 Bluetooth 어댑터입니다.

쌀. 1.39 블루투스 어댑터

쌀. 1.40 Bluetooth 기술을 이용한 장비 연결 방법

쌀. 1.41 Bluetooth 기술을 사용하여 장치를 작동할 수 있는 헤드셋

대기, 지구 근처 공간, 태양계 행성, 근처 및 심우주 연구에서 무선 공학의 엄청난 역할에 주목해야 합니다. 태양계, 행성 및 위성 탐사의 최근 성과는 분명한 확인입니다.

쌀. 1.42 소련 행성간 정거장 Venera-13의 착륙 모듈에서 전송된 금성 표면 이미지(1982년 3월 1일)

쌀. 1.43 미국 탐사선 오퍼튜니티(Opportunity)에서 전송된 화성 표면 이미지(2004)

전자기 환경이 점점 더 복잡해짐에 따라 무작위 및 인위적 간섭으로부터 무선 시스템을 보호하기 위한 방법과 수단을 개발하는 작업이 대두되고 있습니다.
이와 함께 레이더 기지국을 방해하는 방법과 기술, 추적 및 유도 시스템, 다양한 유형의 무선 퓨즈, 승인되지 않은 무선 방출 소스를 차단하는 시스템도 개발되고 있습니다.

사회 전체의 발전 수준을 결정하는 정보를 전송, 수신 및 처리하는 무선 공학, 무선 전자 및 첨단 정보 기술 분야의 우수한 전문가입니다. 마음의 모든 성취를 관리하는 방법과 과학 및 기술 진보의 결과는 미래의 무선 엔지니어인 당신에게만 달려 있습니다.

지식 기반에서 좋은 작업을 보내는 것은 간단합니다. 아래 양식을 사용하세요

연구와 업무에 지식 기반을 활용하는 학생, 대학원생, 젊은 과학자들은 여러분에게 매우 감사할 것입니다.

게시 날짜 http:// www. 최고. 루/

러시아 연방 국방부

P.S.의 이름을 딴 흑해 고등 해군 학교 붉은 별 기사단. 나키모바

전파 공학 및 정보 보호 학부

전파공학시스템학과

학문 분야 "무선 기술 소개"에서

"무선 공학 및 전자공학의 발전 단계"라는 주제로

수행됨

푸잔코바 S.O.

체크됨

크라스노프 L.M.

세바스토폴 2016

소개

1. 무선공학의 역사와 발전

2. 전자공학 발전의 역사

3. 전자제품 개발 단계

4. 무선공학과 전자공학.신개발

5. 무선공학과 전자공학에 대한 현대이해

중고 도서

소개

전자공학은 빠르게 발전하는 과학기술 분야입니다. 그녀는 물리학과 다양한 전자 장치의 실제 응용을 연구합니다. 물리적 전자공학에는 가스와 전도체의 전자 및 이온 공정이 포함됩니다. 진공과 기체, 고체와 액체 사이의 경계면에서. 기술 전자공학에는 전자 장치 설계 및 응용에 대한 연구가 포함됩니다. 산업에서 전자 장치를 사용하는 데 전념하는 분야를 산업용 전자 장치라고 합니다.

전자공학의 발전은 주로 무선 기술의 발전에 의해 촉진되었습니다. 전자공학과 무선공학은 너무 밀접하게 연관되어 있어서 1950년대에 두 가지가 결합되었고 이 기술 분야를 무선전자공학(Radioelectronics)이라고 불렀습니다. 오늘날 무선 전자공학은 무선 및 광학 주파수 범위의 전자/자기 진동과 파동을 사용하여 정보를 전송, 수신 및 변환하는 문제와 관련된 과학 및 기술 분야의 복합체입니다. 전자 장치는 무선 엔지니어링 장치의 주요 요소 역할을 하며 무선 장비의 가장 중요한 지표를 결정합니다. 한편, 무선 공학의 많은 문제로 인해 기존 전자 장치의 새로운 발명과 개선이 이루어졌습니다. 이러한 장치는 무선 통신, 텔레비전, 녹음 및 재생, 레이더, 무선 항법, 무선 원격 제어, 무선 측정 및 기타 무선 엔지니어링 분야에 사용됩니다.

현재 기술 개발 단계는 사람들의 삶과 활동의 모든 영역에 전자 장치가 점점 더 많이 침투하고 있다는 특징이 있습니다. 미국 통계에 따르면 전체 산업의 최대 80%가 전자산업이 차지하고 있습니다. 전자 분야의 발전은 가장 복잡한 과학적, 기술적 문제를 성공적으로 해결하는 데 기여합니다. 과학 연구의 효율성을 높이고 새로운 유형의 기계와 장비를 만듭니다. 효과적인 기술 및 제어 시스템 개발: 고유한 특성을 가진 재료를 획득하고 정보 수집 및 처리 프로세스를 개선합니다. 광범위한 과학, 기술 및 산업 문제를 다루는 전자공학은 다양한 지식 분야의 발전을 기반으로 합니다. 동시에 전자공학은 다른 과학과 생산에 도전을 제기하여 이들의 발전을 촉진하는 한편, 질적으로 새로운 기술적 수단과 연구 방법을 제공합니다.

1. 무선공학의 역사와 발전

라디오(라틴어 "radiare"에서 유래 - 광선을 방출하다, 방출하다) -

1) 러시아 과학자 A.S. 1895년 포포프;

2). 이 방법의 기초가 되는 물리적 현상 연구와 통신, 방송, 텔레비전, 위치 등에 대한 사용과 관련된 과학 기술 분야.

라디오 발명 이후 전자공학의 발전은 세 단계로 나눌 수 있다.

· 무선전신,

· 무선공학

· 전자제품.

장파에서 단파와 중파로의 전환과 슈퍼헤테로다인 회로의 발명으로 인해 3극관보다 더 발전된 램프를 사용해야 했습니다.

