37.Механизмы распространения радиоволн.

Радиоволнами называют электромагнитные волны (ЭМВ), лежащие в диапазоне от 10³ до 10¹² Гц.

В системах связи и вещания широко используется свободное рас­пространение радиоволн. При этом линией передачи является естествен­ная среда, заполняющая пространство, в котором распространяются ра­диоволны от передающей антенны к приемной. На наземных линиях типа Земля-Земля такая среда включает атмосферу и поверхностные толщи Земли. На космических линиях типа Земля - космический аппарат путь распространения проходит через атмосферу Земли и космическое пространство.

Общую задачу о распространении радиоволн в реальной атмосфере вдоль реальной земной поверхности обычно разделяют на несколько от­дельныхзадач, каждая из которых исследует свой механизм распростра­нения, обусловленный частными свойствами тракта распространения.

Рис. 1.1. Механизмы распространения радиоволн (а- земной волной,

б- ионосферной волной, в- тропосферной волной, г- прямой волной)

К первому регулярному механизму относится РРВ вдоль границы раздела воздух - земная поверхность (рис. 1.1. а). Этот механизм подчиня­ется законам дифракции (дифракция - процесс огибания препятствия при длине волны λ больше размеров препятствия). Радиоволны, распространяющиеся в непосредственной близости от поверхности Земли и частично огибающие выпуклость земного шара вследствие явления дифракции, получили название земных или поверхностных волн.

Интенсивная плавная электрическая неоднородность верхних ионизированных слоев атмосферы является причиной второго регулярного ме­ханизма РРВ с частотой до 30...40 МГц путем последовательного много­кратного отражения от ионизированных слоев атмосферы и поверхности Земли (рис.1.1.б). Радиоволны, распространяющиеся на большие расстояния  и огибающие земной шар в результате однократного или многократного отражения от ионосферы (λ ≥ 10 м), а так же волны, рассеивающиеся на неоднородностях ионосферы, получили название ионосферных или пространственных волн.

За счет слабых электрических неоднородностей локального характе­ра в тропосфере происходит рассеивание радиоволн (рис.1.1.в). Механизм рассеивания используют для передачи информации на частотах выше 300 МГц на наземных радиолиниях. Радиоволны распространяющиеся на зна­чительные расстояния до 1000 км за счет рассеивания в тропосфере и направляющего  действия тропосферы получили название тропосферных волн.

Связь  между земным пунктом и космической станцией может осуществляться только за счет так называемой прямой волны, которая распространяется через всю толщу атмосферы и космическое пространство (рис.1.1.г). Радиоволны, распространяющиеся в однородной или слабо неоднородной среде по прямолинейным или близким к ним траекториям, получили название свободно распространяющихся или прямых волн.

         Изучение частных механизмов распространения позволяет при проектировании линий связи выбирать основные параметры систем с учетом свойств тракта распространения