Занятие №2. Антенны военных радиостанций и особенности их применения.

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомить с общим устройством антенн военных радиостанций и особенности их применения.

Время: 2 часа.

Место проведения: аудитория.

Вид занятия: лекция.

Учебно-материальное обеспечение:

1.Мультимедийное оборудование аудитории.

Литература:

1.Теоретические основы построения средств и комплексов военной радиосвязи / Под ред. В.В. Игнатова. Л.: ВАС, 1989.

Расчет учебного времени:

Содержание занятия	Время (мин)
Вступительная часть прием рапорта дежурного, проверка присутствующих, объявление темы, цели занятия, порядка его проведения.	5
Основная часть 1. Антенны военных радиостанций и особенности их применения.	80 80
Заключительная часть подведение итогов занятия, ответы на вопросы обучаемых, задание на самостоятельную работу.	5

Вводная часть:

1. Вступительная часть. 5 мин

1. Принять доклад командира взвода о готовности к занятию.

2. Проверить наличие личного состава, внешний вид и имущество.

3. Объявить тему, цели, вид, учебные вопросы, время и порядок проведения занятия. Основная часть:

Вопрос №1. Антенны военных радиостанций и особенности их применения.

1. Диапазоны радиоволн и условия их распространения.

Для радиосвязи могут использоваться только достаточно высокочастотные радиосигналы, способные эффективно излучаться в окружающем пространстве.

В настоящее время широко используется диапазон частот от 10 кГц до 100 ГГц. Выбор участка диапазона зависит от назначения линии связи, требующейся дальности связи, вида радиосигнала, условий распространения электромагнитных волн, конструкции радиопередающей и радиоприемной аппаратуры и др.

Современное деление радиочастот по диапазонам, рекомендованное МККР в 1969 г. представлено таблицей. На ней показаны только те полосы, которые используются в настоящее время в военной радиосвязи.

На условия РРВ в окружающем пространстве между радиопередатчиком и радиоприемником, которые расположены на поверхности земли (или вблизи ее) оказывает влияние как наличие поверхности земли, так и наличие ионосферы, т.е. ионизированных слоев атмосферы Земли.

и о н о с ф е р а

Электромагнитные волны могут проходить в точку приема двумя путями:

распространяясь вдоль земной поверхности (это земные или поверхностные волны);

преломляясь (отражаясь) в ионосфере (это пространственные или ионосферные волны).

Кроме того, выделяются радиоволны распространяющиеся в свободном пространстве, т.е. в пространстве удаленном от земной поверхности на столько, что электрические параметры земли не влияют на условия распространения.

Рассмотрим условия РРВ различных участков диапазона, возможности их применения для цепей связи, а также назовем антенны, используемые для передачи энергии этих волн.

Сверхдлинные волны км кГц).

Они слабо поглощаются землей, поэтому поверхностные волны распространяются вдоль земной поверхности на большие расстояния. Эти волны имеют наибольшую глубину проникновения в землю и в воду.

Слабо поглощаются нижними слоями ионосферы (слои Д и Е), в то же время волны хорошо отражаются от слоев Д и Е.

Отраженные волны распространяются как бы в своеобразном волноводе, образованном областями ионосферы и поверхности земли. Дальность связи на расстоянии несколько сот километров обычно осуществляется земной волной, а на дальности, превышающие 3000 км - пространственной.

Мощность передатчиков, используемых для связи, достигает сотен кВт и более. Антенны, применяемые в этом диапазоне, занимают значительные площади, т.к. они должны быть соизмеримы с длиной волны. В основном применяются несимметричные антенны. Используется для связи с подводными лодками и в радиовещании.

Недостатки диапазона:

необходимость использования громоздких антенн при весьма большой мощности передатчика;

малая частотная емкость.

Средние волны м (f = 300-3000 кГц).