반도체 장치의 개발 및 개선은 동작 주파수의 증가와 허용 전력의 증가로 특징지어집니다. 첫 번째 트랜지스터는 제한된 성능(수백 킬로헤르츠 정도의 최대 작동 주파수와 100~200mW 정도의 소산 전력)을 갖고 있었으며 진공관의 일부 기능만 수행할 수 있었습니다. 동일한 주파수 범위에 대해 수십 와트의 전력을 가진 트랜지스터가 생성되었습니다. 나중에 최대 5MHz의 주파수에서 작동하고 5W 정도의 전력을 소비할 수 있는 트랜지스터가 만들어졌으며 이미 1972년에 100W에 도달하는 소비 전력으로 20~70MHz의 작동 주파수용 트랜지스터 샘플이 만들어졌습니다. 이상. 저전력 트랜지스터(최대 0.5~0.7W)는 500MHz 이상의 주파수에서 작동할 수 있습니다. 나중에 약 1000MHz의 주파수에서 작동하는 트랜지스터가 나타났습니다. 동시에 작동 온도 범위를 확장하는 작업도 수행되었습니다. 게르마늄 기반 트랜지스터는 초기에 작동 온도가 +55~70°C 이하이고 실리콘 기반 트랜지스터는 +100~120°C 이하였습니다. 나중에 생성된 갈륨비소 트랜지스터 샘플은 최대 +250°C의 온도에서 작동하는 것으로 밝혀졌으며 작동 주파수는 결국 1000MHz로 증가되었습니다. 최대 350°C의 온도에서 작동하는 카바이드 트랜지스터가 있습니다. 70년대에는 트랜지스터와 반도체 다이오드가 진공관보다 여러 면에서 우수했고, 결국 전자 분야에서 이들을 완전히 대체하게 되었습니다.

2. 전자제품 개발의 역사

전자공학의 발전은 주로 무선 기술의 발전에 의해 촉진되었습니다. 전자공학과 무선공학은 너무 밀접하게 연관되어 있어서 1950년대에 두 가지가 결합되었고 이 기술 분야를 무선전자공학(Radioelectronics)이라고 불렀습니다. 오늘날 무선 전자공학은 무선 및 광학 주파수 범위의 전자/자기 진동과 파동을 사용하여 정보를 전송, 수신 및 변환하는 문제와 관련된 과학 및 기술 분야의 복합체입니다. 전자 장치는 무선 엔지니어링 장치의 주요 요소 역할을 하며 무선 장비의 가장 중요한 지표를 결정합니다. 한편, 무선 공학의 많은 문제로 인해 기존 전자 장치의 새로운 발명과 개선이 이루어졌습니다. 이러한 장치는 무선 통신, 텔레비전, 녹음 및 재생, 무선 코팅, 무선 항법, 무선 원격 제어, 무선 측정 및 기타 무선 엔지니어링 분야에 사용됩니다.

1. 전자 및 기타 하전 입자와 전기/자기장의 상호 작용 법칙을 연구합니다.

정보 전송, 처리 및 저장, 생산 프로세스 자동화, 에너지 장치 생성, 제어 및 측정 장비 생성, 과학 실험 수단 및 기타 목적을 위해 이러한 상호 작용을 사용하여 에너지를 변환하는 전자 장치 생성 방법 개발.

전자의 관성이 매우 낮기 때문에 장치 내부의 매크로필드와 원자, 분자 및 결정 격자 내부의 마이크로필드와 전자의 상호 작용을 효과적으로 사용하여 다음 주파수의 전기/자기 진동의 변환 및 수신을 생성할 수 있습니다. 최대 1000GHz. 적외선, 가시광선, X선 및 감마선도 마찬가지입니다. 전기/자기 진동 스펙트럼에 대한 일관되고 실용적인 숙달은 전자 제품 개발의 특징입니다.

2. 전자산업 발전의 기반

전자공학의 기초는 18~19세기 물리학자들의 연구에 의해 확립되었습니다. 공중 방전에 대한 세계 최초의 연구는 러시아의 학자 Lomonosov와 Richman에 의해 수행되었으며, 그들과는 별도로 미국 과학자 Frankel이 수행했습니다. 1743년에 로모노소프는 "신의 위대함에 대한 저녁 반성"이라는 시에서 번개와 북극광의 전기적 특성에 대한 개념을 설명했습니다. 이미 1752년에 Frankel과 Lomonosov는 "천둥 기계"의 도움으로 천둥과 번개가 공중에서의 강력한 전기 방전이라는 것을 실험적으로 보여주었습니다. Lomonosov는 또한 뇌우가 없는 경우에도 공기 중에 방전이 존재한다는 사실을 확립했습니다. 이 경우에는 "천둥 기계"에서 불꽃을 추출하는 것이 가능했습니다. "천둥 기계"는 거실에 설치된 라이덴 병이었습니다. 그 중 하나는 마당의 기둥에 설치된 금속 빗이나 지점에 와이어로 연결되었습니다.

1753년 실험 중 연구를 하던 리치먼 교수가 기둥에 떨어진 번개에 맞아 사망했다. Lomonosov는 또한 현대 뇌우 이론의 원형인 뇌우 현상에 대한 일반 이론을 만들었습니다. Lomonosov는 또한 마찰이 있는 기계의 영향으로 희박 공기의 빛을 조사했습니다.

1802년, 상트페테르부르크 의학 및 외과 아카데미의 물리학 교수인 바실리 블라디미로비치 페트로프(Vasily Vladimirovich Petrov)는 영국 물리학자 데이비(Davy)가 두 탄소 전극 사이의 공기 중 전기 아크 현상을 발견하고 설명하기 몇 년 전에 처음으로 설명했습니다. . 이 근본적인 발견 외에도 Petrov는 전류가 통과할 때 희박 공기의 다양한 유형의 빛을 설명하는 일을 담당하고 있습니다. Petrov는 자신의 발견을 다음과 같이 설명합니다. “유리 타일이나 유리 다리가 있는 벤치 위에 숯 2~3개를 놓고 거대한 배터리의 양쪽 극에 연결된 금속 절연 가이드를 1거리에서 서로 더 가깝게 하면 세 줄로 이어지면 그 사이에 매우 밝은 흰색 빛이나 불꽃이 나타나 석탄이 더 빠르게 또는 더 천천히 타오르고, 그로부터 어두운 평화가 빛날 수 있습니다." 페트로프의 작품은 러시아어로만 해석되었으며 접근할 수 없었습니다. 외국 과학자들에게. 러시아에서는 작품의 의미가 이해되지 않고 잊혀졌다. 따라서 아크방전의 발견은 영국의 물리학자 데이비(Davy)의 공로로 여겨진다.

