Разпространение на мириаметър и километрични вълни

6. Разпространение на мириаметър и километрични вълни

(много дълго и дълго)

Отличителна черта на тези радиовълни е способността им да се огъват добре около земята. Следователно силата на полето на земната вълна е значителна на разстояния 1500-2000 км от източника на електромагнитни вълни. Практическата възможност за осигуряване на комуникация при тези вълни на разстояние до 20 000 км не може да се обясни само с дифракция. Не само E слоят, но и през деня дори D слоят има такава йонизационна плътност, че радиовълните в тези диапазони са в състояние да се отразяват при всеки ъгъл на кота, включително при вертикална.

Пространствената вълна, отразена от тези слоеве, се абсорбира частично от земята и частично се отразява от нея, достигайки отново йонизираните слоеве. Това отражение може да бъде множествено. Като се има предвид, че вълните се абсорбират силно, когато се отразяват от йоносферата, се изискват предаватели с висока мощност, за да се осигури комуникация. Освен това недостатъците на този обхват на вълните са необходимостта от изграждане на антени с височина от няколкостотин метра, високо ниво на атмосферни смущения и невъзможност за поставяне на голям брой комуникационни канали в тези диапазони.

Условията за разпространение в диапазоните на мириаметър и километрични вълни се характеризират със стабилност. Редовните и нередовни промени в напрежението са много слаби. Следователно в тези вълнови ленти са създадени много мощни радиостанции за глобални (световни) радиокомуникации. Такива системи са от голямо стратегическо значение и осигуряват непрекъсната радиовръзка с обекти, разположени на всяко разстояние от радиопредавателя (включително потопени подводници). В същия обхват е създадена прецизна услуга за предаване на честоти, която е необходима за комуникационни системи във всички честотни диапазони, както и за радионавигационни системи, времеви услуги и други изследователски и икономически цели. В обхвата на километровите вълни има и излъчване с амплитудна модулация.

7. Разпространение на хектометрични (средни) вълни.

Този диапазон на дължината на вълната се характеризира с ограничен обхват на разпространение през деня и увеличаване на обхвата през нощта. През деня небесните вълни практически липсват. В D слоя тези вълни изпитват незначително поглъщане и пречупване. Но когато попаднат в Е слоя с по-висока степен на йонизация, те изпитват толкова силно поглъщане, че почти не се връщат на земята. Следователно през деня комуникацията при средни вълни се осъществява само от повърхностна вълна. На практика обхватът на действие на повърхностните вълни е ограничен до разстояние от 1000.1500 км.

Вечер и през нощта абсорбцията от йоносферата намалява. Космическата вълна се отразява от Е слоя и малко се абсорбира от него. Силата на полето в приемащата точка е резултат от смущения на земята и небесната вълна. Участието на йоносферата в разпространението на средни вълни през нощта е придружено от някои особености. Първата от тези характеристики трябва да се счита за избледняване (намаляване) на амплитудата на сигнала в точката на приемане. Да предположим, че в точка А (виж фиг.) Има предавател, а в точка Б приема.

Ако през деня само земните вълни достигнат точка В, то през нощта вълните, отразени от йоносферата, също могат да стигнат там. В този случай полето в приемащата точка става резултат от интерференцията на земните и йоносферните вълни. Когато фазите на вълните съвпадат, полученото поле се засилва, а когато е антифазно, то отслабва (замръзва). Но степента на йонизация на отразяващия слой и следователно дълбочината на проникване на радиовълни в него не остават постоянни. Те се променят според случаен закон поради непостоянството на йонизиращото лъчение на Слънцето и наличието на въздушни течения. В резултат на това дължината на пътя на космическите вълни се променя, а оттам и фазовото изместване между земните и космическите вълни. Следователно през нощта приемът се подобрява, но е придружен от избледняване. На големи разстояния, където земните вълни практически не достигат, приемът е възможен само на тъмно поради йоносферните вълни.

С избледняването е трудно да се справим. Най-ефективното средство е да се приемат 2-3 антени, разположени на разстояние 200-300 м една от друга.

Недостатъците на този диапазон от дължини на вълната също трябва да включват високо ниво на атмосферен и индустриален шум.

Обхватът на хектометричните вълни в много страни е основният за организирането на радиоразпръскване. Предавателните антени в диапазона CB са направени под формата на мачти или кули

8. Разпространение на декаметърни (къси) вълни

Когато дециметърните вълни се разпространяват, енергията на повърхностните вълни се абсорбира силно от земната повърхност, особено върху неравен терен. Явлението на дифракция при къси вълни не играе забележима роля, тъй като тези вълни обикновено се абсорбират преди изкривяването на земята да стане забележимо. Силата на полето на земната вълна в приемащата точка зависи от насочеността на предавателната антена. По-късите дължини на вълните в този диапазон се влияят и от височината на предавателната и приемната антена над земята. Обхватът на разпространение на повърхностна вълна обикновено не надвишава десетки километри, особено за горната половина на обхвата (50,10 m).

