поглощение радиоволна
для начинающих
A {
COLOR: blue; TEXT-DECORATION: none
}
A:hover {
COLOR: red; TEXT-DECORATION: underline
}
Для
начинающих радиолюбителей
Практикум по
радиоэлектронике
От редакторов:
Время неумолимо. И вот уже
многое из того, что нас окружает, обзавелось приставкой "ретро-".
Уходят люди... Многие вещи выбрасывается за ненадобностью или по
нужде. И, особенно, больно, что в макулатуру сдаются книги, которые
были "этапными" в жизни каждого из нас - поглощение радиоволна не только по радио.
За последний год нам
удалось спасти от превращения в туалетную бумагу более десятка таких
книг по радиоэлектронике. Их библиография приведена в выпусках нашей
рассылке поглощение радиоволна мы даем этим книгам вторую - "электронную" жизнь.
Книга М.М.
Ельянова была первым "этапом" в жизни одного из нас, поглощение радиоволна со
временем, в числе прочих факторов, привела к созданию проекта
"Вестник старого радио".
Материал из книги будет
приведен в сокращении поглощение радиоволна с некоторой правкой. Все-таки прошло время, поглощение радиоволна
кое-что изменилось в окружающем нас мире. Впрочем, аналогичную
коррекцию проходят все материалы, которые мы приводим в рубрике "Для
начинающих радиолюбителей".
Иллюстрации
из книги будут приведены позднее. По мере готовности.
Ельянов М.М. Практикум по радиоэлектронике. Учебное пособие для
учащихся 9 поглощение радиоволна 10 классов. Москва: "Просвещение", 1971. - 336 с.
Одобрено Главным управлением
школ поглощение радиоволна Отделом начальной военной подготовки Министерства просвещения
СССР в качестве учебного пособия по радиоэлектронике поглощение радиоволна начальной
военной подготовке по специальностям радиотелефонист поглощение радиоволна
электрорадиомонтажник.
1
страница
ВВЕДЕНИЕ
Радиоэлектроника объединяет две
отрасли науки поглощение радиоволна техники - радиотехнику поглощение радиоволна электронику.
Радиотехника занимается вопросами
преобразования постоянного тока поглощение радиоволна переменного тока промышленной
частоты (50 Гц) в переменный ток высокой частоты (сотни тысяч,
миллионы поглощение радиоволна десятки миллионов герц), т. е. генерированием
электромагнитных колебаний, излучением их в виде электромагнитных
волн, их приемом, обратным преобразованием электромагнитных колебаний
в электрический ток низкой частоты, в электрические сигналы. Как
отрасль науки, радиотехника разрабатывает проблемы генерирования,
излучения (приема) электромагнитных колебаний с целью передачи
(приема) информации.
Электроника занимается
разработкой поглощение радиоволна применением электровакуумных поглощение радиоволна полупроводниковых
приборов - основных элементов современной радиоаппаратуры.
Наша страна - родина радио. 7 мая
1895 г. преподаватель физики в Минном офицерском классе Кронштадта
А.С. Попов (1859 - 1906) на заседании физического отделения Русского
физико-химического общества в Петербурге сделал свой знаменитый доклад
"Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям". На
этом заседании А.С. Попов продемонстрировал изобретенный им первый в
мире радиоприемник. Поэтому 7 мая считается днем рождения радио.
21 июня 1918 г. был опубликован
подписанный Владимиром Ильичем Лениным декрет "О централизации
радиотехнического дела Советской Республики". По указанию В.И. Ленина
была создана Нижегородская радиолаборатория во главе с талантливыми
инженерами В. М. Лещинским поглощение радиоволна М. А. Бонч-Бруевичем. Эта лаборатория
сыграла большую роль в развитии отечественной радиотехники. И в
дальнейшем В.И. Ленин уделял большое внимание "газете без бумаги поглощение радиоволна
"без расстояний...", как он называл радиовещание.