В большей степени, чем длинные и сверхдлинные волны поглощаются земной поверхностью. Кроме того, они испытывают сильное поглощение в слое Д, который существует только днем и отражаются от слоя Е, поэтому на средних волнах ночью можно осуществлять связь на значительные расстояния пространственной волной, а днем только поверхностной волной на расстояние до 500 км.

Антенные устройства, используемые в этом диапазоне менее громоздкие и более эффективны.

Частотная емкость этого диапазона приблизительно в 10 раз больше частотной емкости СДВ и ДВ.

Недостатки диапазона:

резкое изменение условий распространения СВ в дневное и ночное время препятствует их широкому использованию.

Короткие волны м (f = 3-30МГц).

Используются для связи как земными, так и пространственными волнами.

Земные волны в данном диапазоне испытывают значительно большее поглощение, чем волны предыдущих диапазонов, поэтому дальность связи земной волной в КВ диапазоне не превышает 100-150 км.

Резкое увеличение дальности связи обеспечивается за счет использования пространственной волны. Это объясняется тем, что КВ весьма слабо поглощаются нижними слоями ионосферы Д и Е и хорошо отражаются верхними слоями F1 и F2. Поскольку, чем выше отражающий слой , тем больше дальность распространения при прочих равных условиях, то это позволяет обеспечивать связь на большие расстояния при сравнительно малых мощностях передатчиков.

Антенные устройства, используемые в диапазоне КВ, более эффективны и имеют достаточно малые габариты, что позволяет использовать их на подвижных объектах. Используются штыри 4м, 10м, Т-образные антенны и АБВ.

КВ используются для связи во всех звеньях управления всех родов войск и видов ВС.

Недостатки диапазона:

широкое использование КВ радиостанциями различного назначения приводит к значительной загрузке этого диапазона, в результате чего наблюдается большой уровень взаимных помех, создаваемых работающими радиостанциями;

сильная зависимость условий распространения КВ от 11-летней солнечной активности, времени года, времени суток.

Указанные особенности распространения КВ должны учитываться при выборе рабочих частот для осуществления радиосвязи.

Ультракороткие волны <10 м (f > 30 МГц).

Радиоволны УКВ диапазона сильно поглощаются земной поверхностью и это поглощение тем больше, чем короче длина волны (выше частота). Кроме того, эти волны практически не отражаются от ионосферы (за исключением случаев ионосферного и тропосферного рассеяния), а незначительное поглощение в ней, позволяет осуществить связь на УКВ с космическими объектами, удаленными от земли на много миллионов км.

За счет тропосферного рассеяния на УКВ возможна связь на расстоянии до 500 км, при этом используются передатчики значительной мощности от единиц кВт и более.

Дальность связи поверхностными волнами в УКВ диапазоне невелика, до 50 км, в силу большого поглощения их энергии землей и в силу неспособности огибать неровности рельефа местности (слабая дифракция), поэтому для осуществления радиосвязи необходимо обеспечивать геометрическую видимость между антеннами радиостанциями.

Антенны, используемые в данном диапазоне, соизмеримы с длиной волны и работают наиболее эффективно по сравнению с ранее рассмотренными диапазонами. Применяются антенны: штырь, “Волновой канал”, логопериодические, рупорные, спиральные, зигзагообразные, АБВ и др.

При наличии геометрической видимости между пунктами связь может поддерживаться при относительно малой мощности радиостанции (несколько десятков Вт).

Диапазон УКВ имеет ряд преимуществ перед рассмотренными ранее участками радиочастотного диапазона:

условия РРВ УКВ диапазона практически не зависят от фазы солнечной активности, времени года и суток, и мало изменяются со временем;

диапазон УКВ имеет наибольшую частотную емкость, что позволяет обеспечить одновременную работу большого количества радиостанций без создания взаимных помех;

ввиду ограничения дальности связи в диапазоне метровых волн резко уменьшается уровень взаимных помех, что позволяет улучшить качество радиоканала.

Достоинства УКВ диапазона определяют его широкое использование в различных областях радиотехники. Применяются для целей радиорелейной и тропосферной связи, для навигации, радиолокации, космической связи и т.д.