1. Лекции по курсу «элекродинамика и распространение радиоволн»

19. Лекция 19

1. Раздел «Распространение радиоволн»

Радиотехнические системы, предназначенные для связи, радиолокации, телевидения, навигации и других целей, отличаются составными устройствами радиотехнического тракта, однако для задач распространения радиоволн можно представить обобщенную схему таких радиосистем. На рисунке Рисунок 1 показана такая обобщенная схема, включающая передающую и приемную части. Передающая часть имеет в своем составе радиопередающий блок, с помощью которого радиосигнал создается и подводится к антенне, и антенну − излучатель радиоволн. Приемная часть радиосистемы имеет приемную антенну и радиоприемный блок, на который подается принятый антенной сигнал для обработки и выделения передаваемой информации. Между передающей и приемной антеннами располагается среда распространения.

1. −Условная схема радиотехнической системы

При работе радиосистемы важны условия распространения радиоволн на трассе передающая антенна − приемная антенна; эта трасса может содержать разные среды: различные слои атмосферы, поверхность суши и моря. При распространении волн через такие среды сигналы обычно испытывают ослабление и искажения, связанные с поглощением, отражением или рефракцией радиоволн. Кроме того, в радиолинии всегда присутствуют помехи различного рода. Вследствие этого при рассмотрении процессов распространения радиоволн решаются три основные задачи, а именно:

1. Рассчитать напряженность электромагнитного поля в месте приема при известных параметрах передатчика и заданной длине волны;

2. Изучить возникающие в процессе распространения искажения формы радиосигнала и принять мероприятия по их устранению;

3. Определить истинную скорость и направление прихода радиосигнала.

Независимо от типа радиосистемы и вида радиолинии, переносчиком сигнала (информации) выступают радиоволны. Радиоволны – электромагнитное поле, свободно распространяющееся в пространстве в виде волн с определенной частотой колебаний. В соответствии с особенностями распространения и применения радиоволн весь спектр радиочастот поделен на диапазоны. В основу деления положен декадный принцип, по которому нижняя и верхняя граница диапазона определяется как

,

где − условный номер диапазона. Таким образом, в каждый диапазон входят радиоволны с перекрытием 10:1 по частоте. Следует заметить, что сам факт разделения всего спектра на участки с одинаковым перекрытием носит несколько искусственный характер. Строгие разграничения в свойствах волн разных диапазонов при таком подходе отсутствуют, а сами диапазоны плавно переходят из одного в другой. Тем не менее, такой подход себя оправдывает благодаря четкости и простоте. Деление волн по диапазонам и их условное наименование приводится в таблице 1.

Таблица 1 − Диапазоны радиоволн

Полоса частот	Наименование диапазона частот	Полоса длин волн	Наименование диапазона длин волн		Применения
Инфразвуковые и звуковые частоты
3 − 30 кГц	Очень низкие (ОНЧ)	100 − 10 км	Сверхдлинные (мириаметровые) СДВ	Узкополосная связь через поглощающие среды. Радионавигация.
30 −300 кГц	Низкие (НЧ)	10 − 1 км	Длинные (километровые) ДВ	Радионавигация, радиовещание.
300 − 3000 кГц	Средние (СЧ)	1000 − 100 м	Средние (гектометровые) СВ	Радиовещание, радиосвязь.
3 − 30 МГц	Высокие (ВЧ)	100 − 10 м	Короткие (декаметровые), КВ	Радиовещание, радиосвязь.
30 − 300 МГц	Очень высокие (ОВЧ)	10 − 1 м	Ультракороткие (метровые) УКВ	Телевидение, радиовещание, радиолокация.
300 − 3000 МГц	Ультравысокие (УВЧ)	100 − 10 см	Ультракороткие (дециметровые) УКВ	Космическая связь и навигация, телевидение, радиорелейные линии связи, радиолокация.
3 − 30 ГГц	Сверхвысокие (СВЧ)	10 − 1 см	Сантиметровые	Радиолокация, наземная и космическая связь, СВЧ нагрев.
30 − 300 ГГц	Крайне высокие (КВЧ)	10 − 1 мм	Миллиметровые	Ближняя радиосвязь, радиолокация, космическая связь.
300 − 3000 ГГц	Гипервысокие (ГВЧ)	1 − 0,1 мм	Субмиллиметровые
Оптический диапазон