23. Особливості поширення радіохвиль. Класифікація радіохвиль по діапазону.

Інформація, виражена у визначеній формі, являє собою повідомлення, що підлягає передачі на відстань. Повідомлення може бути безперервним (аналоговим) і дискретним.

Для передачі інформації в радіолінії зв'язку необхідно повідомлення перетворити в первинний електричний сигнал. Первинний електричний сигнал є, як правило, низькочастотним і його неможливо ефективно випромінювати в середовище поширення радіохвиль. Тому він повинний бути перетворений у високочастотний сигнал, називаний радіосигналом.

Перетворення первинного електричного сигналу в радіосигнал здійснюється шляхом зміни одного чи декількох параметрів несучої радіочастоти. Процес зміни одного чи декількох параметрів несучої частоти відповідно до змін параметрів переданого первинного електричного сигналу (повідомлення) називається модуляцією. Якщо модуляція здійснюється дискретними сигналами, то її звичайно називають маніпуляцією.

Таким чином, при передачі повідомлень на передавальній стороні здійснюється сукупність операцій: первинне перетворення, кодування, модуляція, посилення і випромінювання.

На прийомній стороні здійснюються зворотні операції: прийом радіохвиль, посилення і фільтрація ВЧ коливань, демодуляція, декодування і перетворення сигналу в повідомлення.

Джерело й одержувач повідомлення, технічні пристрої, що забезпечують передачу повідомлень (сигналів), а також середовище поширення радіохвиль складають систему радіозв'язку. Середовище поширення радіохвиль між передавальною і приймальнею антенами називається лінією радіозв'язку. Радіолінія зв'язку призначена для передачі інформації на відстань за допомогою радіосигналів.

В лінії радіозв'язку радіосигнали від передавальної станціїї випромінюються у відкритий простір за допомогою антени, на прийомній стороні вони приймаються з відкритого простору також за допомогою антени.

Електромагнітне поле, яке випромінюється в просторі і поширюється в ньому із швидкістю V називається електромагнітною хвилею. За період Т електромагнітна хвиля розповсюджується на відстань рівний довжині хвилі

За допомогою електромагнітної хвилі забезпечується передача інформації на відстань.

На умови ведення зв'язку в системах радіозв'язку значно впливає іоносфера. Так називається область атмосфери, що знаходиться на висотах 60–20000 км над земною поверхнею, де відбуваються безперервні процеси іонізації молекул під дією різних іонізуючих факторів.

Електромагнітний промінь, потрапляючи в іоносферний шар, може пройти крізь нього (з відповідними втратами енергії) або відбитись від нього. В результаті відбиття електромагнітних коливань від іоносфери зв'язок двох радіостанцій А і В може здійснюватись не тільки поверхневим променем, але і просторовим променем.

Проходять крізь іоносферу коливання високої частоти, а відбиваються – низької. Максимальна частота, при якій промінь, направлений під кутом , ще відбивається від іоносфери, називається граничною частотою f_ГР. Якщо  = 0, то максимальна частота називається критичною f_КР.

Критична частота атмосфери визначається шляхом вертикального зондування за допомогою іоносферних станцій, подібних радіолокаційним. У випадку зв'язку просторовим променем (з відбиттям від іоносфери) при заданому розміщенні станцій зв'язку А і В та відомій висоті відбиваючого шару іоносфери легко розрахувати кут , а, знаючи критичну частоту f_КР, за формулою для даної радіолінії можна розрахувати граничну частоту зв'язку f_ГР.

На основі вертикального іоносферного зондування вважається, що іоносфера складається з трьох шарів: D, E і F.

Шар D знаходиться на висотах 60 – 80 км і є самим нижнім шаром іоносфери. Він існує тільки вдень, а вночі пропадає. Критична частота цього шару складає 0,1 – 0,7 МГц.

Шар E знаходиться на висотах 100 – 130 км, причому висота його мало залежить від пори року і часу доби. Критична частота цього шару змінюється від 3 – 4МГц вдень до 0,6 МГц вночі.

Шар F знаходиться на висотах 200 – 400 км. Вдень він розпадається на два шари: F₁ на висоті 200 – 230 км і F₂ на висоті 300 – 400 км. Шар F₁ за своїми властивостями подібний до шару Е. Критична частота шару F₂ складає 4 – 6 МГц. В нічний час існує єдиний шар F, критична частота якого 4,5 МГц.

Властивості поширення радіохвиль залежать від вибраної ділянки діапазону частот. В деяких межах ці властивості або закономірності залишаються постійними, на цьому заснована класифікація радіочастотного діапазону. Принцип ділення і нумерація діапазонів: (0.3-3)* (Гц) де N - номер діапазону.

Класифікація (радіохвиль) по діапазону робочих частот:

 кілометрові (довгохвильові) 1...10 км (30...300 кГц);

 гектаметрові (середньохвильові) 100...1000 м (300 кГц...3 МГц);

 декаметрові (короткохвильові) 10...100 м (3...30 МГц);

 метрові 1...10 м (30...300 МГц);

 дециметрові 10...100 см (300 МГц...3 ГГц);

 сантиметрові 1...10 см (3...30 ГГц); УКХ

 міліметрові 1...10 мм (30...300 ГГц);

 дециміліметрові 0,1...1 мм (300... 3000 ГГц).

Радіохвилі діапазонів метрових, дециметрових, сантиметрових, міліметрових і дециміліметрових хвиль часто називають діапазоном ультракоротких хвиль (УКХ).