Основные физические свойства радиоволн.
2.1 Основные положения
Качество и дальность радиосвязи в значительной мере определяется условиями распространения радиоволн, эффективностью передающих и приёмных антенн. В процессе распространения радиоволны искажаются и ослабляются. На приёмную антенну, помимо принимаемого сигнала, действуют различные помехи естественного и искусственного происхождения. Радиосвязь возможна лишь в случаях, когда поле принимаемого сигнала не ниже некоторого уровня, зависящего от уровня помех в месте приёма и вида модуляции. Особенности физических свойств радиоволн обусловлены их природой. Помимо того, что напряжённость электрического поля убывает по мере увеличения расстояния от источника (передатчика) и волна имеет определённую поляризацию, существует ещё ряд физических свойств, определяющих характер распространения радиоволн и эффективность радиосвязи в целом.
Рис. Распространение радиоволн, как результат многократного отражения от ионосферы и Земли.
2.1 Свойства радиоволн.
А) Дифракция - это способность радиоволн огибать различные радио непрозрачные препятствия, находящиеся на пути их прямолинейного распространения, создавая конечную напряжённость поля в области геометрической тени. Дифракция выражена тем сильнее, чем больше отношение длины волны к радиусу кривизны препятствия. Так, например, в дека метровом и метровом диапазонах (KB и УКВ) дифракции практически не существуют.
Б) Отражение радиоволн - свойство радиоволн изменять направление распространения при встрече с препятствием или со средой, имеющей резко отличные от первоначальной среды электрические параметры.
Так как радиоволны подобно свету являются электромагнитными колебаниями, для них справедливы общие законы оптики, в соответствии с которыми в однородной среде волны распространяются прямолинейно. На границе раздела двух сред происходит отражение или преломление радиоволн. При отражении от идеально гладкой поверхности волна возвращается в ту среду, из которой приходит, а при преломлении - переходит в другую среду, причем направление её распространения изменяется.
В) Рефракция - это искривление лучей радиоволн, вызванное непрерывным плавным изменением показателя преломление среды, в которой распространяются эти волны. Рефракция в большей степени характерна для метрового (УКВ) диапазона, где не сказывается дифракция. При этом благодаря рефракции, дальность связи увеличивается до 15%.
Рисунок Траектории метровых волн при различных видах атмосферной рефракции.
отсутствие атмосферной рефракции;
отрицательная атмосферная рефракция;
положительная атмосферная рефракция, 3а-нормальная атмосферная рефракция, 3б-критическая атмосферная рефракция.
Г) Рассеяние радиоволн (дисперсия) — изменение направления распространения радиоволн при распространении в дискретно-неоднородной среде. Наиболее важным свойством механизма рассеяния является переход от пространственно упорядоченного переноса энергии волны к неупорядоченному (во всех направлениях, хотя и с разной интенсивностью).
Конкретными примерами могут служить рассеяния на неоднородностях тропосферы и ионосферы, а также на ионизированных следах метеоров.
Рис. Рассеяние (дисперсия) радиоволн.
Д) Интерференция радиоволн определяется взаимодействием в какой-либо точке пространства двух или более радиоволн, созданных одним источником, но прошедшие разные пути, из-за чего имеющие различные фазы. Если взаимодействующие волны имеют близкие фазы, в результате происходит усиление суммарного сигнала. Если фазы противоположные, то амплитуда может стать равной нулю или оказаться значительно слабее одиночного сигнала. Этот фактор имеет место в радиосвязи в виде замирания.
Интерференция пространственных лучей и поверхностного луча в точке приема С.
Интерференция двух волн:
а - сложение двух волн при сдвиге фаз;
б - сложение двух волн при сдвиге фаз;
в - интерференция пространственных волн
Заключение:
Заканчивая рассмотрение первой лекции темы №3 дисциплины Военно-техническая подготовка, можно сделать следующий выводы:
- качество и дальность радиосвязи в значительной мере определяется условиями распространения радиоволн, эффективностью передающих и приёмных антенн;
- в процессе распространения радиоволны искажаются и ослабляются;
- на приёмную антенну, помимо принимаемого сигнала, действуют различные помехи естественного и искусственного происхождения
На следующем занятии мы продолжим изучение темы №3 и рассмотрим факторы, влияющие на распространение радиоволн
На самостоятельной подготовке изучить изложенный материал, особое внимание уделить вопросу классификации радиоволн по диапазонам.
Литература:
1. Харкевич А.А. Основы радиотехники. — M.: Связьиздат, 1962.— 560 с.
2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. — М.: Сов. радио, 1964. — 695 с.
3. ARRL Hand book, 2000.
4. Аргонов А. Любителям Си-Би связи. — Вып. 2. — М.: Солон-Р, 2001.
5. Горбунов П.П. «Антенны войсковых радиостанций» М. Воениздат.
Начальник кафедры ВВС и РЭБ ФВО при ЮФУ
полковник
А.Громов
«___»__________20__г.