다양한 신체의 흡수 및 방출 스펙트럼에 대한 연구의 시작으로 독일 과학자 Plücker가 호이슬러 튜브를 만들었습니다. 1857년에 Plücker는 모세관으로 확장되어 분광기 슬릿 앞에 놓인 호이슬러 관의 스펙트럼이 그 안에 포함된 가스의 특성을 명확하게 특성화한다는 사실을 확립하고 소위 발머 스펙트럼 계열의 수소 스펙트럼 중 처음 세 줄을 발견했습니다. . Plücker의 학생 Hittorf는 글로우 방전을 연구했으며 1869년에 가스의 전기 전도도에 관한 일련의 연구를 발표했습니다. 그는 Plücker와 함께 영국인 Crookes가 계속한 음극선에 대한 최초의 연구를 담당했습니다.

가스 방전 현상에 대한 이해에 중요한 변화는 전자와 이온의 존재를 발견한 영국 과학자 톰슨의 연구로 인해 발생했습니다. Thomson은 가스의 전하를 연구하기 위해 많은 물리학자들이 나온 Cavendish Laboratory를 만들었습니다(Townsen, Aston, Rutherford, Crookes, Richardson). 그 후 이 학교는 전자공학 발전에 큰 공헌을 했습니다. 아크 연구와 조명에 대한 실제 적용에 참여한 러시아 물리학자 중에는 Yablochkov(1847-1894), Chikolev(1845-1898), Slavyanov(아크를 이용한 금속 용접, 용융), Bernardos(사용) 등이 있습니다. 조명용 호). 얼마 후 Lachinov와 Mitkevich는 호를 연구했습니다. 1905년에 미트케비치(Mitkevich)는 아크 방전의 음극에서 일어나는 과정의 특성을 확립했습니다. Stoletov(1881-1891)는 독립적인 공기 배출을 다루지 않았습니다. 모스크바 대학교에서 광전 효과에 대한 고전적인 연구를 진행하는 동안 Stoletov는 공기 중에 두 개의 전극이 있는 "공기 요소"(A.E.)를 실험적으로 구축하여 음극이 외부에서 조명될 때만 회로에 외부 EMF를 도입하지 않고 전류를 공급했습니다. Stoletov는 이 효과를 활성 전기라고 불렀습니다. 그는 대기압이 높고 낮을 때 이 효과를 연구했습니다. Stoletov가 특별히 제작한 장비를 사용하면 최대 0.002mm의 감소된 압력을 생성할 수 있습니다. HG 기둥 이러한 조건에서 활성 전기 효과는 광전류뿐만 아니라 독립적인 가스 방전에 의해 강화된 광전류이기도 했습니다. Stoletov는 이 효과 발견에 대한 그의 기사를 다음과 같이 끝냈습니다. “활성 방전에 대한 설명을 최종적으로 어떻게 공식화해야 하더라도 이러한 현상과 오랫동안 친숙했지만 여전히 잘 이해되지 않은 현상 사이의 독특한 유추를 인식하지 않을 수 없습니다. 호이슬러관과 크룩스관의 방전 메쉬 커패시터로 나타나는 현상을 탐색하기 위한 실험에서 나는 무의식적으로 내 앞에 외부 빛으로 공기를 희박하게 하지 않고 작동할 수 있는 호이슬러관이 있다고 스스로에게 말했습니다. 그리고 거기에서 전기 현상은 빛 현상과 밀접하게 관련되어 있습니다. 여기저기서 음극이 분명히 분산되어 있는 것처럼 보입니다. 화학 전기 방전에 대한 연구는 일반적으로 가스에서 전기가 전파되는 과정을 밝힐 것을 약속합니다. " Stoletov의 이러한 말은 완전히 정당화되었습니다.

1905년에 아인슈타인은 빛 양자와 관련된 광전 효과를 해석하고 그의 이름을 딴 법칙을 확립했습니다. 따라서 Stoletov가 발견한 광전 효과는 다음과 같은 법칙을 특징으로 합니다.

스톨레토프의 법칙 - 단위 시간당 시뮬레이션된 전자의 수는 음극 표면에 입사하는 빛의 강도에 비례하며, 다른 조건은 동일합니다. 여기서 동일한 조건은 동일한 파장의 단색광으로 음극 표면을 조명하는 것으로 이해되어야 합니다. 또는 동일한 스펙트럼 구성의 빛. 전자 라디오 램프 측정

최고 표면을 떠나는 전자의 속도 음극 외부 광전 효과 다음 관계에 의해 결정됩니다.

음극 표면에 입사하는 단색광의 에너지 양자의 크기.

금속을 떠나는 전자의 일함수.

음극 표면을 떠나는 광전자의 속도는 음극에 입사하는 방사선의 강도에 의존하지 않습니다.

외부 광전 효과는 독일의 물리학자 헤르츠(1887)에 의해 처음 발견되었습니다. 그가 발견한 전자기장을 실험했습니다. Hertz는 수신 회로의 스파크 갭에서 회로의 전기 진동 존재를 감지하는 스파크가 점프하고 다른 조건이 동일할 때 발전기 회로의 스파크 방전에서 나온 빛이 스파크 갭에 떨어지면 더 쉽게 발생한다는 사실을 발견했습니다.

