Тема 4.4:Распространение радиоволн

Всякая система передачи сигналов состоит из трех основных частей:

передающего устройства,

приемного устройства

и промежуточного звена — соединяющей линии.

Для радиосистем промежуточным звеном является среда — пространство, в котором распространяются радиоволны. При распространении радиоволн по естественным трассам, т. е. в условиях, когда средой служит земная поверхность, атмосфера, космическое пространство, среда является тем звеном радиосистемы, которое практически не поддается управлению. При распространении радиоволн в среде происходят изменение амплитуды поля волны (обычно уменьшение), изменение скорости и направления распространения, поворот плоскости поляризации и искажение передаваемых сигналов. В связи с этим, проектируя линии радиосвязи, необходимо: рассчитать энергетические параметры линии радиосвязи (определить мощность передающего устройства или мощность сигнала на входе приемного устройства); определить оптимальные рабочие волны при заданных условиях распространения; определить истинную скорость и направление прихода сигналов; учесть возможные искажения передаваемого сигнала и определить меры по их устранению. Для решения этих задач необходимо знать электрические свойства земной поверхности и атмосферы, а также физические процессы, происходящие при распространении радиоволн. Условия распространения радиоволн между передатчиком и приемником, расположенными на поверхности земли ( или вблизи от нее), характеризуются, во-первых, наличием земной или водной поверхности, обладающей конечной проводимостью, и, во-вторых, наличием ионосферы – верхних слоев атмосферы, разряженный газ которых ионизирован действием солнечных и космических лучей. Радиоволны преломляются и поглощаются в ионосфере в тем большей мере, чем больше степень ионизации и чем длиннее волна. Этим обусловлены, с одной стороны, суточные и сезонные условия распространения радиоволн, а с другой стороны, различия в условиях распространения волн различной длины.

Ввиду очень широких пределов количественных значений радиочастот, при указании границ отдельных диапазонов применяются префиксы и сокращенные обозначения, характеризующие порядок их количественных значений" кило (к) -103 мега (М) -106, гига (Г)-109 итера (Т) -1012. Приняты и применяются следующие пределы и условные обозначения диапазонов:

№ 4 - мириаметровые волны и очень низкие частоты (ОНЧ) - от 3 до 30 кГц;

№ 5 - километровые волны и низкие частоты (НЧ) - от 30 до 300 кГц:

№ б - гектометровые вопны и средние частоты (СЧ)-от 300 до 3000 кГц;

№ 7 - декаметровые волны и высокие частоты (ВЧ) - от 3 до 30 МГц,

№ 8 - метровые волны и очень высокие частоты (ОВЧ) -от 30 до 300 МГц,

№ 9 - дециметровые волны и ультравысокие частоты (УВЧ) -от 300 до 3000 МГц;

№ 10 - сантиметровые волны и сверхвысокие частоты (СВЧ) - от 3 до 30 ГГц;

№ 11 - миллиметровые волны и крайне высокие частоты (КВЧ) - от 30 до 300 ГГц;

№ 12 - децимиллиметровые волны к гипервысокие частоты (ГВЧ) - от 300 до 3000 ГГц (иначе - до 3 ТГц).

Нижеследующее выражение называется формулой идеальной радиопередачи. Само название подчеркивает тот факт, что среда не влияет на процесс распространения волны, а мощность сигнала на входе приемника определяется только используемыми техническими средствами и протяженностью радиолинии.

Где: - мощность сигнала на входе приемника без учета потерь на фидере;

–мощность излучения передающей антенны;

- коэффициент направленного действия антенны;

- коэффициент направленного действия приемной антенны.

Электромагнитная волна, распространяющаяся в свободном пространстве, всегда имеет сферический фронт. При удалении от источника поток излучаемой мощности рассеивается по поверхности сферы, радиус которой постоянно растет.