Большой вклад в развитие
отечественной радиоэлектроники внесли М.А. Бонч-Бруевич, М.В. Шулейкин,
Л.И. Мандельштам, Н.Д. Папалекси, В.П. Вологдин, Б.А. Введенский, А.И.
Берг, В.И. Сифоров, А.Л. Минц поглощение радиоволна другие выдающиеся отечественные
ученые.
Радиоэлектроника позволяет
человеку проникнуть в микромир поглощение радиоволна космос, осуществить радио- поглощение радиоволна
телепередачи, управлять ракетами поглощение радиоволна космическими кораблями на огромных
расстояниях, молниеносно решать сложнейшие математические задачи поглощение радиоволна
т.д.
Радиоэлектроника прочно вошла в
народное хозяйство поглощение радиоволна быт. Знать основы радиоэлектроники теперь
необходимо каждому человеку, так как все люди в той или иной степени
сталкиваются с радиоэлектроникой в своей общественной деятельности поглощение радиоволна
личной жизни.
В данной книге рассматриваются
принципы радиосвязи поглощение радиоволна телевидения, приводятся справочные сведения об
источниках питания радиоаппаратуры, радиотехнических материалах поглощение радиоволна
радиодеталях, инструменте поглощение радиоволна оборудовании для радиомонтажных работ,
описываются приемы работ с радиотехническими материалами поглощение радиоволна деталями,
техника радиоизмерений, приемы радиомонтажных работ, дается описание
принципа работы, устройства, правил эксплуатации поглощение радиоволна ремонта
радиостанции УКВ диапазона поглощение радиоволна полевых телефонных аппаратов, излагаются
общие сведения об организации радиосвязи.
Глава 1
ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК И
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
1. Основные параметры переменного
тока. Понятие о токах промышленной, звуковой, высокой поглощение радиоволна сверхвысокой
частот
Электрический ток, изменяющийся с
течением времени по величине поглощение радиоволна направлению, называется переменным
током. Чаще всего применяется так называемый периодический
синусоидальный переменный ток - ток, изменяющийся по синусоидальному
закону.
В радиотехнических устройствах
имеют дело также с пульсирующим током, который изменяет свою величину
подобно переменному току, но протекает только в одном направлении.
Источником переменного тока
служат генераторы переменного тока, принцип действия которых основан
на использовании явления электромагнитной индукции. Простейшая
конструкция такого генератора - проводник в виде рамки, вращающийся в
магнитном поле постоянного магнита или электромагнита.
Величины, определяющие характер
изменения переменного тока, называются его параметрами. К ним
относятся период, частота поглощение радиоволна амплитуда тока.
Время, в течение которого
происходит полный цикл изменений переменного тока или одно полное
колебание тока, называется периодом. Период обычно обозначается буквой
Т.
Частота переменного тока - число
полных колебаний тока (или число периодов) в 1 сек. Частота
переменного тока обозначается буквой f поглощение радиоволна измеряется в герцах (Гц).
Частота равна 1 Гц, если в секунду происходит одно полное колебание
тока (э.д.с.). Частота, равная 1000 Гц, равна 1 кГц (килогерцу),
частота, равная 1 000 000 Гц, - 1 МГц (мегагерцу).
Частота поглощение радиоволна период колебаний
являются величинами обратными, т.е. f=1/T.
Наибольшая величина тока за время
одного периода называется амплитудой поглощение радиоволна обычно обозначается Im. За одно
полное колебание ток дважды достигает амплитудного значения: один раз
при изменении в одном - положительном направлении, второй раз в
противоположном - отрицательном.
Переменный ток, применяемый в
промышленности, имеет частоту f = 50 Гц поглощение радиоволна называется током
промышленной частоты. Продолжительность периода такого тока 0,02 сек.
Переменные токи, частота которых
соответствует частоте звуковых колебаний (примерно от 16 до 20000 Гц),
называются токами звуковой частоты или токами низкой частоты.
Переменные токи с частотой в
сотни тысяч, миллионы поглощение радиоволна десятки миллионов Герц называются токами
высокой частоты.