1881년 에디슨은 처음으로 열이온 방출 현상을 발견했습니다. 탄소 백열등으로 다양한 실험을 수행하면서 그는 진공 상태에서 탄소 필라멘트 외에 도체 P를 끌어당기는 금속판 A를 포함하는 램프를 만들었습니다. 와이어가 검류계를 통해 양극 끝 부분에 연결됩니다. 필라멘트에 전류가 흐르면 검류계를 통해 전류가 흐르고 음극에 연결되면 전류가 감지되지 않습니다. 이 현상을 에디슨 효과라고 불렀습니다. 진공이나 가스 속에서 뜨거운 금속이나 다른 물체가 전자를 방출하는 현상을 열이온 방출이라고 합니다.

3. 전자제품 개발 단계

스테이지 1. 첫 번째 단계에는 1809년 러시아 엔지니어 Ladygin이 백열등을 발명했습니다.

1874년 독일 과학자 브라운이 금속-반도체 접촉의 정류 효과를 발견했습니다. 러시아 발명가 포포프(Popov)는 무선 신호를 감지하기 위해 이 효과를 사용하여 최초의 무선 수신기를 만들 수 있었습니다. 라디오가 발명된 날짜는 1895년 5월 7일로 간주되는데, 이때 포포프는 상트페테르부르크에서 열린 러시아 물리화학학회 물리학부 회의에서 보고하고 시연했습니다. 그리고 1896년 3월 24일 포포프는 350m 거리에 걸쳐 최초의 무선 메시지를 전송했습니다. 이 개발 기간 동안 전자공학의 성공은 무선전신의 발전에 기여했습니다. 동시에 무선 수신기의 설계를 단순화하고 감도를 높이기 위해 무선 공학의 과학적 기반이 개발되었습니다. 여러 나라에서는 간단하고 신뢰할 수 있는 다양한 유형의 고주파 진동 감지기인 감지기에 대한 개발과 연구가 수행되었습니다.

2. 전자제품 개발의 두 번째 단계는 1904년 영국 과학자 플레밍(Fleming)이 전기 진공 다이오드를 설계하면서 시작되었습니다. 다이오드(그림 2)의 주요 부분은 진공에 위치한 두 개의 전극입니다. 금속 양극(A)과 금속 음극(K)은 전류에 의해 열이온 방출이 발생하는 온도까지 가열됩니다.

고진공에서 전극 사이의 가스 방전은 전자의 평균 자유 경로가 전극 사이의 거리를 크게 초과하므로 양극의 전압 Va가 음극에 대해 양의 값일 때 전자는 다음 방향으로 이동합니다. 양극 회로에 전류 Ia를 발생시킵니다. 양극 전압 Va가 음수이면 방출된 전자는 음극으로 돌아가고 양극 회로의 전류는 0이 됩니다. 따라서 진공 다이오드는 교류를 정류할 때 사용되는 단방향 전도성을 갖습니다. 1907년 미국 엔지니어 리 드 포레스트(Lee de Forest)는 음극(K)과 양극(A) 사이에 금속 메쉬(c)를 배치하고 전압 Vc를 가하면 실제로 관성 없이 양극 전류 Ia를 제어할 수 있다는 사실을 확립했습니다. 낮은 에너지 소비. 이것이 최초의 전자 증폭관인 삼극관이 나타난 방식입니다(그림 3). 고주파 진동을 증폭하고 생성하는 장치로서의 특성은 무선 통신의 급속한 발전을 가져왔습니다. 실린더를 채우는 가스의 밀도가 너무 높아 전자의 평균 자유 경로가 전극 사이의 거리보다 작으면 전극 간 거리를 통과하는 전자 흐름이 가스 매체와 상호 작용하여 결과적으로 매체의 특성이 급격히 변합니다. 가스 매질은 이온화되어 높은 전기 전도성을 특징으로 하는 플라즈마 상태로 변합니다. 플라즈마의 이러한 특성은 미국 과학자 Hell이 1905년에 개발한 가스트론(가스로 채워진 강력한 정류 다이오드)에서 사용되었습니다. Gastron의 발명은 가스 방전 전기 진공 장치 개발의 시작을 알렸습니다. 진공관 생산은 여러 나라에서 빠르게 발전하기 시작했습니다. 이러한 발전은 특히 무선 통신의 군사적 중요성에 의해 크게 자극되었습니다. 따라서 1913~1919년은 전자기술이 급속히 발전한 시기였다. 1913년에 독일 엔지니어 Meissner는 튜브 재생 수신기용 회로를 개발하고 3극관을 사용하여 감쇠되지 않은 고조파 진동을 얻었습니다. 새로운 전자 발전기를 사용하면 스파크 및 아크 라디오 방송국을 튜브 방송국으로 교체할 수 있어 무선 전화 문제가 실질적으로 해결되었습니다. 그 이후로 무선 기술은 진공관 기술이 되었습니다. 러시아에서는 소련 과학 아카데미의 미래 학자이자 러시아 무선 전신 협회의 컨설턴트인 Nikolai Dmitrievich Papaleksi가 1914년 상트페테르부르크에서 최초의 라디오 튜브를 제조했습니다. Papaleksi는 스트라스부르 대학교를 졸업하고 브라운 밑에서 일했습니다. 완벽한 펌핑이 이루어지지 않았기 때문에 최초의 Papaleksi 라디오 튜브는 진공이 아니라 가스(수은)로 채워져 있었습니다. 1914년부터 1916년까지 Papaleksi는 무선 전신에 대한 실험을 수행했습니다. 그는 잠수함과의 무선 통신 분야에서 일했습니다. 그는 국내 최초의 라디오 튜브 샘플 개발을 주도했습니다. 1923년부터 1935년까지 Mandelstam과 함께 그는 레닌그라드 중앙 무선 연구소의 과학 부서를 이끌었습니다. 1935년부터 그는 소련 과학 아카데미의 방사선 물리학 및 무선 공학 과학 위원회 의장으로 일했습니다.

