Задание 1.

Пояснить условия распространения радиоволн поверхностным лучем. Какие радиоволны могут им распространяться.

Общие сведения.

На распространение радиоволн оказывают влияние следующие основные факторы: длина волны, кривизна земли, характер почвы, состав атмосферы, время дня и года, состояние ионосферы, магнитное поле земли, метеорологические условия.

Применительно к особенностям распространения весь диапазон волн разделяется на отдельные поддиапазоны, в которых для них сохраняются одни и те же основные законы распространения. Это деление приводится в следующей таблице.

Таблица1.1

Указанные в данной таблице границы поддиапазонов радиоволн условные, так как резкой границы не существует и один поддиапазон волн плавно переходит в другой.

Радиоволны называются земными или поверхностными волнами., если они распространяются над поверхностью земли и огибают ее вследствие явления дифракции.

Поглощение поверхностных волн землей

Поверхность земли поглощает энергию распространяющихся вдоль нее поверхностных волн. Это объясняется тем, что земля обладает активным сопротивлением. Радиоволны вызывают в земле токи, которые создают активные потери. Чем короче волна, т. е. чем больше частота, тем больший ток индуктируется в земле и тем больше потери. Потери в земле уменьшаются с увеличением проводимости почвы, так как волны проникают в землю тем меньше, чем выше проводимость почвы. В земле происходят и диэлектрические потери, которые также увеличиваются с укорочением волны.

Явление дифракции

Дифракцией называется способность радиоволн огибать выпуклость земного шара, неровности земли и другие препятствия. Чем больше длина волны по сравнению с размерами препятствия, тем больше выражена дифракционная способность радиоволн. Следовательно, длинные волны обладают большей дифракционной способностью, чем короткие.

Особенности распространения поверхностных волн различных диапазонов.

· Распространение длинных и средних волн.

Физическая сущность распространения длинных волн состоит в движении электромагнитной энергии между двумя полупроводящими сферами — землей и ионосферой. При этом силовые линии электрического поля волн опираются на земную поверхность. Следовательно, поляризация излучаемых волн должна быть вертикальной, так как при горизонтальной поляризации поле вблизи проводящей поверхности земли равно нулю. Радиус действия поверхностного луча на длинных и сверхдлинных волнах большой, так как эти волны мало поглощаются землей и обладают дифракцией.

Сверхдлинные волны распространяются вокруг земли в сферическом волноводе, образованном землей и ионосферой, с незначительным затуханием.

Дальность действия на длинных волнах определяется мощностью излучения и зависит только от освещенности. Поверхностный луч средних волн заметно поглощается землей, и радиус его действия не превышает 1000—1500 км. На средних волнах наблюдаются замирания сигналов, обусловленные интерференцией пространственной и поверхностной волн.

Средние волны используются для радиовещания и дальней радиосвязи, длинные волны — для радиотелеграфии.

Недостаток этих диапазонов — малое количество каналов связи, позволяющих одновременно работать без взаимных помех. Недостатком длинных волн являются также большие габариты мощных радиопередатчиков и особенно радиопередающих антенн.

· Распространение поверхностных волн диапазонов КВ и УКВ.

В диапазонах КВ и УКВ преобладает передача энергии пространственным лучем, Это объясняется тем, что земля обладает активным сопротивлением. Поверхностные радиоволны, в отличие от пространственных, вызывают в земле токи, которые создают активные потери. Чем больше частота, тем больший ток индуктируется в земле и тем больше потери. Потери в земле уменьшаются с увеличением проводимости почвы, так как волны проникают в землю тем меньше, чем выше проводимость почвы. В земле происходят и диэлектрические потери, которые также увеличиваются с увеличением частоты.

Задание 2.

Привести конструкцию антенн диапазона частот от 30 МГц до300 МГц, их основные характеристики и параметры.

Параметры антенн.

К основным параметрам антенны, представляющим наибольший практический интерес, относятся:

· Диаграмма направленности,

· Коэффициент усиления,

· Действующая длина (высота)

· Входное сопротивление.

· Излучаемая мощность

· Мощность потерь

· Мощность в антенне

· Коэффициент полезного действия

· Коэффициент направленного действия

Излучаемая мощность. Излучаемая мощность Ри - мощность электромагнитных волн, излучаемых антенной в свободное пространство. Излучаемая мощность, оценивается через активное сопротивление, называемое сопротивлением излучения.