Надо Знать

добавить знаний



Радиоволны



План:


Введение

Радиоволны - диапазон электромагнитных волн с длиной волны 10 ^ {10}> \ lambda> 5 \ cdot 10 ^ {-5}м.

В экспериментах Герца ( 1880 -е) впервые были получены волны с длиной несколько десятков сантиметров. В 1895-99 А. Попов впервые использовал радиоволны для беспроводной связи. С развитием радиотехники расширялся и частотный диапазон волн, которые могут быть сгенерированы или восприняты радиоаппаратурой. В природе существуют и естественные источники радиоволн во всех частотных диапазонах. Например таким источником может быть любое нагретое тело. Также радиоволны могут генерироваться некоторыми природными явлениями ( молния) или космическими объектами ( нейтронные звезды).

Используются радиоволны не только для собственно радио но и для локации, исследования космических объектов, исследования среды, в которой они распространяются, и в радиометеорологии.


1. Классификация по длине

Радиоволны длиной 100-10 км (частота 3-30 кГц) и длиной 10-1 км (частота 30-300 кГц) называются сверхдлинными (НДХ) и длинными (ДВ) волнами, распространяются в свободном пространстве вдоль поверхности Земли и днем и ночью и мало поглощаются водой. Поэтому их используют, например, для связи с подводными лодками (сверхдлинные волны). Однако они сильно ослабевают по мере удаления от передатчика, и поэтому передатчики должны быть очень мощными.

Волны длиной 1000-100 м (частота 0,3-3 МГц), так называемые средние волны (СХ), днем сильно поглощаются ионосферой (верхним слоем атмосферы, что имеет большую концентрацию ионов) и быстро ослабевают, когда ночью ионосфера их отражает. Средние волны используют для радиовещания, причем днем можно слышать только близко расположенные станции, а ночью - еще и очень отдаленные.

Волны длиной 100-10 м (частота 3-30 МГц), так называемые короткие (КВ), поступающих в антенны приемника, отражаясь от ионосферы, причем днем лучше отражаются короткие, а ночью - длинные из них. Для таких радиоволн можно создавать антенны передатчиков, которые излучают электромагнитную энергию направлено, фокусируют ее в узкий луч, и таким образом увеличивать мощность сигнала, поступающего к антенне приемника. На коротких волнах работает большинство станций радиосвязи - судовых, самолетных и др.., а также много станций радиовещания.

Радиоволны длиной 10 м-0, 3 мм (частота 30 МГц-1 ТГц), которые называются ультракороткими (УКВ), не отражаются и не поглощаются ионосферой, а вроде световых лучей, пронизывающих ее и уходят в космос. Поэтому связь на УКВ возможна только на таких расстояниях, когда антенна приемника "видит" антенну передатчика, т.е. когда нет ничего между антеннами, что могло бы заслонять путь этим волнам (гора, дом, выпуклость Земли и др.).. Поэтому, УКВ используют в основном для радиорелейной связи, телевидения, спутниковой связи, а также в радиолокации.

Поддиапазоны радиоволн
Поддиапазон Длина волны,
м
Частота колебаний,
Гц
Сверхдлинные волны Более 10 4 Меньшая 3.10 4
Длинные волны 10 4 - 10 марта 3.10 4 - 3.10 5
Средние волны 10 3 - 10 февраля 3.10 5 - 3.10 6
Короткие волны 10 2 - 10 3.10 6 - 3.10 7
Метровые волны 10 - 1 3.10 7 - 3.10 8
Дециметровые волны 1 - 10 -1 3.10 8 - 3.10 9
Сантиметровые волны 10 -1 - 10 -2 3.10 9 - 3.10 10
Миллиметровые волны 10 -2 - 10 -3 3.10 10 - 3.10 11
Субмилиметрови волны 10 -3 - 10 -5 3.10 11 - 3.10 12

2. Распространение

В однородной среде радиоволны распространяются прямолинейно с постоянной для данной среды скоростью - так называемое свободное распространение. Близким к свободному является распространение радиоволн в космическом пространстве. На распространение в атмосфере и в толще Земли, при отсутствии направляющих систем типа волноводов, влияющие электродинамические свойства атмосферы и земной коры, кривизна земной поверхности и неровности ее рельефа. Влияние атмосферы обусловлено наличием в ней плазмы, в ее верхних слоях, и веществ, в основном кислорода и водяного пара, сильно впитывают сантиметровые и миллиметровые радиоволны, влияние земной коры - возбуждением в ней радиоволной электр. тока, на что тратится часть энергии волны. Кривизна земной поверхности и неровности ее рельефа является причиной дифракции радиоволн. Заметно дифрагирует лишь сверхдлинные и длинные радиоволны. Короткие радиоволны распространяются прямолинейно и огибают земную поверхность в результате отражения от ионосферы, которая является отражательным средой для радиоволн от сверхдлинных до коротких. Короткие радиоволны, многократно отражаясь от ионосферы и поверхности Земли, распространяются в своеобразном сферическом радиоволноводе, стенками которого является нижняя граница ионосферы и земной поверхности. Такие волны способны обеспечивать радиосвязь между отдаленными пунктами Земли. С отражением радиоволн от ионосферы связано и явление замирания радиосигнала, что объясняется наличием в ней зон с неодинаковыми плотностью и электр. зарядом. Для метровых и дециметровых волн ионосфера практически прозрачна. На этих волнах поддерживается связь с летательными аппаратами, которые находятся за пределами ионосферы. Через прозрачность ионосферы для таких волн обнаружено радиоизлучение от внеземных источников, что дало толчок развитию радиоастрономии.


См.. также

Источники


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам