ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
РАДИОВОЛН.
Компьютерный вариант конспекта лекции для дистанционного изучения дисциплины “Электродинамика и распространение радиоволн (распространение радиоволн)”.Автор:Чистяков д.А.
Тема 1.Основные понятия и определения. Классификация радиоволн по поддиапазонам. Строение атмосферы земли.
Радиоволнами,
в соответствии с Регламентом радиосвязи,
принятым Международным Консультативным
Комитетом по радио (МККР), называют
электромагнитные волны, длины
которых в вакууме изменяются в диапазоне
от
м
до
м. В радиотехнике диапазон радиоволн
подразделяют на следующие поддиапазоны:
мириаметровые волны с от 100000м до 10000м, называемые также сверхдлинными волнами-СДВ;
километровые волны с от 10000м до 1000м, называемые также длинными волнами-ДВ;
гектометровые волны с от 1000м до 100м, называемые также средними волнами-СВ;
декаметровые волны с от 100м до 10м, называемые также короткими волнами-КВ;
метровые волны с от 10м до 1м, называемые также ультракороткими волнами-УКВ;
дециметровые волны с от 1м до 0,1м, называемые также ультракороткими волнами-УКВ;
сантиметровые волны с от 0,1м до 0,01м, называемые также ультракороткими волнами-УКВ;
миллиметровые волны с от 0,01м до 0,001м, называемые также ультракороткими волнами-УКВ;
децимиллиметровые волны с от 0,001м до 0,0001м, называемые также ультракороткими волнами-УКВ.
5
4 3 2
1
1.
– СФЕРИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ЗЕМЛИ РАДИУСА
.
2. – ТРОПОСФЕРА ОТ 0 ДО 15 КМ.
3. – СТРАТОСФЕРА ОТ 15 ДО 60 КМ.
4. – ИОНОСФЕРА ОТ 60 ДО 800 КМ.
5. – КОСМОС ОТ 800 КМ И ДАЛЕЕ.
Тема 2. Распространение радиоволн в свободном пространстве. Уравнение идеальной радиосвязи. Потери передачи в свободном пространстве.
Под
свободным пространством в курсе
«Электродинамика и распространение
радиоволн» принято понимать однородную,
безграничную, среду, относительная
диэлектрическая
и магнитная
проницаемости которой равны единице,
а удельная проводимость
равна нулю; такую среду называют также
вакуумом.
Из
материалов дисциплины «Электродинамика
и распространение радиоволн
(электродинамика)» следует, что комплексная
амплитуда
вектора напряжённости электрического
поля в вакууме может быть представлена
в виде:
,
В/м (1)
где
-
мощность, излучаемая передающей антенной;
-
расстояние от точки
излучения (от выхода передающей антенны)
до точки
наблюдения (до входа приёмной антенны);
-
длина электромагнитной волны в вакууме;
-
волновое число в вакууме;
-
коэффициент направленного действия
передающей антенны (излучателя);
-
действительная амплитуда вектора
напряжённости электрического поля,
изменяющегося по гармоническому закону,
в вакууме.
В
диапазоне ультракоротких радиоволн
удобнее определять не напряжённость
поля в точке приёма, т.е. на входе приёмной
антенны, а мощность
на входе приёмной антенны:
,
Вт (2)
где:
–
коэффициент направленного действия
приёмной антенны.
Уравнения (1) и (2) называют уравнениями идеальной радиосвязи.
Из
соотношений (1) и (2) следует, что даже при
распространении радиоволн в идеальных
условиях свободного пространства, когда
электромагнитная энергия не поглощается,
тем не менее, амплитуда
вектора напряжённости электрического
поля в вакууме убывает с увеличением
расстояния обратно пропорционально
первой степени расстояния
,
а мощность на входе приёмной антенны
убывает с увеличением расстояния обратно
пропорционально второй степени расстояния
.
Физически этот факт объясняется
сферической формой фронта электромагнитных
волн распространяющихся в свободном
пространстве.
В теории распространения радиоволн указанный эффект называют потерями передачи в свободном пространстве и количественно характеризуют его с помощью коэффициента L потерь передачи в свободном пространстве в виде:
L
=
=
, (3)
что следует из соотношения (2).