러시아 최초의 전기 진공 수신 및 증폭 라디오 튜브는 Bonch-Bruevich에서 제조되었습니다. 그는 오렐(1888)에서 태어났다. 1909년에 그는 상트페테르부르크 공과대학을 졸업했습니다. 1914년에 그는 장교 전기 공학 학교를 졸업했습니다. 1916년부터 1918년까지 그는 전자관 제작에 참여하고 생산을 조직했습니다. 1918년에 그는 당시 최고의 라디오 전문가(Ostryakov, Pistolkors, Shorin, Losev)를 모으는 Nizhny Novgorod Radio Laboratory를 이끌었습니다. 1919년 3월, 니즈니 노브고로드 무선 연구소에서 RP-1 전기 진공관의 대량 생산이 시작되었습니다. 1920년에 Bonch-Bruevich는 구리 양극과 수냉식을 갖춘 최대 1kW의 출력을 갖춘 세계 최초의 발전기 램프 개발을 완료했습니다. 니즈니노브고로드 연구소의 성과를 숙지한 저명한 독일 과학자들은 강력한 발전기 램프 제작에 있어서 러시아의 우선순위를 인식했습니다. 전기 진공 장치 제작에 대한 광범위한 작업이 Petrograd에서 시작되었습니다. Chernyshev, Bogoslovsky, Vekshinsky, Obolensky, Shaposhnikov, Zusmanovsky, Alexandrov가 여기서 일했습니다. 가열된 음극의 발명은 전기 진공 기술의 발전에 중요했습니다. 1922년에 페트로그라드에 전기 진공 공장이 설립되었으며, 이는 스베틀라나 전기 램프 공장과 합병되었습니다. 이 공장의 연구실에서 Vekshinsky는 물리학 및 전자 장치 기술 분야(음극의 방출 특성, 금속 및 유리의 가스 발생 등에 관한) 다각적인 연구를 수행했습니다.

장파에서 단파와 중파로의 전환, 슈퍼헤테로다인의 발명, 라디오 방송의 발달로 인해 삼극관보다 더 발전된 진공관의 개발이 필요해졌습니다. 1924년에 개발되어 1926년 American Hell에 의해 개선된 2개의 그리드(4극관)를 가진 차폐 램프와 1930년에 그가 제안한 3개의 그리드(5극관)를 가진 전기 진공 램프는 라디오의 작동 주파수를 높이는 문제를 해결했습니다. 방송. Pentodes는 가장 일반적인 라디오 튜브가 되었습니다. 특수한 무선 수신 방법의 개발로 인해 1934~1935년에 새로운 유형의 다중 그리드 주파수 변환 무선 튜브가 출현하게 되었습니다. 다양한 결합 라디오 튜브도 등장했으며 이를 사용하면 수신기의 라디오 튜브 수를 크게 줄일 수 있었습니다. 전기진공과 무선 공학 사이의 관계는 무선 공학이 VHF 범위(초단파 - 미터, 데시미터, 센티미터 및 밀리미터 범위)의 개발 및 사용으로 옮겨간 기간 동안 특히 분명해졌습니다. 이를 위해 첫째, 이미 알려진 라디오 튜브가 크게 개선되었습니다. 둘째, 전자 흐름을 제어하는 새로운 원리를 갖춘 전기 진공 장치가 개발되었습니다. 여기에는 다중 공동 마그네트론(1938), 클라이스트론(1942), 역파 BWO 램프(1953)가 포함됩니다. 이러한 장치는 밀리미터파 범위를 포함하여 매우 높은 주파수 진동을 생성하고 증폭할 수 있습니다. 전기 진공 기술의 이러한 발전은 무선 항법, 무선 코팅 및 펄스 다중 채널 통신과 같은 산업의 발전으로 이어졌습니다.

1932년 소련의 방사선물리학자 로잔스키(Rozhansky)는 전자 흐름의 속도를 조절하는 장치를 만들 것을 제안했습니다. 그의 아이디어를 바탕으로 Arsenyev와 Heil은 1939년에 마이크로파 진동(초고주파)을 증폭하고 생성하는 최초의 장치를 만들었습니다. 데시미터파 기술에서 가장 중요한 것은 1938년부터 1941년까지 평면 디스크 전극을 갖춘 3극관을 설계한 Devyatkov, Khokhlov, Gurevich의 작품이었습니다. 같은 원리로 메탈-세라믹 램프는 독일에서, 비콘 램프는 미국에서 제작되었습니다.

1943년에 만들어짐 Compfner의 TWT(진행파관)는 마이크로파 무선 중계 통신 시스템의 추가 개발을 보장했습니다. 강력한 마이크로파 진동을 생성하기 위해 1921년 Hell이 마그네트론을 제안했습니다. 마그네트론에 대한 연구는 러시아 과학자인 Slutsky, Grekhova, Steinberg, Kalinin, Zusmanovsky, Braude, 일본의 Yagi, Okabe에 의해 수행되었습니다. 현대 마그네트론은 1936~1937년에 시작되었으며, Bonch-Bruevich의 아이디어를 바탕으로 그의 공동 작업자인 Alekseev와 Molyarov가 다중 공동 마그네트론을 개발했습니다.

1934년 중앙 무선 연구소의 직원인 Korovin과 Rumyantsev는 무선 측위 사용 및 비행 항공기 결정에 대한 첫 번째 실험을 수행했습니다. 1935년에 Kobzarev가 Leningrad Institute of Physics and Technology에서 방사성 수유의 이론적 기초를 개발했습니다. 진공 전기 장치의 개발과 동시에 전자 개발의 두 번째 단계에서 가스 방전 장치가 만들어지고 개선되었습니다.

1918년 Schröter 박사의 연구 결과로 독일 회사 Pintsch는 220V의 최초 산업용 글로우 램프를 생산했습니다. 1921년부터 네덜란드 회사 Philips는 110V의 최초의 네온 글로우 램프를 생산했습니다. 미국 , 최초의 소형 네온 램프는 1929년에 등장했습니다.

4. 무선공학 및 전자공학.신개발

전후 몇 년 동안 전자 텔레비전 네트워크의 생성과 대량 사용을 위한 텔레비전 수신기 생산, 국가 경제, 운송, 지질 탐사 및 건설의 다양한 부분에서 무선 통신 도입이 시작되었습니다. 지구 위성, 무선 추적 및 다양한 육상 지역과 세계 해양에서의 통신을 위한 다중 채널 원격 측정 도구가 만들어지고 있습니다.

