Л

пряму, яка після заломлення в іоносфері виходить у космічний простір.

Взалежності від особливостей поширення радіохвилі ділять на кілька діапазонів:

Міріаметрові хвилі (10…100 км) поширюються ніби у сферичному хвилеводі, утвореному шаром Д (вночі – шаром Е) і земною поверхнею. Тому вони практично не поглинаються і можуть розповсюджуватись при реальних потужностях випромінювання на 10…40 тис. км. Умови поширення дуже стабільні. Цей діапазон хвиль використовують у радіотелеграфному зв’язку.

Кілометрові хвилі (1…10 км) при поширенні в атмосфері діляться на поверхневу та просторову складові. Поверхнева хвиля внаслідок поглинання її земною поверхнею використовується на відстані до 3…4 тис. км. Просторова хвиля, відбиваючись від шару

Д(або Е) та поверхні Землі, може розповсюджуватись на відстань 10…20 тис. км. Умови її поширення, завдяки стійкості параметрів відбиваючих шарів, залишаються достатньо стабільними. Радіохвилі кілометрового діапазону використовуються у системах далекого радіозв’язку та радіонавігації.

Гектометрові хвилі (100…1000 м) удень розповсюджуються в цілому за рахунок поверхневої хвилі, оскільки просторові хвилі дуже сильно поглинаються у шарі Д. Незважаючи на згасання поверхневої хвилі, вона може розповсюджуватись вдень і вночі на відстань до 2…3 тис. км, зберігаючи незмінною довжину траєкторії, завдяки чому фаза сигналу у точці прийому не залежить від часу доби. Просторова хвиля цього діапазону поширюється вночі, коли шар Д зникає, на відстань 3…6 тис. км. При використанні просторової хвилі нестійкість відбиваючого шару призводить до зміни довжини траєкторії її розповсюдження. Зміна довжини траєкторії на величину, сумірну з довжиною хвилі, призводить до зміни фазових співвідношень між прийнятими

сигналами на величину, яка може змінюватись від 0 до 2 . В результаті інтенсивність поля у точці прийому буде змінюватися. Таке явище називається завмиранням радіохвиль. Завмирання може виникнути також за рахунок інтерференції поверхневої та просторової радіохвиль у точці прийому.

23

Поверхнева складова декаметрових хвиль (10…100 м) згасає на відстані 30…40 км. Тому передача інформації на великі відстані в РТС, що використовують цей діапазон, забезпечується просторовою складовою хвилі. Поширення відбувається внаслідок багаторазових відбиттів просторової хвилі від іонізованих шарів та поверхні Землі. Оскільки втрати при цьому невеликі, декаметрові хвилі можуть розповсюджуватись на дуже великі відстані, аж до повного огинання земної кулі. З відстані, де поверхнева хвиля вже неефективна, і до точки приходу на Землю першої відбитої від іоносфери просторової хвилі буде мати місце мертва зона, в якій прийом радіохвиль неможливий. Гектометровий та декаметровий діапазони хвиль застосовуються у бортових системах радіозв’язку та радіонавігації.

Метрові (1…10 м), дециметрові (1…10 дм), сантиметрові

(1…10 см) та міліметрові (1…10 мм) хвилі поширюються у межах прямої видимості і від іоносфери не відбиваються. Великі перепони на шляху розповсюдження цих радіохвиль викликають утворення за ними радіотіні, де прийом радіохвиль неможливий, оскільки при цьому відсутнє явище дифракції. Кривизна земної поверхні також призводить до утворення радіотіні.

Максимальна геометрична відстань між двома об’єктами, що

знаходяться на висотах Н1 та Н2, при			якій ще забезпечується
їх пряма видимість, дорівнює:
Dпв 113				,
	Н1		Н2

де Dпв, Н1 та Н2 виражаються в кілометрах. Завдяки рефракції радіохвиль траєкторія в нормальних атмосферних умовах викривляється, відхиляючись убік земної поверхні, що збільшує дальність їх поширення порівняно з дальністю прямої видимості. З урахуванням рефракції максимальна відстань, на якій радіохвилі цих діапазонів можуть розповсюджуватись від одного об’єкта до другого, в умовах стандартної атмосфери буде дорівнювати:

D max 130 Н1 Н2 .