Переменные токи, частота которых
исчисляется сотнями миллионов, тысячами миллионов поглощение радиоволна даже сотнями тысяч
миллионов Герц, называются токами сверхвысокой частоты.
2. Активное, индуктивное поглощение радиоволна емкостное
сопротивления в цепи переменного тока
В цепях переменного тока
различают три вида сопротивлений: активное, индуктивное поглощение радиоволна емкостное.
Активным сопротивлением
называется сопротивление переменному току со стороны материала
проводника (при прохождении переменного тока по проводнику последний
нагревается, т.е. потребляет мощность). Сопротивление проводника,
измеренное при постоянном токе, иногда называют омическим. При низких
частотах разница между активным поглощение радиоволна омическим сопротивлением проводника
очень мала поглощение радиоволна ею практически пренебрегают. При высоких частотах
активное сопротивление в десятки раз больше омического.
На переменный ток влияют не
только напряжение поглощение радиоволна сопротивление цепи, но поглощение радиоволна индуктивность
проводников, включенных в цепь. При включении в цепь переменного тока
катушки индуктивности в ней индуцируется э.д.с. самоиндукции (так как
магнитный поток, пронизывающий витки катушки, изменяется), которая
препятствует нарастанию тока при его увеличении поглощение радиоволна уменьшению тока при
спаде его величины. Иными словами, когда напряжение в цепи переменного
тока с включенной катушкой индуктивности достигнет максимума, ток не
успеет достигнуть той величины, которой он достиг бы в цепи без
катушки индуктивности. Между напряжением U поглощение радиоволна током I возникает сдвиг
по фазе.
Таким образом, действие
индуктивности в отношении величины переменного тока подобно действию
сопротивления проводника. С увеличением индуктивности сопротивление
цепи переменному току увеличивается. Сопротивление, которым обладает
цепь вследствие наличия в ней индуктивности, называется индуктивным
сопротивлением.
Если в цепь переменного тока
включить конденсатор, переменный ток не исчезнет, как это случилось бы
с постоянным током. В цепи будет продолжать течь ток заряда или
разряда конденсатора, т.е. переменный ток. Величина этого тока зависит
от емкости конденсатора: чем больше емкость, тем больше ток заряда поглощение радиоволна
разряда. Следовательно, конденсатор можно рассматривать как некоторое
сопротивление переменному току, возникающее вследствие того, что при
заряде конденсатора между его обкладками возникает напряжение (Uc),
направленное навстречу напряжению, которое приложено на зажимах. Это
дополнительное сопротивление, вносимое конденсатором в цепь,
называется емкостным сопротивлением.
Чем больше частота переменного
тока (напряжения, приложенного к конденсатору), тем большее число раз
в секунду конденсатор будет заряжаться поглощение радиоволна разряжаться, тем большее
количество электричества пройдет в цепи конденсатора в секунду, т.е.
тем больше будет ток.
Таким образом, емкостное
сопротивление зависит от величины емкости конденсатора С поглощение радиоволна частоты
тока f: чем больше емкость конденсатора С поглощение радиоволна частота тока f, тем меньше
емкостное сопротивление.
Емкостное сопротивление Хс
определяется по формуле
Xc= 1/2p fC=1/w C,
где Хс - емкостное сопротивление,
Ом; f - частота, Гц; С - емкость конденсатора, Ф; w - угловая частота, равная 2p
fС, сек-1.
Емкость в цепи
переменного тока так же, как поглощение радиоволна индуктивность, приводит к сдвигу фаз
между током поглощение радиоволна напряжением, но в этом случае ток опережает напряжение.
Так же как поглощение радиоволна индуктивное сопротивление, емкостное сопротивление
является реактивным. Конденсатор в течение одного периода изменения
напряжения источника дважды заряжается поглощение радиоволна дважды разряжается, не
потребляя практически энергии от источника.
3. Получение электромагнитных
колебании в колебательном контуре. Резонанс напряжений поглощение радиоволна резонанс
токов
Колебательный контур - один из
важнейших элементов большинства радиотехнических устройств. Он
представляет собой электрическую цепь, состоящую из катушки
индуктивности (L), конденсатора (С) поглощение радиоволна соединительных проводов.
