ЭД / Новая папка (2) / PDF / ЛК 14_ТЭД_и_РРВ_ч_2

ЭД и РРВ (ЛК 14)

ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНОВ

Средние волны, короткие волны

Особенности распространения средних радиоволн;

условия распространения земной волны СВ диапазона;

условия распространения пространственной волны СВ диапазона;

расчет напряженности поля ионосферной волны СВ диапазона;

особенности распространения коротких радиоволн;

оптимальные длины волн КВ диапазона для разного времени суток;

замирания в диапазоне КВ;

понятие «радиоэхо» в диапазоне КВ;

понятие «зоны молчания» в диапазоне КВ.

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Особенности распространения средних радиоволн

Диапазон средних длин волн λ = 1000...100 м (частоты

0,3 — 3 МГц). Волны этого диапазона характеризуются примерно одинаковыми условиями распространения, основной особенностью которых является прием днем только земной волны, а ночью — и земной, и пространственной. В дневное время радиус

действия станций обычно составляет несколько сотен километров, увеличиваясь ночью до 2000...3000 км и более.

При приближении к диапазону КВ усиливается роль пространственных волн, при приближении к диапазону ДВ происходит постепенный переход к волноводному распространению.

Диапазон СВ широко используются для целей морской связи. На морских линиях условия распространения земной волны наиболее благоприятны из-за малой утечки энергии в подстилающую среду — морскую воду, которая обладает высокой проводимостью. Дальность действия земной волны не превышает

500...700 км.

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Условия распространения земной волны СВ диапазона

Условия распространения земной волны вдоль электрически однородной гладкой земной поверхности хорошо соответствуют теории дифракции. Однако в рассматриваемом диапазоне на поле земной волны оказывают влияние два свойства, характерные для реальной земной поверхности: электрическая не-

однородность почвы вдоль трассы и по глубине почвенного покрова, а также неровности рельефа.

Глубина проникновения изменяется в зависимости от проводимости почвы зм и длины распространяющейся волны и в данном диапазоне (СВ) составляет в среднем 10...20 м. Измерения показывают, что распределение зм носит ярко

выраженный случайный характер, даже если измерения проводятся на небольших по размерам площадях. Это объясняется сложными и многообразными условиями образования почв, различием в расположении слоев осадочных пород, уровней грунтовых вод и др.

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Условия распространения земной волны СВ диапазона

Значение напряженности поля земной волны зависит от растительного покрова. Распространяющаяся над лесом волна поглощается за счет токов, наводимых ею в стволах деревьев. Проводимость древесины зависит от температуры и влажности, увеличиваясь с их повышением, поэтому летом ослабление за счет деревьев больше, чем зимой. Расчеты возможных сезонных изменений уровня сигнала, связанные с сезонными изменениями поглощения в деревьях, показывают, что зимой напряженность поля земной волны на 20...50% выше, чем летом.

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Условия распространения пространственной волны СВ диапазона

В дневные часы энергия СВ очень сильно поглощается слоем D, сквозь который волны проходят дважды — при подходе к слою E и при отражении от него. Ночью же слой D отсутствует и волны в нем не поглощаются. Поэтому в дневные часы средние волны практически могут распространяться только как поверхностные (земные), а но-

чью на более значительных расстояниях от передатчика можно принимать ионосферные средние волны.

Участие ионосферы в распространении средних волн в ночное время сопровождается некоторыми особенностями. Первой из таких особенностей следует считать замирания (резкие уменьшения уровня сигнала в результате интерференции земных и пространственных волн). Замирания носят беспорядочный характер. Они ухудшают качество приема радиовещания. Поэтому передающие радиовещательные антенны средних волн должны обладать характеристиками направленности, дающими максимум излучения вдоль земли.

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Условия распространения пространственной волны СВ диапазона

Вторым неизбежным следствием влияния ионосферы на распространение средних волн оказываются колебания уровня сигнала в течение суток.

Третьей особенностью распространения, обнаруженной и описанной именно применительно к СВ, следует считать нелинейные искажения в ионосфере. Это явление называется Люксембургско-Горьковским эффектом. Заключа-

ется оно в том, что при приеме какой-то радиостанции, на которую настроен приемник, прослушивается другая (мощная) радиостанция, на которую приемник не настроен. При прекращении же передачи первой станцией исчезает и слышимость второй. Объясняется этот эффект следующим образом: мощная станция своим полем изменяет число столкновений электрона в ионосфере с молекулами газа за секунду и тем самым изменяет условия прохождения в ионосфере радиоволн принимаемой станции, как бы производя модуляцию этих волн магнитным полем мощной станции.

Следует отметить, что Люксембургско-Горьковский эффект был открыт и описан радиолюбителями, а научное объяснение его оказалось возможным по мере глубокого изучения ионосферы.

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Расчет напряженности поля ионосферной волны СВ диапазона

В ночное время необходимо учитывать, кроме земной волны, наличие волны, отраженной от ионосферы. Напряженность поля ионосферной волны Eд ре-

комендуют определять, используя результаты статистической обработки измерений.

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Особенности распространения коротких радиоволн

К коротким волнам КВ относятся радиоволны длиной от 100 до 10 м (частоты 3 — 30 МГц). Преимуществом работы на коротких волнах по сравнению с работой на более длинных волнах является то, что в этом диапазоне можно создать направленные антенны. Короткие волны могут распространяться как земной, так и ионосферной волной.

Поглощение энергии радиоволн в земной поверхности возрастает с увеличением частоты, тогда как поглощение в ионосфере с ростом частоты уменьшается. Именно поэтому основным видом практически применяемого распространения коротких волн следует считать ионосферное распростране-

ние. Вдоль земной поверхности короткие волны распространяются на не-

большие расстояния. При мощности передатчика в десятки и даже в сотни ватт дальность связи земными лучами не превосходит десятков километ-

ров, особенно для верхней половины коротковолнового диапазона.

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Особенности распространения коротких радиоволн

Радиопередача на коротких волнах ионосферными лучами является экономичным способом дальней радиопередачи. В «нормальных условиях» со-

стояния ионосферы для отражения лучей коротких волн основным оказывается слой F, а лежащие ниже его слои E и D создают вредное поглощение энергии коротких волн.

Увеличения дальности коротковолновой связи достигается путем нескольких «скачков», т.е. многократного отражения от ионосферы и от поверхности Земли.

Дальность такой связи определяется углом, под которым волны падают на границу ионосферы (и отражаются от нее): чем больше угол падения, тем больше дальность «скачка».

ЭД и РРВ (ЛК 14)

Особенности распространения коротких радиоволн

Экономичность же связи достигается благодаря тому, что при правильном выборе длины волны поглощение энергии в слоях ионосферы на коротких волнах незначительно (гораздо меньше, чем на средних волнах), а потому в пунктах возвращения отраженных волн к Земле напряженность их поля может оказаться достаточной для приема даже при сравнительно небольшой мощности передатчика.

Правильность выбора длины волны заключается в определении критической частоты для отражающего слоя ионосферы

fкр 80,8Nмакс , Гц.

Анализ данного выражения показывает, что чем больше частота, тем большая электронная концентрация требуется для поворота волны.