РАДИОЭЛЕКРОННОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Учебно-методическое пособие

МИНСК

2009

ПРИЕМ И ПЕРЕДАЧА РАДИОСИГНАЛОВ

1. Электромагнитные волны (радиоволны) Свойства радиоволн

Передача сообщений на расстояние без проводов осуществляется с помощью электромагнитных волн (радиоволн), т.е. распространяющихся в пространстве электромагнитных полей. Электромагнитное поле – это совокупность переменных электрического и магнитного полей. Основной характеристикой электрического поля является его напряженность Е, которая представляет собой силу, действующую со стороны поля на единичный положительный электрический заряд. Напряженность электрического поля зависит от диэлектрической проницаемости  среды, в которой существует поле. Величина  показывает, во сколько раз напряженность электрического поля в данной среде отличается от напряженности поля в вакууме.

Основной характеристикой магнитного поля является его напряженность Н, представляющая собой отношение магнитной индукции В к магнитной проницаемости  среды, в которой существует поле. Индукцией магнитного поля называется сила, действующая со стороны поля на единичный положительный электрический заряд, движущийся с единичной скоростью перпендикулярно к магнитным силовым линиям. Величина  показывает, во сколько раз индукция магнитного поля в данной среде отличается от индукции поля в вакууме.

Величины Е и Н являются векторными, т.е. величинами, которые характеризуются не только числовыми значениями, но и направлением. Векторы Е и Н перпендикулярны друг другу и направлению распространения волны. Ориентировка в пространстве вектора Е определяет поляризацию радиоволны. Различают линейную, круговую и эллиптическую поляризации.

Радиоволна называется линейно поляризованной, если вектор электрического поля Е в каждой точке вдоль линии распространения лежит в одной плоскости, называемой плоскость поляризацией. В зависимости от расположения плоскости поляризации различают вертикальную и горизонтальную поляризацию. При круговой поляризации конец вектора электрического поля с течением времени описывает окружность, а при эллиптической – эллипс. На рис.1.1 изображены графики изменения в пространстве напряженностей электрического и магнитного полей электромагнитной волны, распространяющейся в направлении ОХ, и имеющей вертикальную линейную поляризацию.

Рис.1.1 Структура электромагнитной волны

Законы распространения радиоволн

Распространяющиеся электромагнитные волны характеризуются фронтом волны, представляющий собой поверхность, в каждой точке которой фаза распространяющейся волны имеет одно и то же значение. Обычно считают, что волны являются сферическими или плоскими, т.е. их фронт представляет собой либо сферу, либо плоскость. Все электромагнитные волны подчиняются общим законам.

Закон прямолинейного распространения радиоволны распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью, если среда, в которой происходит распространение, обладает однородными электрическими свойствами.

Законы отражения и преломления

П ри переходе из одной среды в другую (с другими электрическими свойствами) радиоволны испытывают отражение и преломление (рис.1.2). При этом угол падения равен углу отражения, а углы падения и преломления связаны между собой законом синусов

Преломление радиоволн объясняется различием в скорости распространения радиоволны в средах с различными электрическими свойствами.

Явление дифракции дифракцией называется способность радиоволн огибать выпуклость земного шара, неровности земли и другие препятствия (рис.1.3).

Ч ем больше длина волны по сравнению с размерами препятствия, тем сильнее выражена дифракционная способность радиоволн. Радиоволны,распространяющиеся вокруг земного шара и огибающие его вследствие явления дифракции, получили название земных или поверхностных радиоволн.

Явление рефракции наблюдается если радиоволна распространяется в среде с непрерывно меняющейся диэлектрической проницаемостью , то вследствие изменения скорости распространения радиоволны происходит искривление ее траектории причем кривизна траектории определяется степенью неоднородности среды.

Явление интерференции

При взаимодействии в некоторой точке пространства двух радиоволн, созданных одним источником, но прошедших различные пути. Эти волны будут иметь в точке приема различные фазы. При сложении таких радиоволн может произойти их взаимное усиление или ослабление.

П о способу распространения радиоволны подразделяются на три группы: прямые, поверхностные и пространственные (рис.1.4). Прямыми называются волны, распространяющиеся между источником излучения и приемником по прямой. Поверхностными называются волны, которые распространяются вдоль поверхности Земли и частично огибают ее. Пространственными называются волны, распространяющиеся путем последовательного отражения от ионосферы и поверхности земли .