이때쯤이면 전자관의 시대가 끝나고 반도체 기술의 시대가 시작된다. 이를 위해서는 새로운 원칙과 기본 기반을 기반으로 하는 무선 산업 제품의 설계 및 생산에서 전문가 교육 시스템의 구조 조정이 필요합니다. 70년대의 시작은 집적 회로, 마이크로프로세서 기술, 초장거리 우주 무선 통신, 우주 깊은 곳에서 무선 신호를 포착할 수 있는 거대 전파 망원경의 출현으로 거슬러 올라갑니다. 로켓 기술과 무선 원격 측정의 성공 덕분에 천문학자들은 이 과학의 이전 세기 전체 역사보다 태양계 행성에 대해 훨씬 더 많은 것을 배웠습니다.

현대 무선 공학은 첨단 과학 기술 분야 중 하나로, 다양한 분야에서 전기 진동 프로세스의 새로운 적용, 무선 장비 개발, 생산 및 실제 구현을 모색하고 있습니다. 전자공학과 마이크로전자공학의 성과를 바탕으로 국내외의 수천 명의 과학자와 디자이너들의 노력 덕분에 최근 무선공학은 말 그대로 모든 방향에서 또 다른 질적 도약을 경험했습니다.

라디오 방송, 텔레비전, 레이더, 무선 방향 찾기, 무선 원격 측정, 무선 중계 통신 등 전통적인 응용 분야를 계속 개발하면서 전문가들은 무선 장비의 모든 품질 지표를 크게 개선하여 더욱 현대적이고 사용하기 편리하게 만들었습니다. 무선 공학의 사용 범위도 확장되었습니다. 의학 - 초고주파 전류로 인한 질병 치료, 생물학 - 무선 방향 찾기 방법을 사용하여 동물, 어류 및 새의 행동 및 이동 연구, 기계 공학 - 금속 부품의 고주파 경화.

현대 라디오 엔지니어링은 또한 수백만 개의 흑백 및 컬러 TV, 다양한 브랜드 및 카테고리의 수신기, 과학 연구를 위한 특수 장비, 다목적 라디오 방송국을 생산하는 거대한 라디오 엔지니어링 산업이기도 합니다. 모바일 휴대용 및 휴대용으로 방송합니다.

무선 엔지니어링 기업은 또한 루프 코일, 다양한 목적의 변압기, 밴드 스위치, 다양한 패스너 등 현대 장비에 필요한 무선 장비 구성 요소의 상당 부분을 제조하는 제조업체이기도 합니다. 따라서 이들은 직업 교육이 필요한 다양한 직업을 갖고 있는 것이 특징입니다. 예를 들어, 금속 제품 및 플라스틱 스탬퍼. 이러한 직업은 기기 케이스, 구조 부품 및 복잡한 구성 부품을 제조하는 데 매우 필요합니다. 실제로 이들은 작업 속도, 재료 및 공작물의 공급 속도를 조절하는 작업 기관을 제어하는 특수 프레스의 운영자입니다.

컴퓨터 속도를 높여야 하는 필요성으로 인해 전문가들은 초소형 회로 생산 기술을 개선하고 아키텍처 조직과 디지털 및 논리 정보 처리의 물리적 원리를 최적화하는 점점 더 많은 새로운 수단을 찾아야 합니다. 이미 알려진 지상파 및 우주 전자 장치, 텔레비전, 전화 통신 및 원격 측정 수단이 크게 변화하고 있습니다.

신호 처리의 디지털 방법, 초고주파로의 전환, 다중 프로그램 TV 중계기로 위성 시스템의 광범위한 사용, 해상 조난자에 대한 즉각적인 지원을 위한 초정밀 항법 시스템, 일기 예보 서비스 및 천연자원에 대한 연구가 이러한 전자 기술 분야에 점점 더 많이 도입되고 있습니다.

마이크로 전자공학 분야의 많은 발전으로 인해 저항기 및 커패시터, 반도체 요소 및 커넥터, 원격 기계 및 자동화 부품 등 다양한 장비에 사용되는 모든 구성 요소에 대해 확립된 표준을 개정해야 할 필요성이 대두되었습니다. 관련 제품의 전기적 매개변수와 기계적 특성의 정확성에 대한 요구 사항도 근본적으로 변화하고 있습니다. 예를 들어, 대량 생산되는 가정용 장비(플레이어, 테이프 레코더, 비디오 레코더)는 현재 매우 정밀한 장치이며 실제로 복잡한 전자 장치와 고품질 기계 장치의 합금입니다.

특수 장비, 공작 기계, 정밀 장비, 초소형 회로 생산에 사용되는 최신 로봇에 대해 이야기하면 정확도에 대한 요구 사항이 훨씬 더 높아집니다. 따라서 많은 유형의 현대 전자 제품은 제조된 부품의 고품질 이미지를 대형 TV 화면에 제공하는 현미경 및 비디오 모니터링 시스템을 사용하여 생산됩니다.

반도체 기술과 기타 전자 부품은 실리콘, 사파이어, 갈륨 비소, 희토류 원소, 귀금속 및 그 합금과 같은 특수한 초순수 재료를 기반으로 생산됩니다. 반도체 집적 회로 생산에서 가장 중요한 기술 작업은 외부 오염원을 차단하기 위해 무균 청결, 일정한 온도 및 과도한 기압을 갖춘 공간에서 이루어집니다. 이러한 제작 과정에서 모든 작업자는 특수한 의상과 적절한 신발을 착용합니다. 좋은 시력이 절대적으로 필요하며 손의 떨림(흔들기)은 금기입니다.