Радиокомуникацията с къси вълни (KB) се осъществява от йоносферни лъчи. При нормални условия късите вълни се отразяват в основния слой F, а в подлежащите области E и D се получава абсорбцията на HF енергия. Този пасаж на KB е показан на фигурата по-долу. Той също така показва възможността за увеличаване на обхвата на късовълновите комуникации с два "хопа", т.е. двойно отражение от йоносферата.

Постига се голям обхват на комуникация поради факта, че при правилния избор на дължината на вълната, абсорбцията на енергия в йоносферата в KB е незначителна (много по-малка, отколкото в SW), следователно в точките на връщане на отразените вълни към Земята, силата на полето им може да бъде достатъчна за приемане дори при предавател с относително ниска мощност.

Пречупването зависи от ъгъла, под който радиовълната удря отразяващия слой.

Показани тук са лъчи за разпространение на къси вълни. Ъгълът θ, образуван от вълновия лъч и допирателна към повърхността на Земята в точката на излъчване, се нарича ъгъл на кота. При стръмна честота θ = 90 ° вълните пътуват през йоносферата в космоса. При определен ъгъл θcr (критичният ъгъл зависи от степента на йонизация и честота на слоя) се получава пълно вътрешно отражение и лъчът се разпространява в йоносферата успоредно на земната повърхност. При ъгли, по-малки от критичния, лъчите се връщат към Земята и колкото по-далеч от точката на излъчване, толкова по-малък е ъгълът θ. Когато се излъчва тангенциално към Земята, се постига най-голямото разстояние за скок, което е приблизително 4000 км. Необходимият обхват на комуникация определя ъгъла θ, под който антената трябва да излъчва максимална енергия.

Недостатъците на обхвата на декаметричните вълни включват наличието на избледняване и образуването на зона на тишината. Следващата фигура обяснява формирането на зоната на тишината.

В тази зона повърхностният лъч не може да бъде приет, защото се оказва силно отслабен. Пространственият лъч не може да бъде насочен в зоната на тишината, тъй като за това той трябва да бъде изпратен под голям ъгъл към земята, но тогава лъчът ще проникне в атмосферата и ще отиде в космическото пространство. Широчината на зоната на мълчание зависи от времето на деня и дължината на вълната: колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-широка е зоната на тишината.

Друго явление, което играе съществена роля в организацията на радиокомуникацията на дециметърни вълни, избледнява. За разлика от хектометричното избледняване на вълната, което се случва главно поради интерференцията на повърхностните и пространствените лъчи, късо вълновото избледняване се дължи главно на интерференцията на два или повече пространствени лъча, пристигащи в приемащата точка по различни начини. Това се обяснява с факта, че предаващата антена излъчва вълни не в една посока, а в повече или по-малко широк ъгъл. Съответно може да се приеме, че върху йоносферата не попада нито един лъч, а един вид лъчеви лъчи. Лъчите с различни ъгли на кота се отразяват на различни дълбочини на проникване в йонизирания слой и достигат земната повърхност в различни точки. Поради многопътното разпространение и колебанията в електронната концентрация на отразяващия слой, радиовълните, излъчвани от предаващата антена, достигат до приемащата точка, движейки се по различни пътища. В резултат на това приемната антена се влияе от няколко трептения с различни амплитуди и фази, които варират във времето. Поради съизмеримостта на разликите в пътя на лъчите с дължината на вълната, избледняването е по-дълбоко и по-бързо.

Разпространението на много пътеки също е причина за ехото, когато поради разликата в пътя лъчите пристигат в приемащата точка със закъснение от 0,2. 1.0 ms Този тип изкривяване се нарича близо ехо. Радиосигналите понякога обикалят Земята поради множество отражения, причинявайки ехо около света.

Въпреки изброените недостатъци и интензивното развитие на комуникацията в други дължини на вълните, по-специално при използването на изкуствени земни спътници, значението на комуникацията в обхвата на декаметъра е голямо. Декаметърните вълни позволяват комуникация на големи разстояния с относително ниска мощност на предавателите. Следователно комуникацията на хектометрични вълни все още е основният тип междуконтинентална комуникация, като е най-важната връзка в глобалната комуникация. По същите причини този честотен диапазон се използва широко за излъчване в труднодостъпни райони на страната и за други държави.