Основное назначение колебательного контура - получение
электромагнитных колебаний высокой частоты.
Если конденсатор колебательного
контура зарядить от какого-либо источника тока, поглощение радиоволна затем подключить к
нему катушку индуктивности, конденсатор станет разряжаться через эту
катушку поглощение радиоволна в цепи колебательного контура потечет ток. Катушка
индуктивности обладает индуктивным сопротивлением, поглощение радиоволна ток нарастает в
цепи постепенно, достигая наибольшей величины в тот момент, когда
конденсатор полностью разрядится. За счет энергии, накопленной в
магнитном поле катушки, ток продолжает течь в том же направлении,
постепенно убывая. Разряженный конденсатор будет теперь заряжаться
противоположно. Энергия будет накапливаться в электрическом поле
конденсатора, и, когда она достигнет максимума, ток в контуре
прекратится. Но в тот же момент конденсатор снова начнет разряжаться.
В контуре потечет ток, но уже в обратном направлении. Он постепенно
возрастет до максимальной величины, поглощение радиоволна затем снова постепенно упадет до
нуля. Этот цикл составляет одно полное колебание. Затем колебательный
процесс повторяется.
Проходя по соединительным
проводам поглощение радиоволна виткам катушки, ток совершает работу по преодолению
активного сопротивления. Часть энергии электрических колебаний
превращается при этом в тепло, которое рассеивается (нагреваются током
провода катушки поглощение радиоволна диэлектрик конденсатора). Вследствие этих неизбежных
потерь колебания в контуре в течение малых долей секунды затухают
(амплитуда их быстро уменьшается, поглощение радиоволна колебания прекращаются).
Для поддержания незатухающих
колебаний в колебательном контуре воздействие внешней периодической
э.д.с. должно быть тем сильнее, чем больше разница между этой внешней
э.д.с. поглощение радиоволна собственной частотой контура. Если частота внешней э.д.с.
равна собственной частоте контура, амплитуда колебаний в контуре
становится максимальной поглощение радиоволна для поддержания этих колебаний достаточно
незначительной энергии. Это явление называется резонансом.
Практически резонанс может быть
получен двумя способами: изменением частоты э.д.с. внешнего источника
при неизменной частоте собственных колебаний контура поглощение радиоволна изменением
частоты колебаний контура (изменением емкости, индуктивности или того
и другого) при неизменной частоте э.д.с. внешнего источника.
Для резонанса характерно
получение мощных колебаний при небольшой затрате энергии внешнего
источника, необходимой только для компенсации потерь энергии при
колебаниях в контуре.
Имеются два случая резонанса в
колебательных контурах: резонанс напряжений поглощение радиоволна резонанс токов.
Резонанс напряжений получается
тогда, когда источник внешней э.д.с. включен внутрь контура, т.е.
соединен последовательно с катушкой индуктивности поглощение радиоволна конденсатором
контура. В этом случае общее реактивное сопротивление контура равно
разности индуктивного поглощение радиоволна емкостного сопротивлений
Х = XL - ХC,
так как индуктивное поглощение радиоволна емкостное
сопротивления оказывают противоположные влияния на ток (напряжения на
катушке поглощение радиоволна на конденсаторе всегда действуют навстречу друг другу).
При равенстве частот источника
внешней э.д.с. f поглощение радиоволна контура fo или индуктивного поглощение радиоволна емкостного
сопротивлений общее реактивное сопротивление контура оказывается
равным нулю, поглощение радиоволна общее сопротивление контура - активному сопротивлению.
Благодаря этому ток в контуре становится максимальным, превышая ток
источника внешней э.д.c; в Q раз (Q - добротность контура).
Добротность контура тем выше, чем меньше активное сопротивление
контура.
Если частота внешнего источника
э.д.с. больше собственной частоты контура, индуктивное сопротивление
преобладает над емкостным. Если частота внешнего источника э.д.с.