전자 산업의 소형화 및 자동화를 통해 특정 유형의 전자 제품이 인간의 직접적인 참여 없이 제조될 때 현 단계에서도 무인 기술 요소를 사용할 수 있습니다. 즉, 원자재는 생산 라인 또는 섹션에 입력되고, 완제품은 출력에서 얻어집니다. 그러나 대부분의 제품은 여전히 인간의 참여로 생산되므로 작업 직업 목록이 상당히 많습니다. 제품 생산의 복잡성 증가는 일반적으로 필수 기술 운영 및 그 특수성의 증가와 관련이 있습니다. 이는 복잡한 산업 장비에 대한 숙달과 이러한 기술 운영의 기초가 되는 모든 지식, 그리고 생산된 제품의 품질에 영향을 미치는 모든 요소에 대한 근로자의 전문적 전문성이 필요함을 의미합니다.

가장 일반적이고 필요한 직업으로는 진공 분사 공정 운영자, 확산 공정 운영자, 부품 및 장치 조정자, 부품 및 장치 테스터 등이 있습니다.

마이크로일렉트로닉스 제품은 매년 증가하고 있으며 이러한 추세는 가까운 미래에도 변하지 않을 것입니다. 끊임없이 증가하는 국가 경제의 요구를 충족할 수 있는 집적도가 높은 초소형 회로를 생산하는 것입니다. 이것이 전자산업 발전의 전망이다.

5. 무선공학과 전자공학에 대한 현대이해

현대 사회에서 우리는 지구 반대편에 살고 있는 적합한 사람을 즉시 찾고, 의자에서 일어나지 않고도 필요한 정보를 찾고, 과거나 미래의 매혹적인 세계로 뛰어들 수 있는 기회를 얻었습니다. 모든 일상적이고 노동집약적인 작업은 오랫동안 로봇과 기계에 맡겨졌습니다. 존재는 이전만큼 단순하고 이해하기 쉬워지지 않았지만 확실히 더 재미 있고 교육적이었습니다.

우리의 삶은 무선 기술과 전자 제품으로 가득 차 있으며, 끝없는 전선과 케이블 연결로 구성되어 있으며, 전기 신호와 전자기 방사선의 영향을 받습니다. 이는 전자 및 무선 기술의 급속한 발전의 결과입니다. 모바일 통신은 모든 공간적, 시간적 경계를 지웠고, 온라인 상점의 택배 서비스는 우리에게 어렵고 지루한 쇼핑 여행과 줄을 서지 못하게 했습니다. 이 모든 것이 우리 삶에 너무 확고하게 자리 잡았기 때문에 사람들이 수세기 동안 그것 없이는 어떻게 관리했는지 상상하기 어렵습니다. 무선 공학 및 전자 기술의 발전은 마이크로프로세서 컴퓨터의 생활 도입, 특정 유형의 생산의 완전한 자동화, 정보 교환을 수행하도록 설계된 가장 접근하기 어려운 지점과의 연결 설정에 기여했습니다.

매일 세계는 전자 및 무선 엔지니어링 혁신을 인식하고 있습니다. 대체로 실제 혁신이 되지는 않지만 고정된 면적 단위에 더 많은 수의 요소를 배치하여 달성되는 정량적 특성만 변경되고 아이디어 자체는 1년 이상 전일 수 있기 때문입니다. 진보는 의심할 여지 없이 많은 사람들에게 흥미로울 것입니다. 따라서 관심 있는 모든 사람이 단결하고, 관찰과 발견을 공유하고, 전 세계 사람들의 생활 수준을 향상시키는 것을 목표로 하는 진정으로 새롭고 대중적인 발명품을 만들고 구현하는 것이 매우 중요합니다.

일상 생활에서 다양한 장비와 장치를 사용하면서 우리는 무선 공학 및 전자 공학과 같은 개념에 대해 자주 듣습니다. 특정 요소의 구조나 작동을 이해하려면 인터넷, 다양한 전문 잡지 및 서적의 도움을 받아야 합니다.

무선 공학 과학의 발전은 짧은 전파로 작동하는 최초의 라디오 방송국이 등장하면서 시작되었습니다. 시간이 지남에 따라 더 긴 전파로의 전환과 송신기의 개선으로 인해 무선 통신이 더 좋아졌습니다.

산업 및 우주 분야, 원격 제어, 레이더 및 무선 항법에 사용되는 무선 엔지니어링 장치 없이 텔레비전이나 라디오 시스템의 작동을 상상하는 것은 불가능합니다. 또한 생물학 및 의학 분야에서도 무선 공학 장치가 사용됩니다. 태블릿, 오디오 및 비디오 플레이어, 노트북, 휴대폰 등 우리가 매일 접하는 무선 장치의 불완전한 목록입니다. 모든 국가의 경제에서 중요한 요소는 투자 관리입니다. 전자 제품과 마찬가지로 무선 엔지니어링 산업도 가만히 있지 않고 지속적으로 발전하고 있으며 기존 모델이 개선되고 완전히 새로운 장치가 등장하고 있습니다.

모든 종류의 무선 엔지니어링 및 전자 장치는 우리 삶을 더 쉽게 만들고 훨씬 더 흥미롭고 풍요롭게 만듭니다. 그리고 오늘날 무선 공학 및 전자 공학에 대한 좋은 이해를 원하는 많은 젊은이들이 관련 학부의 다양한 고등 및 중등 교육 기관에 입학한다는 사실에 기뻐할 수밖에 없습니다. 이는 미래에 이러한 과학 및 기술 분야가 가만히 있지 않고 훨씬 더 흥미로운 장치와 장치로 우리 삶을 계속해서 개선하고 채울 것임을 시사합니다.

중고 도서

1. 외국어 사전. 9판. 출판사 "러시아어"1979, rev. - M.: "러시아어", 1982 - 608 p.

2. 비노그라도프 Yu.V. “전자 및 반도체 기술의 기초.” 에드. 두 번째, 추가합니다. M., "에너지", 1972 - 536p.

3. 라디오 잡지, 1978년 12호

4. 무선 공학 및 전자 공학에 관한 잡지의 현대 기사.

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"라디오 전자공학"이라는 개념은 "라디오 공학"과 "전자공학"의 개념을 결합한 결과로 형성되었습니다.