Величина Dmax і є найбільшою дальністю дії РТС, що працюють у цих діапазонах радіохвиль. Радіохвилі метрового та дециметрового діапазонів знаходять широке застосування в бортових системах двостороннього радіозв’язку, в системах близької навігації, а також в наземних РЛС. Сантиметровий та

24

міліметровий діапазони хвиль широко використовуються в бортових РЛС.

Таким чином радіотехнічні системи авіоніки застосовують для передачі та отримання інформації електромагнітні або радіохвилі, які мають відповідні закономірності поширення у просторі. В залежності від характеристик радіохвилі (довжина хвилі, щільність потужності та ін.) вони по різному розповсюджуються у атмосфері, відбиваються, поглинаються та розсіюються її складовими.

1.9. Характер відбиття радіохвиль від різних поверхонь

Характер відбиття радіохвиль залежить від форми, стану поверхні, а також від відносних розмірів об’єкта і довжини хвилі. Всі поверхні в радіолокації можна умовно розділити на гладкі та шорсткі.

Гладкою називається поверхня, в якої висота нерівностей менша довжини хвилі h 0,1 , а розміри об’єкта l (рис. 1.18). Шорсткою називається поверхня, в якої висота нерівностей більша

довжини хвилі h 0,1 , а розміри об’єкта l .

h

l

Рис. 1.18 Висота нерівностей та розміри опроміненого об’єкта.

В залежності від структури і розмірів відбиваючої поверхні характер відбиття може бути дзеркальним, дифузним, резонансним і відбиттям від об’єктів малих розмірів.

Дзеркальне відбиття спостерігається від гладких поверхонь, тобто виконується умова h 0,1 при l (рис. 1.19).

В цьому випадку при опроміненні об’єкта виконуються закони дзеркального відбиття, тобто кут падіння дорівнює куту відбиття. При дзеркальному відбитті об’єкт не виявляється, тому що відбитий сигнал відходить не потрапляє на приймальну антену. Дзеркальне відбиття спостерігається від окремих частин літака, від спокійної поверхні води, злітно-посадкової смуги.

25

пад відб

l

Рис. 1.9. Дзеркальне відбиття.

Дифузне або розсіяне відбиття спостерігається при відбитті від шорсткої поверхні, тобто h 0,1 і l (рис. 1.10).

l

Рис. 1.10. Дифузне відбиття.

На такій поверхні окремі елементи нерівностей по розмірах сумірні з довжиною хвилі і більше її. Внаслідок цього відбиття електромагнітних хвиль виникає від кожної ділянки у різних напрямках, тобто розсіяно. Частина енергії відбивається у зворотньому напрямку до приймальної антени. Дифузне відбиття спостерігається від земної поверхні, неспокійної поверхні води, лісу, будівель і т.д.

Резонансне відбиття спостерігається, коли розміри об’єкта сумірні з половиною довжини хвилі:

,

де n = 1, 2 і т.д.

26

У цьому випадку внаслідок резонансних явищ індуктовані на поверхні струми і збуджуване ними ЕМП різко зростає. Отже, резонансне відбиття характеризується великою інтенсивністю, а також напрямленістю, яка залежить від орієнтації відбиваючого об’єкта

Отже, основними параметрами сигналу є: амплітуда, період, частота, фаза та довжина хвилі. Процес управління одним із цих параметрів за законом низькочастотного управляючого сигналу називається модуляцією. Сигнал, який отримується внаслідок модуляції високочастотного коливання низькочастотним керуючим сигналом називається модульованим або радіосигналом. В залежності від того, який з параметрів високочастотного коливання змінюється, розрізняють амплітудну, частотну і фазову модуляцію.

Основними методами отримання інформації в радіотехнічних засобах авіоніки є активний, пасивний та метод активної відповіді. Відповідно до цих методів радіотехнічні системи розділяються на радіолокаційні, радіонавігаційні та системи зв’язку, і використовують радіохвилі різних діапазонів, та їх закономірності поширення у просторі.

27