Вопросы для самопроверки

1. Каков принцип деления радиоволн на диапазоны?

2. Как распределяются излученные антенной радиоволны в пространстве?

3. От каких факторов и как зависит поглощение радиоволн земной поверхностью?

4. Какую зависимость выражает формула идеальной радиопередачи (12.2) и при каких условиях ее можно использовать?

5. Какова структура земной атмосферы?

6. Что представляет собой ионосфера?

7. Чем характеризуется и от чего зависит интенсивность ионизации воздуха?

8. Как изменяется электронная концентрация с высотой, от каких регулярных факторов она зависит?

9. Какие нерегулярные факторы влияют на структуру ионосферы и каково их влияние?

10. От каких факторов и как зависит диэлектрическая проницаемость ионизированного воздуха?

11. Какова причина преломления луча РВ в ионосфере?

12. От чего зависит степень преломления?

13. Какова причина затухания РВ в ионосфере, от чего она зависит?

4.2 Особенности распространения радиоволн различных диапазонов

Распространение сверхдлинных и длинных радиоволн

Условия распространения. Для СДВ ( ) и ДВ ( ) ионосфера и поверхность земли обладает высокой проводимостью. Поэтому РВ распространяется путем мгновенного отражения от нижней границы ионосферы (D – днем, Е - ночью) и Земли, как в гигантском волноводе. Этим, а не дифракцией поверхностного луча, объясняется огибание ими кривизны Земли и проникновение за любые ее неровности. Связь может быть обеспечена с любым пунктом Земли, но для этого требуется очень большая мощность и громоздкая антенна. На волнах длиннее 20 км. можно обеспечить связь с подводными или подземными объектами, находящимися на небольшой глубине.

Рис. 4.4 Распространение СДВ и ДВ в волноводном канале

Сравнительные особенности. Достоинством СДВ и ДВ можно считать стабильность условий распространения, которые не зависят от состояния ионосферы, а значит и от времени суток, года и т.д.

Недостатками этих диапазонов являются следующие их свойства:

1) Малая частотная емкость. Ширина диапазонов СДВ и ДВ составляет 297кГц.

2) Высокий уровень атмосферных помех. Мощность атмосферных промышленных и других импульсных помех сосредоточена в основном на низкочастотном участке спектра, которому соответствуют СДВ и ДВ

Рис. 4.5 Зависимость интенсивности атмосферных и импульсных помех от частоты

3) Мощные передатчики (сотни кВт) и громоздкие антенны (сотни метров) необходимы для обеспечения дальней связи.

Области применения. Стабильность условия распространения является основной для применения СДВ и ДВ для цепей дальней навигации, передачи метеосводок и сигналов точного времени. Часть диапазона ДВ используется для радиовещания, а СДВ – для связи с подводными и подземными объектами.

Распространение средних радиоволн

Условия распространения поверхностного луча СВ ( ) характеризуется возрастанием потерь в Земле за счет уменьшения проводимости почвы. Поэтому про максимальной достижимой мощности РПДУ дальности связи поверхностным лучом не превышает 1000 – 2000 км.

Пространственный луч СВ отражается от слоя Е. В дневное время затухание, возникающее за счет двукратного его прохождения сквозь слой D, оказывается настолько значительным, что связь отсутствует. Ночью слоя D нет. Лучи отраженные от слоя F обеспечивают дальность связи до 4 – 5 тысяч километров.

Рис. 4.6 К возникновению ближнего фединга

В зоне совместного действия поверхностного и пространственного лучей возникают интерференционные замирания – ближний фединг. Поскольку пути пройденные этими лучами различны, то различны и фазы э.д.с., наведенных ими в приемной антенне. Достаточно длинные пути пространственного луча, за счет нестабильности отражающего слоя, изменяется на , так как, вместо совпадения, эти э.д.с. окажутся в противофазе. Это приведет к их вычитанию, и замиранию приема и потере части информации. Для борьбы с замираниями используют:

– антифединговые передающие антенны, излучение которых сконцентрировано вдоль земли;

– систему автоматического регулирования усиления РПУ, повышающую усиление слабых сигналов и наоборот.

Сравнительные особенности.

Достоинства:

1). Большая частотная емкость (270 каналов шириной в 10кГц).

2). Меньше мощность РПДУ (при той же дальности связи) и менее громоздкие антенны.

3). Меньший уровень атмосферных помех.

Недостатки:

1). Нестабильность условий распространения;

2). Наличие интерференционных замираний.

Область применения. Наиболее широко СВ используется для радиовещания. На радиолиниях гражданской авиации СВ используется для связи в полярных широтах в периоды ионосферных возмущений, а также для радионавигации. На СВ работают приводные радиостанции и радиокомпасы (АРК).