меньше частоты контура, то емкостное сопротивление больше
индуктивного. В любом из этих случаев при отклонении от резонанса
полное сопротивление контура возрастает по сравнению с его величиной
при резонансе поглощение радиоволна ток в контуре будет меньше, чем при резонансе.
Резонанс напряжений широко
используется в радиотехнике для получения максимального тока поглощение радиоволна
напряжения на контуре при помощи настройки контура на нужную частоту.
Резонанс токов наблюдается при
параллельном включении внешнего источника э.д.с. по отношению к
индуктивности поглощение радиоволна емкости контура (источник находится вне контура).
Условия получения резонанса токов те же, что поглощение радиоволна для резонанса
напряжений: f = fо поглощение радиоволна XL = ХC.
Но так как в данном случае весь
контур является нагрузкой для внешнего источника э.д.с., внешний
источник э.д.с. поглощение радиоволна контур соединены последовательно. В данном случае
при резонансе сопротивление контура максимально, поглощение радиоволна ток внешнего
источника э.д.с. минимален. В самом контуре при резонансе токов
происходят сильные колебания, амплитуда которых во много раз (в Q раз)
больше, чем амплитуда тока внешнего источника э.д.с.
Резонанс токов используется в
радиотехнике в ламповых генераторах поглощение радиоволна усилителях высокой частоты для
создания большого сопротивления для токов определенной частоты.
В колебательном контуре емкость поглощение радиоволна
индуктивность сосредоточены соответственно в конденсаторе поглощение радиоволна катушке,
вследствие чего электрическое поглощение радиоволна магнитное поля ограничены небольшим
объемом. Такой колебательный контур называется замкнутым колебательным
контуром. Способность замкнутого колебательного контура излучать
электромагнитные волны практически ничтожна. Если раздвигать пластины
конденсатора поглощение радиоволна одновременно увеличивать их размеры (так как при
увеличении расстояния между пластинами конденсатора емкость его
уменьшается поглощение радиоволна частота колебаний изменяется), то интенсивность
излучения электромагнитных волн в пространство возрастает.
Замкнутый колебательный контур
превращается в открытый колебательный контур - антенну следующим
образом. Емкость у открытого колебательного контура образована двумя
длинными проволоками. Одну из проволок можно зарыть в землю, так как
земля является хорошим проводником поглощение радиоволна может заменить одну из пластин
конденсатора, поглощение радиоволна вторую проволоку следует поднять как можно выше над
землей.
Если в антенне происходят
колебания электрического тока, то вокруг нее существуют переменные
магнитное поглощение радиоволна электрическое поля. Их совокупность называется
электромагнитным полем. Это электромагнитное поле распространяется в
пространстве в виде электромагнитных волн. Частота колебаний
электромагнитного поля соответствует частоте колебаний тока в антенне,
а интенсивность электромагнитного поля - амплитуде тока в антенне. Чем
больше интенсивность электромагнитного поля, тем на более далеком
расстоянии оно может быть принято радиоприемником.
В практике интенсивность
электромагнитного поля часто характеризуют напряженностью Е его
электрического поля - величиной э.д.с., которую наводит поле в
проводнике длиной 1 м. Если, например, э.д.с., равная 150 мкВ,
наводится в проводнике, длина которого 2 м, то напряженность
электрического поля в месте приема будет равна 75 мкВ/м,
Глава 2. РАДИОВОЛНЫ, ОСОБЕННОСТИ
ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ РАДИОСВЯЗИ
1. Понятие о длине волны.
Длинные, средние, короткие поглощение радиоволна ультракороткие радиоволны
Важнейшим свойством
электромагнитных волн является их способность распространяться в
окружающем пространстве со скоростью, близкой к скорости света с =
3*108 м/сек.
Расстояние, на которое
распространяется волна за время одного колебания тока в антенне,
называется длиной волны. Длина волны l зависит от частоты колебаний
(или периода колебаний) тока в антенне:
l =сТ, или l =
с/Т.
Чем больше частота тока в
антенне, тем меньше длина излучаемых радиоволн, поглощение радиоволна наоборот.
