1.Основные понятия о радиоволнах и их характеристики

Радиоволнами называют часть диапазона электромагнитных волн. Наряду с радиоволнами к электромагнитным волнам относят: инфракрасные лучи, создаваемые при нагревании тел; видимый свет; ультрафиолетовые лучи, получаемые как при нагревании тел, так и при электрическом разряде; рентгеновские лучи, образуемых при резком торможении пучка электронов; гамма-лучи, получаемые в результате внутриядерных процессов. Как видно все они отличаются друг от друга частотой колебаний (длиной волн) и способом их получения.

Радиоволны создаются при прохождении по проводнику высокочастотного электрического тока.

Явление возбуждения высокочастотным током совокупности электрического (Е) и магнитно­го (Н) полей, распространяющихся в пространстве со скоростью света (V≈300000 км/с) принято называть излучением электромагнитных волн.

Если ток в проводнике (антенне) изменяется периодически по синусоидальному закону, то в пространстве образуется движущееся электромагнитное поле с периодическим повторением во времени значений напряженности электрического и магнитного полей.

Время, в течение которого значения тока в антенне или значения напряженностей электриче­ского (Е) и магнитного (Н) полей совершают одно полное колебание, называется периодом (Т).

Максимальное значение тока, напряженности поля Е или Н называется их амплитудой.

Величина, характеризующая состояние колебательного процесса в любой момент времени называется фазой. На определенном расстоянии λ фазы колебаний одинаковы (рис.1).

Р асстояние, на которое распространяется энергия электромагнитного поля за период колебания тока в антенне радиостанции, называется длиной волны(λ).

Рис.1. Изменения напряженности электрического и магнитного полей в пространстве

Другим параметром, характеризующим колебания, является частота (от слова "часто") – число, показывающее, сколько полных колебаний в секунду совершает ток в антенне, значения напряженностей электрического и магнитного полей в какой-либо точке пространства и т.д.

Напомним, что частоту колебаний оценивают единицей, носящей название герц (сокращенно пишут Гц): 1 Гц - это одно колебание в секунду; 1 килогерц (кГц) = 1000 Гц; 1 мегагерц = 1000 кГц; 1 гигагерц (ГГц) = 1000 МГц.

С длиной волны(λ)частота электромагнитных колебаний (f) связана выражением:

где с - скорость света в среде распространения электромагнитных волн.

Из этого выражения следует, что чем больше частота тока, тем короче длина волны, и наобо­рот. Используемый в настоящее время в радиосвязи диапазон частот токов, с помощью которых создаются распространяющиеся электромагнитные волны простирается от 3 кГц до 300 ГГц. Эти частоты называются радиочастотами, а электромагнитные волны с такими частотами называются радиоволнами.

Важным свойством электромагнитной волны является ее поляризация. Она определяется ориентацией вектора электрического поля . Если вектор лежит в вертикальной плоскости, проходящей через вектор распространения , то поляризация называется вертикальной, а если перпендикулярен этой плоскости, то поляризация называется горизонтальной. Так как в обоих случаях конец вектора движется по прямым линиям, то такие волны называют линейно поляризованными.

Если электрическое поле изменяется так, что вектор , перемещаясь вперед, вращается относительно направления распространения волны, описывая своим концом винтовую линию, то волна имеет круговую поляризацию. Частным случаем круговой поляризации является эллиптическая.

Характер поляризации зависят от конструкции передающей антенны, ее ориентировки и должен учитываться при выборе приемной антенны.