Распространение радиоволн

Передача и прием информации на расстоянии с помощью радиопередатчиков и радиоприемников осуществляется за счет распространения радиоволн в пространстве.

Радиоволнами условно называют электромагнитные волны, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300000 км/с). Электромагнитные волны - это изменяющиеся в периодической последовательности электрические и магнитные поля, создаваемые колеблющимися с определенной частотой электрическими зарядами.

В таблице 1 приведено деление радиоволн на диапазоны.

Таблица 1

Особенно активно используются диапазоны НЧ, СЧ, ВЧ и ОВЧ. Радиоволны именно этих диапазонов широко применяются для:

- передачи и приема информации;

- обнаружения и установления координат различных объектов (радиолокации);

- управления на расстоянии механизмами и устройствами (телеуправления);

- определения направления на излучающую станцию и местоположения кораблей и самолетов (радионавигации);

- определения места работы радиостанций (радиопеленгации).

Во всех названных случаях, несмотря на различие в способах осуществления связи, используется радиолиния (линия радиосвязи), под которой понимается совокупность передатчика электромагнитных колебаний, приемника и среды, в которой распространяются радиоволны.

Радиоволны, излучаемые передатчиком в пространство через антенну ненаправленного действия, распространяются во все стороны. Радиоволны, идущие вдоль земной поверхности в нижнем слое атмосферы, называются поверхностными (земными), а распространяющиеся в направлении верхних слоев атмосферы под различными углами к поверхности земли — пространственными.

На большом удалении от земли атмосфера неоднородна и имеет незначительную плотность. На высотах от 60 – 80 км до 400 - 600 км расположена ионосфера, которая представляет собой ионизированный слой атмосферы. Под ионизацией понимается образование положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов. Интенсивность ионизации ионосферы зависит от времени суток, периода года и цикличности солнечной активности. Именно этими факторами обусловлено распространение пространственных радиоволн.

Пространственные радиоволны в зависимости от длины частично поглощаются, преломляются ионосферой или от нее отражаются. Считается, что волны длиннее 10 м, отражаются от ионосферы и возвращаются на землю; короче 10 м — пронизывают ионосферу и прямолинейно распространяются в космическом пространстве. Таким образом, для пространственных радиоволн длиннее 10 м ионосфера непрозрачна, волны отражаются от нее и возвращаются на землю.

Радиоволны могут повторно отражаться от земной поверхности в направлении к ионосфере и вновь отражаться от нее с постепенной потерей энергии. Такое свойство пространственных радиоволн успешно используется в ВЧ-диапазоне для организации связи на сотни и тысячи километров.

Поверхностные радиоволны ОВЧ-диапазона распространяются в пределах прямой геометрической видимости. Вместе с тем поверхностные волны обладают способностью огибать незначительные препятствия на пути своего распространения. Они отражаются от препятствий и частично проникают через них. По этой причине распространение поверхностных радиоволн на сильно пересеченной или интенсивно застроенной местности представляет чрезвычайно сложную картину. Дальность связи трудно высчитать теоретически, она устанавливается практическим путем. Например, при организации связи с патрульными автомашинами по маршрутам в условиях большого города опытным путем устанавливают, в каких местах маршрута есть связь, в каких она отсутствует, а затем даются рекомендации патрульной группе по использованию радиосвязи.