Зная длину волны, нетрудно
вычислить частоту тока в антенне:
f=c/l .
Для практических расчетов очень
удобны следующие формулы:
f=300/l поглощение радиоволна l =300/T
где: f - частота колебаний, МГц; l - длина волны, м.
Электромагнитные волны,
занимающие спектр частот примерно от 3*103 до 3*1012 Гц, называются
радиоволнами. Так как в зависимости от длины радиоволн изменяются
особенности их распространения, весь спектр радиоволн разбивают на
отдельные диапазоны, наименования которым даны по длинам волн.
Классификация радиоволн
1. Мириаметровые (сверхдлинные) -
105 - 104 м (3*103 - 3*104) Гц - радионавигация, грозовое
предупреждение;
2. Километровые (длинные) - 104 -
102 м (3*104 - 3*105) Гц - радиосвязь, радионавигация
3. Гектометровые (средние) - 103
- 102 м (3*105 - 3*106) Гц - радиосвязь, радиовещание, радионавигация
4. Декаметровые (короткие) - 102
- 101 м (3*106 - 3*107) Гц - радиосвязь, радиовещание
5. Ультракороткие метровые - 10 -
1 м (3*107 - 3*108) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение,
радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация поглощение радиоволна др.
6. Ультракороткие дециметровые -
1 - 0,1 м (3*108 - 3*109) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение,
радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация поглощение радиоволна др.
7. Ультракороткие сантиметровые -
0,1 - 0,01 м (3*109 - 3*1010) Гц - радиосвязь, радиовещание,
телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация поглощение радиоволна др.
8. Миллиметровые - 0,01 - 0,001 м
(3*1010 - 3*1011) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение,
радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация поглощение радиоволна др.
9. Децимиллиметровые - 0,001 -
0,0001 м (3*1011 - 3*1012) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение,
радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация поглощение радиоволна др.
В последние годы был открыт
способ генерирования электромагнитных колебаний оптического диапазона
с помощью квантовых генераторов (лазеров). Предполагается, что
электромагнитные колебания оптического диапазона в ближайшем будущем
найдут широкое применение для радиосвязи (особенно с космическими
кораблями), радиолокации, радионавигации поглощение радиоволна т.д. (К.Р. -
сейчас данная технология используется в Интернет-коммуникациях).
2. Особенности распространения
радиоволн различной длины
Общие сведения. В однородной
среде радиоволны распространяются прямолинейно. Скорость
распространения радиоволн в средах с различными электрическими
свойствами неодинакова. Практически для радиоприема это не имеет
значения, так как средой между приемником поглощение радиоволна передатчиком является
воздух или вакуум, поглощение радиоволна скорость распространения радиоволн в них
практически одинакова. Но переход радиоволн из одной среды в другую
(например, в среду, являющуюся плохим проводником электрического тока)
вследствие изменения скорости их распространения приводит к
преломлению радиоволн, т.е. к изменению направления их
распространения. Преломление радиоволн тем меньше, чем короче их
длина, поглощение радиоволна тем больше, чем больше разница между диэлектрическими
проницаемостями граничащих сред.
Если среда, в которой
распространяются радиоволны, является проводником электрического тока,
то происходят потери энергии на ее нагрев возбуждаемыми токами.
От гладкой поверхности вещества,
обладающего электропроводностью, радиоволны отражаются; при этом угол
падения равен углу отражения. Если на отражающей поверхности имеются
неровности, размеры которых соизмеримы с длиной волны, наблюдается
рассеянное отражение.
Радиоволны, излучаемые антенной,
распространяются вдоль земной поверхности (поверхностные радиоволны) поглощение радиоволна
под углом к горизонту (пространственные радиоволны).
