План разработки
ТЕМА №4 «Антенны и распространение радиоволн».
РАСЧЕТ ТЕМЫ ПО ЗАНЯТИЯМ
ЗАНЯТИЕ №1. «Физические свойства и распространение радиоволн»
ВРЕМЯ: 2 часа.
ВИД ЗАНЯТИЯ: лекция.
ЗАНЯТИЕ №2. «Особенности распространения радиоволн»
ВРЕМЯ: 2 часа
ВИД ЗАНЯТИЯ: Лекция.
ЗАНЯТИЕ №3. «Электрические характеристики антенн»
ВРЕМЯ: 2 часа
ВИД ЗАНЯТИЯ: Лекция.
ЗАНЯТИЕ №4. «Практическое применение антенн»
ВРЕМЯ: 2 часа.
ВИД ЗАНЯТИЯ: Практическое с полувзводом.
Лекция № 1 занятие №1. Физические свойства радиоволн
План занятия:
Понятие о радиоволнах, основные законы характеристики радиоволн.
Деление радиоволн на диапазоны.
Основные физические свойства радиоволн.
1. Понятие о радиоволнах, основные характеристики радиоволн
Из физики известно, что если по проводнику протекает переменный ток, то вокруг него возникает переменное магнитное поле, силовые линии которого охватывают проводник с током.
Вблизи проводника появляется переменное поле с замкнутыми линиями магнитной индукции. Изменение магнитного поля приводит к появлению переменного электрического поля с замкнутыми линиями напряженности.
Электрическое поле всегда направлено вдоль проводника, и векторы напряженности электрического и магнитного полей всегда перпендикулярны в пространстве.
Поскольку ток в проводнике переменный, электромагнитное поле также изменяется во времени. Его магнитная составляющая вызывает переменное электрическое поле не только
вблизи проводника, но и в соседних областях пространства. Электрическое поле, в свою очередь новые вихри магнитного поля.
Образованные поля уже не связаны с проводником, а являются свободными. Они непрерывно изменяются во времени и, благодаря этому, распространяются в пространстве со скоростью 300 000 км/с, образуя электромагнитные волны.
Радиоволнами называются электромагнитные колебания, применяемые для передачи сигналов на расстояние.
Радиоволны создаются в результате излучения антенной б пространство высокочастотных колебаний, возбуждаемых генератором высокой частоты, и представляют собой периодически меняющиеся взаимосвязанные электрические и магнитные поля.
Каждую радиоволну можно охарактеризовать частотой и длиной волны.
f = I/2П LC
где L и С - параметры колебательной системы. Данной частоте колебаний в контуре соответствует определенная
длина волны в пространстве.
Длиной волны называется расстояние, проходимое электромагнитной энергией за время одного периода колебаний. Длина волны Л связана с частотой электромагнитных колебаний соотношением:
Л = C/f = 3*108/f ; f = C/л = 3*108/л
где f - частота тока, вызывающего электромагнитную волну, Гц; С - скорость распространения электромагнитной энергии, м/с.
Таким образом, зная длину радиоволны л можно определить её частоту f и, зная частоту, можно определить длину волны.
Важной характеристикой электромагнитных волн является их поляризация. Поляризация волны определяется законом изменения направления и величины вектора Е в данной точке пространства за период колебания. Поляризацию определяют раздельно по двум признакам: по изменению положения конца вектора Е в течение периода колебаний и положению вектора Е относительно выбранной системы
пространственных координат (часто эту систему связывают с Землей).
По положению вектора Е относительно земной поверхности
Различают вертикально поляризованную волну, если этот вектор лежит в плоскости, перпендикулярной поверхности Земли, и горизонтально поляризованную, если вектор Е расположен в плоскости, параллельной Земле.
Если конец вектора Е в течение периода колебаний в данной точке пространства остается на одной прямой, поляризацию называют линейной. Если конец вектора Е описывает в пространстве эллипс или окружность, поляризация называется соответственно эллиптической или круговой. Используемые в радиотехнике электромагнитные волны (радиоволны) распространяются не в свободном пространстве, а в реальных средах. В таких средах из-за их конечной проводимости часть энергии радиоволн необратимо преобразуются в тепло, поэтому амплитуды напряженности электрического и полей по мере распространения волны постепенно уменьшаются(затухают).