logo search
ЭДиРРВ Лекции 3

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