Поверхностные радиоволны хорошо
огибают (явление дифракции) предметы, встречающиеся на пути их
распространения, если размеры этих предметов меньше длины волны. Связь
поверхностными радиоволнами устойчива. Но поверхностные радиоволны
частично поглощаются почвой (электромагнитная энергия расходуется на
нагревание почвы), поэтому интенсивность электромагнитных колебаний по
мере удаления их от места излучения снижается. Величина потерь зависит
от частоты колебаний радиоволн поглощение радиоволна проводимости почвы (чем выше частота
и меньше проводимость почвы, тем больше потери). Степень затухания
поверхностной радиоволны возрастает пропорционально квадрату частоты.
По мере удаления радиоволны от
передатчика величина энергии в каждой точке пространства уменьшается.
Это явление называется рассеянием энергии.
Распространение пространственных
радиоволн во многом зависит от свойств атмосферы, состав которой
неоднороден. Под влиянием солнечных поглощение радиоволна космических лучей происходит
ионизация воздуха. На больших высотах резко увеличивается число
свободных электронов. Верхний слой атмосферы называется ионосферой.
Ионосфера в свою очередь разделена на несколько слоев, в которых
степень ионизации достигает наибольшего значения. Эти слои разделены
областями с меньшей степенью ионизации. Максимальная концентрация от
слоя к слою повышается поглощение радиоволна для верхнего слоя может достигать 2 * 106
электронов на кубический сантиметр. Ионизированный слой D расположен
на высоте 60-80 км (он образуется только в летнее время, днем), слой Е
- на высоте 100 - 120 км (на границе области с однородным составом
атмосферы поглощение радиоволна области молекулярного кислорода), слой F1 - на высоте
180-250 км (неустойчивый, обусловленный ионизацией молекулярного
азота), слой F2 - на высоте 250-500 км (обусловлен ионизацией атомного
кислорода).
Высота ионизированных слоев поглощение радиоволна
концентрация электронов в них зависят от интенсивности солнечных
лучей, от времени суток поглощение радиоволна года. Днем ионизация сильнее, чем ночью,
летом сильнее, чем зимой. В периоды наибольшей солнечной деятельности
(периодичность составляет 11 лет) наблюдается наибольшая концентрация
электронов в слоях ионосферы. Так как изменение высоты слоев ионосферы
происходит через значительные отрезки времени, практически это не
мешает при приеме радиосигналов.
Достигнув ионизированного слоя,
радиоволна преломляется в сторону земли из-за изменения скорости
распространения. Степень преломления зависит от плотности ионизации,
от угла падения пространственной радиоволны поглощение радиоволна ее длины (чем длиннее
радиоволна, тем сильнее она преломляется).
Под влиянием электромагнитного
поля радиоволн электрические заряды, находящиеся в ионосфере, начинают
колебаться, сталкиваться друг с другом. При этом выделяется тепло.
Таким образом, в ионосфере происходит потеря энергии радиоволн. В
отличие от поглощения радиоволн в земле степень поглощения радиоволн в
ионосфере с увеличением частоты уменьшается, поглощение радиоволна не возрастает.
Особенности распространения
длинных волн. Длинные волны при распространении огибают встречающиеся
на пути препятствия: леса, горы, возвышенности. Но энергия длинных
поверхностных волн в значительной степени поглощается земной
поверхностью. Поэтому для осуществления радиосвязи на длинных волнах
требуется передатчик большой мощности (мощность радиовещательных
станций достигает сотен поглощение радиоволна даже тысяч киловатт).
Пространственные длинные волны в
дневное время поглощаются ионизированными слоями атмосферы D поглощение радиоволна Е..
Вечером поглощение радиоволна ночью, когда ионизированный слой D исчезает,
пространственная длинная волна отражается слоями Е поглощение радиоволна F1 ионосферы при
малых потерях поглощение радиоволна может быть отражена от земной поверхности поглощение радиоволна ионосферы
многократно. Эта особенность распространения пространственных длинных
волн используется для дальней радиосвязи.
Особенности распространения
средних волн. Средние волны, подобно длинным волнам, распространяются
поверхностной поглощение радиоволна пространственной волнами.
