VT Farm - шаблон joomla Форекс
З м і с т

Розповсюдження радіохвиль в земних умовах

 

В радіотехніці застосовуються електромагнітні хвилі (ЕМХ) з частотами від 3 кГц до 3*1011 Гц, інфрачервоні та оптичні ЕМХ з частотами від 3*1011 до 3*1015 Гц.

В космічному просторі радіохвилі розповсюджуються без перешкод (вільний простір). В Земних умовах на дальність радіозв’язку впливає поверхня Землі, атмосфера і рельєф поверхні.

Земля є напівпровідником. Отже, її електричні властивості в значній мірі залежать від частоти. В діапазоні наддовгих хвиль Земля близька до ідеального провідника, тому хвилі цього діапазону повністю відбиваються від поверхні Землі і не втрачають в ній енергії.

Із збільшенням частоти провідність поверхні Землі зменшується, відповідно збільшується глибина проникнення ЕМХ і зростають втрати енергії хвиль.

Сферичність та нерівномірність поверхні Землі мають великий вплив на розповсюдження ЕМХ.

Через кривизну поверхні планети виключається можливість дальнього прямого зв’язку. В цій ситуації виручає дещо дифракція радіохвиль, але навіть у діапазоні наддовгих хвиль дальність радіозв’язку, обумовлена дифракцією, не перевищує 4000 км. Дифракція ослаблюється із зменшенням довжини хвилі.

Атмосфера планети Земля по різному впливає на розповсюдження радіохвиль. Атмосфера – це газоподібний шар, який пролягає від поверхні планети на висоту до 2000…3000 км. Атмосфера поділяється на ряд умовних шарів.

Тропосфера – нижній шар атмосфери, що пролягає на висотах до 12 км від поверхні Землі.

Стратосфера – шар атмосфери, що пролягає на висотах від 12 до 60 км над поверхнею Землі.

Іоносфера – шар атмосфери, що пролягає вище стратосфери.

Даний поділ атмосфери є умовним і залежить від географічної широти даного місця Землі, часу доби, пори року і від Сонячної активності (сонячна активність досягає максимуму раз в 11 років).

Тропосфера і частково стратосфера (до 100 км над поверхнею Землі) представляють собою однорідну газову суміш азоту (N), кисню (O2), водяних парів (H2O) та інших компонентів.

В тропосфері із збільшенням висоти температура, вологість і тиск повітря безперервно зменшуються. Ці зміни на кожні 100 м висоти зменшують показник заломлення на 4*10-6. Внаслідок цього має місце викривлення променів світлових та електромагнітних радіохвиль – тропосферна рефракція. Це явище сприяє збільшенню дальності радіозв’язку.

Іоносфера володіє деякою провідністю. Ця область атмосфери під дією ультрафіолетового випромінювання та корпускул Сонця іонізується. Ступінь іонізації по висоті дуже нерівномірний.

З одного боку, чим вище іоносфера, тим повинен бути більшим і насиченішим іонізований шар (інтенсивне розщеплення молекул).

З іншого боку, з ростом висоти знижується концентрація газів і, відповідно, кількість іонізованих молекул.

Отже, існує обмежений певними висотами шар іонізованих газів з максимумом іонізації. Цей максимум пролягає на висотах від 250 до 400 км. Нижче нього лежить внутрішня іоносфера, вище – зовнішня.

В іоносфері виділяють 4 шари: D, E, F1, F2. Ці шари розташовані на висотах:

D – 60…80 км

E – 100…130 км

F1 – 180…230 км

F2 – 200…450 км

На шар F2 припадає максимум іонізації.

Після заходу Сонця іоносфера повністю не розсіюється – це пояснюється гіперболічним законом зменшення електронної густини іоносфери внаслідок рекомбінації молекул.

Шари E та F2 вночі зберігаються, а шари D та F1 повністю розсіюються.

Шар F1 взимку відсутній навіть вдень. Крім цього, висота залягання шару F2 зростає від 220 км вдень до 300…330 км вночі.

Розглянуті шари іоносфери відносно стабільні. Однак в атмосфері спостерігається часом спорадична іонізація – ненормально інтенсивна іонізація, яка виникає випадково. Це явище носить назву «іоносферна буря» і призводить до порушення радіозв’язку.

Наявність провідних шарів іоносфери приводить до того, що ЕМХ, в залежності від діапазону частот, проходячих в атмосфері, зазнають відбиття, розсіювання, поглинання, заломлення, дифракції та інтерференції.

 

Поширення довгих і коротких хвиль

ipnocfera

Відбившись від іоносфери, короткі хвилі повертаються до Землі, залишивши під собою сотні кілометрів «мертвої зони». Долетівши до іоносфери і назад, хвиля не «заспокоюється», а відображається від поверхні Землі і знов спрямовується до іоносфери, де знову відображається і т.д. Так, багато разів відображаючись, радіохвиля може кілька разів осягнути земну кулю.

 

Відбивні шари іоносфери і поширення коротких хвиль в залежності від частоти і часу доби

den nich

 

Розповсюдження коротких та ультракоротких хвиль

rozpovyuvannja

Радіохвилі УКХ діапазону по властивостях більшою мірою нагадують світлові промені. Вони практично не відбиваються від іоносфери, дуже трохи огинають земну поверхню і розповсюджуються в межах прямої видимості. Тому дальність дії ультракоротких хвиль невелика. Але в цьому є певна перевага для радіозв'язку. Оскільки в діапазоні УКХ хвилі розповсюджуються в межах прямої видимості, то можна розташовувати радіостанції на відстані 150-200 км один від одного без взаємного впливу. А це дозволяє багато разів використовувати одну і ту ж частоту сусіднім станціям.

Прокоментувати:

вгору