무선 공학은 무선 주파수 범위의 전자기 진동을 사용하여 장거리 정보를 전송하는 과학 분야입니다.

전자공학(Electronics)은 진공, 기체, 액체, 고체 속에서 발생하는 전하 운반체의 이동 현상을 이용하는 과학기술 분야입니다. 전자공학의 발전으로 무선 전자공학의 기본 기반을 마련하는 것이 가능해졌습니다.

결과적으로, 무선 전자공학은 무선 주파수 전자기 진동 및 파동의 사용을 기반으로 한 정보의 전송 및 변환과 관련된 여러 과학 및 기술 분야의 총칭입니다. 주요한 것은 무선 공학과 전자 공학입니다. 무선 전자공학의 방법과 수단은 현대 기술과 과학의 대부분의 영역에서 사용됩니다.

무선 전자 장치 개발의 주요 단계

라디오의 탄생일은 1895년 5월 7일로 간주됩니다. Popov는 "전기 진동을 감지하고 기록하는 장치"를 시연했습니다. 포포프와는 별도로, 그러나 그보다 나중에 마르코니는 1895년 말에 포포프의 무선 전신 실험을 반복했습니다.

라디오의 발명은 과학기술 발전의 논리적 결과였다. 1831년 M. Faraday는 1860~1865년에 전자기 유도 현상을 발견했습니다. J.C. Maxwell은 전자기장 이론을 창안하고 전자기장의 동작을 설명하는 전기역학 방정식 시스템을 제안했습니다. 1888년 독일의 물리학자 헤르츠(G. Hertz)는 최초로 전자기파의 존재를 실험적으로 확인하고 이를 자극하고 감지하는 방법을 찾았습니다. 1873년 W. Smith가 내부 광전 효과를 발견하고 1887년 G. Hertz가 외부 광전 효과를 발견한 것은 광전 장치 기술 개발의 기초가 되었습니다. 이 과학자들의 발견은 다른 많은 사람들에 의해 준비되었습니다.

동시에 전자 기술도 발전하고 있었습니다. 1884년에 T. Edison은 열이온 방출을 발견했고, Richardson이 1901년에 이 현상을 연구하는 동안 음극선관이 이미 만들어졌습니다. 열이온 음극을 갖춘 최초의 전기 진공 장치인 다이오드는 D.A.에 의해 개발되었습니다. 1904년의 플레밍 영국에서는 라디오 수신기의 고주파 진동을 교정하는 데 사용됩니다. 1905년에 Hell은 Gastron(1906-1907)을 발명했습니다. 미국에서 D. Forest가 "삼극관"이라고 하는 3전극 전기 진공 장치를 만든 것으로 표시되었습니다. 삼극관의 기능은 매우 넓은 것으로 나타났습니다. 광범위한 주파수, 주파수 변환기 등의 전기 진동 증폭기 및 발생기에 사용할 수 있습니다. 최초의 국내 3극관은 1914~1916년에 생산되었습니다. N.D.와 상관없이 Papaleksi 및 M.A. Bonch-Bruevich. 1919년에 V. Schottky는 4전극 진공 장치(4극 진공 장치)를 개발했는데, 이 장치의 광범위한 실제 사용은 1924-1929년에 시작되었습니다. I. Langmuir의 연구로 5전극 장치인 5극관이 탄생했습니다. 나중에는 더 복잡하고 결합된 전자 장치가 등장했습니다. 전자공학과 무선공학이 무선전자공학으로 합병되었습니다.

1950년부터 1955년까지 최대 밀리미터파 범위의 주파수에서 작동할 수 있는 다수의 전자진공 장치가 개발되어 대량 생산되었습니다. 전기 진공 장치의 개발 및 생산의 발전으로 인해 20세기 40년대에 이미 매우 복잡한 무선 시스템을 만드는 것이 가능해졌습니다.

무선 전자 시스템으로 해결되는 문제의 지속적인 복잡성으로 인해 장비에 사용되는 전기 진공 장치의 수가 증가해야 했습니다. 반도체 장치의 개발은 다소 늦게 시작되었습니다. 1922년 O.V. Losev는 반도체 다이오드가 있는 회로에서 전기 진동을 생성할 수 있는 가능성을 발견했습니다. 초기 단계에서 반도체 이론에 대한 주요 공헌은 소련 과학자 A.F. 이오페, B.P. 다비도프, V.E. Loksharev.

반도체 장치에 대한 관심은 1948~1952년 이후 급격히 증가했습니다. W.B. 의 지시에 따라 Bell-Telephone 회사의 실험실에서. Shockley는 트랜지스터를 만들었습니다. 전례 없이 짧은 시간에 모든 산업화된 국가에서 트랜지스터의 대량 생산이 시작되었습니다.

50년대 후반부터 60년대 초반까지. 무선 전자 장치는 주로 반도체가 됩니다. 개별 반도체 장치에서 1제곱센티미터의 기판 영역에 최대 수만에서 수십만 개의 트랜지스터를 포함하고 완전한 기능 단위인 집적 회로로의 전환은 복잡한 무선 엔지니어링 단지의 기술 구현에서 무선 전자 장치의 기능을 더욱 확장했습니다. . 따라서 요소 기반의 개선으로 과학 연구, 공학, 기술 등 분야의 거의 모든 문제를 해결할 수 있는 장비를 만들 수 있는 가능성이 생겼습니다. .

현대인의 삶에서 무선 전자 장치의 중요성

무선전자공학은 통신 기술의 중요한 도구입니다. 현대 사회의 삶은 현대 무선 전자 장치를 사용하여 수행되는 정보 교환 없이는 상상할 수 없습니다. 이는 무선 통신 시스템, 무선 방송 및 텔레비전, 레이더 및 무선 항법, 무선 제어 및 무선 원격 측정, 의학 및 생물학, 산업 및 우주 프로젝트에 사용됩니다. 현대 사회에서 텔레비전, 라디오, 컴퓨터, 우주선 및 초음속 항공기는 무선 전자 장치 없이는 상상할 수 없습니다.