19. Граничные условия
На границе раздела двух сред идеального диэлектрика и идеального проводника, когда луч падает на поверхность, электрическое поле не имеет тангенциальной (параллельной) составляющей, а магнитное не имеет нормальной (перпендикулярной).
При падении на поверхность другой среды электромагнитная волна возбуждает в ней ток, который вызывает появление в первой среде вторичной электромагнитной волны, называемой отраженной и в другой среде, преломленной. Соотношение интенсивностей падающей, отраженной и преломленной волн определяется соотношениями между волновым сопротивлением этих сред. Это легко понять, если рассматривать первую среду как линию передачи, а вторую как нагрузку этой линии передачи.
Рассмотрим частный случай поведения электромагнитной волны на границе раздела двух сред:
1) идеального диэлектрика;
2) идеального проводника.
Рассмотренный случай соответствует короткозамкнутой двухпроводной линии, так как волновое сопротивление эквивалентной линии, то есть сопротивление свободного пространства равно 377 (Ом), а сопротивление нагрузки равно нулю:
Как известно, напряженность на конце короткозамкнутой линии равно нулю, а ток имеет максимальное значение и волны вдоль такой линии оказываются стоячими, аналогично в нашем примере напряженность электрического поля равна нулю, напряженность магнитного поля удваивается, в диэлектрике возникают стоячие волны, а в проводнике волны полностью отсутствуют.
Граничные условия: на границе раздела идеально проводящей среды электрическое поле не имеет тангенциальной (продольной) составляющей, а магнитное поле не имеет нормальной (поперечной) составляющей.
В случае если проводник неидеальный, силовые линии электрического поля отклоняются от перпендикуляра к поверхности. В электрическом поле появляется горизонтальная составляющая, и электромагнитные волны проникают вглубь проводника. Таким образом, явление полного внутреннего отражения на границе раздела двух сред возможно только в случае идеального проводника.
20. Распространение пространственных радиоволн. Влияние ионосферы на распространение электромагнитных волн.
Поверхностные (земные) распространяются за счет дифракции, а пространственные — за счет отражения от ионосферы. Над поверхностью Земли под действием ультрафиолетовых лучей молекулы расщепляется на ионы и электроны.
Радиоволны распространяются в атмосфере над земной поверхностью, поэтому необходимо знать свойства атмосферы, влияющие на распространение радиоволн. Земля является полупроводящей, поэтому ее свойства в значительной степени зависят от частоты. Для длинных волн Земля – проводник, для ультракоротких волн – Земля диэлектрик. Различают четыре ионизированных слоя.
D – находится на высоте (60-80) км
Е – находится на высоте (100-130) км
F1 - находится на высоте (180-230) км
F2 - находится на высоте (250-450) км
Наименее ионизированным слоем является слой D, наиболее ионизированным слой F. Между слоями находится воздух. В ночное время из-за отсутствия ионизации (нет солнечных лучей) интенсивность слоев снижается, а слои D и E полностью исчезают. Высота слоя F уменьшается и приближается к значению 200 км.
Для длинных характерно, а для УКВ нет (они проходят сквозь ионосферу). Для длинных волн ионосфера является проводником.
От проводника электромагнитные волны отражаются.
ДВ не подходят для высокоскоростной передачи информации, нужна большая антенна.