Антенными устройствами

Параметры распростра­нения электромагнитных колебаний

ЛЕКЦИЯ № 8

Передача информации на малые и большие расстояния может

осуществляться с помощью электромагнитных волн (радиоволн), свободно

распространяющихся в пространстве (без использования проводов или

кабелей) со скоростью света С=300000 км/с.

Электромагнитные волны являются одним из видов материи и

представляют собой периодически меняющиеся и взаимно связанные

переменные электрическое и магнитное поля.

Радиоволны занимают часть спектра электромагнитных колебаний,

ограниченную пределами 3 кГц — 3000 ГГц (длина волны 100 км — 0,1 мм

соответственно). Указанные колебания обладают разными свойствами при

их генерировании, усилении и распространении.

В настоящее время спектр радиоволн делят на несколько диапазонов

(таблица 1).

Таблица 1- Диапазоны радиоволн

Как видно из таблицы, в основу деления положен десятичный

принцип, учитывающий в то же время особенности распространения волн

каждого диапазона. Следует помнить, что такое деление весьма условно,

так как резкой границы между диапазонами не существует.

В любой радиолинии между передающим и приемным пунктами

находится природная среда (атмосфера, искусственные сооружения и

естественные препятствия), которая не поддается никакому управлению.

Физические свойства среды, в которой распространяются радиоволны,

подвержены непрерывному и случайному изменению из-за естественных

явлений в природе.

1.2 Атмосфера и ее влияние на распространение радиоволн

Атмосферой называется газообразная оболочка Земли,

простирающаяся до высоты примерно 20000 км. В ней различают три

области: тропосферу, стратосферу и ионосферу (рисунок 1).

Нижние слои атмосферы до высоты примерно 15 км называют

тропосферой. Она представляет собой смесь азота, кислорода, водяных паров

и т.д. В тропосфере при нормальных условиях с увеличением высоты

температура, влажность и давление воздуха непрерывно уменьшаются. При

этом заметно меняются электрические свойства тропосферы. Выше тропосферы (до 60 км) располагается стратосфера.

Область ионосферы (60-20000 км) состоит из ионизированных газов,

оторые располагаются слоями. Число слоев и степень ионизации зависят от

ремени суток, года и солнечной активности.

Ионосфера оказывает существенное влияние на характер

распространения радиоволн. Одни радиоволны проходят через ионосферу,

другие отражаются от нее, причем отражение может происходить от разных

ее слоев в зависимости от длины распространяющейся волны

По способу распространения радиоволны делятся на поверхностные

(земные), распространяющиеся вдоль поверхности Земли, и

пространственные, идущие от антенны в пространство с последующим

отражением от верхних слоев ионосферы (рисунок 2).

В процессе распространения поверхностных волн их энергия частично

поглощается Землей. Поглощение энергии тем больше, чем меньше длина

волны. Поверхностные волны при распространении огибают земную

поверхность и встречающиеся на пути препятствия. Это явление носит

название дифракции

При прохождении через слои атмосферы, имеющие различные

диэлектрические постоянные, радиоволны преломляются подобно лучу света

при переходе из одной среды в другую В результате этого траектория волны

искривляется Отклонение радиоволн от прямолинейного направления

называется рефракцией.

Радиоволны диапазонов ДВ, СВ и КВ могут быть поверхностными и

пространственными, т. е. отраженными от слоев ионосферы. В диапазоне

УКВ радиоволны практически не отражаются от ионосферы, они «проби-

вают» эти слои и уходят в мировое пространство. Поверхностные

ультракороткие волны могут быть прямыми и отраженными, например, от

Земли (рисунок 3).

Дата добавления: 2014-01-07