2.Распространение радиоволн различных частотных диапазонов.
2.1 Способы распространения радиоволн и влияющие на них факторы.
П
Прямые волны – радиоволны (1), распространяющиеся по прямолинейным траекториям в пределах прямой видимости от источника излучения в точку приема. Связь прямыми волнами осуществляется между наземными станциями и ИСЗ, между самолетами (вертолетами) и на радиорелейных линиях при высокоподнятых антеннах. Прямые волны характерны для диапазона ультракоротких волн.
Земные волны – радиоволны (2), распространяющиеся в непосредственной близости от земной поверхности, включая прямые и отраженные от земной поверхности волны. Связь земными волнами характерна для длинноволнового, средневолнового и коротковолнового диапазона частот. Вдоль земли могут распространяться и волны метрового диапазона УКВ.
Дифракционные волны – радиоволны (3), распространяющиеся за пределы прямой видимости за счет огибания препятствий, размеры которых меньше чем длина волны.
Дифракционное распространение радиоволн характерно для длинных, средних, коротких и частично ультракоротких волн.
Ионосферные волны – радиоволны (4), распространяющиеся на большие расстояния за счет однократного (или многократного) отражения от ионосферы и земной поверхности. От ионосферы могут отражаться радиоволны длинноволнового, средневолнового и коротковолнового диапазонов частот, однако для реальных радиосвязей используется в основном диапазон КВ (3 – 30 МГц).
Тропосферные волны – радиоволны (5), распространяющиеся от излучателя в точку приема за счет рассеяния и частичного отражения от неоднородностей тропосферы. Тропосферное распространение волн на дальности 300 – 500 км характерно для диапазона УКВ (f 30 МГц). Радиоволны УКВ диапазона могут распространяться на большие расстояния также за счет отражения от ионизированных слоев метеоров в атмосфере. Но радиосвязь на этих волнах не устойчива и поэтому редко используется на практике.
Выбор того или иного способа распространения радиоволн определяется требованиями к радиолинии, её географическим расположением и природно-климатическими условиями.
Для управления войсками и оружием в Сухопутных войсках, Военно-морском флоте, Военно-воздушных силах и космических войсках используются следующие способы распространения радиоволн:
в Сухопутных войсках – прямые, земные, ионосферные и тропосферные волны;
в Военно-морском флоте – прямые, земные и ионосферные волны;
в Военно-воздушных силах и космических войсках - прямые волны.
Факторы, влияющие на распространение радиоволн.
Функционирование РЭС можно существенно нарушить изменением условий распространения ЭМВ прежде всего в ионосфере. Проходя через ионизированные участки пространства, где среднее расстояние между частицами среды меньше длины волны, электромагнитная энергия частично отражается, поглощается и изменяет направление распространения. Интенсивное отражение и преломление наблюдается во всех случаях, когда параметры, характеризующие электромагнитные свойства ионизированных областей (удельная электромагнитная проводимость, диэлектрическая и магнитная проницаемости), отличны от аналогичных параметров среды, в которой распространяются ЭМВ. Наибольшее отклонение направления их распространения происходит, когда ионизированная область состоит из участков с различными электрическими параметрами. Без учёта влияния магнитного поля Земли и частоты столкновений электронов коэффициент преломления электромагнитных волн в ионизированной среде зависит от частоты волны и концентрации электронов в единице объёма.
При достаточно высокой концентрации свободных электронов волна полностью отражается или значительно ослабляется и искривляется ионизированным слоем.
Свободные электроны среды под действием электрического поля падающей волны совершают вынужденные колебания с частотой, равной частоте падающих волн. Обычно при воздействии на свободный электрон ЭМВ часть её энергии передаётся объекту воздействия в виде энергии колебания. Если электрон не теряет энергии при столкновении с нейтральными частицами воздуха (атомами или молекулами), то он излучает новый электромагнитный сигнал на той же частоте и энергия волны восстанавливается практически без потерь.
Однако если электроны часто сталкиваются с нейтральными частицами, то большая часть их энергии преобразуется в энергию хаотического движения и не переизлучается. В результате энергия электромагнитного поля превращается в тепловую энергию среды и сигнал ослабляется.
Наибольшее затухание ЭМВ происходит на высоте около 70 км над земной поверхностью. Ионизация воздуха, т. е. выбивание электронов из нейтральных атомов и молекул различных газов атмосферы и превращение их в положительно заряженные частицы, происходит в нормальной невозмущённой атмосфере под действием ионизирующего излучения Солнца. Протоны, альфа-частицы и тяжёлые ядра, входящие в состав солнечной радиации, образуют в земной атмосфере ионосферу, имеющую повышенную плотность свободных электронов и положительных ионов, которая частично поглощает энергию или изменяет направление распространения электромагнитных волн.