Так как частота колебаний волн
средневолнового диапазона значительно выше частоты колебаний волн
длинноволнового диапазона, затухание поверхностной волны в диапазоне
средних волн сильнее, чем в длинноволновом диапазоне. Поэтому
дальность радиосвязи поверхностными волнами средневолнового диапазона
не превышает 1000 - 1500 км.
Пространственные средние волны
значительно глубже проникают в ионосферу, чем длинные, достигая
области, где концентрация оказывается достаточной для, полного
внутреннего отражения. Это является причиной их сильного затухания. В
дневное время нижняя граница слоя Е опускается поглощение радиоволна средним волнам
приходится пройти в ионосфере более длинный путь до слоя, от которого
они отражаются. Поэтому поглощение их в ионосфере настолько велико,
что радиосвязь на средних волнах в дневное время осуществляется только
поверхностными волнами. В ночное время нижняя граница слоя Е
поднимается, поглощение радиоволна пространственные волны средневолнового диапазона
затухают значительно слабее. Но главную роль для радиосвязи на средних
волнах поглощение радиоволна в ночное время играет поверхностная волна, так как
напряженность ее поля остается, устойчивой.
На распространение средних волн
существенное влияние оказывает случайное изменение высоты отражающего
слоя, потому что к месту приема могут прийти пространственная поглощение радиоволна
поверхностная волны. Так как эти волны проходят разный по длине путь,
то в месте приема они могут оказаться как в фазе, так поглощение радиоволна в противофазе.
Если волны приходят в фазе, то напряженность поля в месте приема
окажется равной сумме напряженностей (в данной точке), создаваемых
поверхностной поглощение радиоволна пространственной волнами. Если же они оказываются в
противофазе, то напряженность поля в месте приема будет равна разности
напряженностей, создаваемых поверхностной поглощение радиоволна пространственной волнами.
В последнем случае в месте приема происходят так называемые замирания
сигналов (фединги).
Рассмотренное явление носит
название интерференции волн (взаимное усиление поглощение радиоволна ослабление волн).
Замирания на средних волнах
наблюдаются лишь в ночное время. Они могут быть также результатом
интерференции нескольких пространственных волн. Интервалы между
замираниями могут быть от единиц до десятков секунд, что затрудняет
прием радиопередачи.
Существуют различные методы
борьбы с замираниями. Один из них - применение антенн, излучающих
пространственные волны с небольшим углом возвышения. В результате в
местах приема отраженных пространственных волн вообще не
обнаруживается или их интенсивность мала по сравнению с интенсивностью
поверхностной волны. Другой метод борьбы с замираниями - применение
автоматической регулировки усиления в радиоприемниках.
Особенности распространения
коротких волн. Поверхностные волны коротковолнового диапазона затухают
еще в большей степени, чем средние волны. Поэтому связь на большие
расстояния на коротких волнах осуществляется пространственными
волнами. Короткие пространственные волны отражаются от слоя F2. Но на
пути к слою F2 короткие волны проходят слои D поглощение радиоволна Е, в которых
происходит их поглощение. Величина поглощения обратно пропорциональна
квадрату частоты. Поэтому использование низкочастотной части
коротковолнового диапазона для устойчивой радиосвязи требует
значительного увеличения мощности радиопередатчика.
На практике стремятся работать на
возможно более высоких частотах, но при этом учитывается концентрация
электронов в слое F2, которая изменяется со временем: днем для
радиосвязи выбирают волны длиной 10-25 м (дневные волны), в часы
полуосвещенности 25-35 м (промежуточные волны), ночью 35-100 м (ночные
волны).
Отражение коротких волн от
ионосферы обусловливает существование зон, в пределах которых
радиосвязь невозможна. Эти зоны называются зонами молчания (мертвыми
зонами). Зоны молчания - это области между зонами слышимости, в
пределах которых наблюдается полное отсутствие приема коротковолновой
передающей радиостанции.
Зоны молчания образуются потому,
что поверхностная короткая волна, распространяющаяся вблизи земли,
сильно поглощается последней поглощение радиоволна на сравнительно небольшом расстоянии от
передатчика (порядка нескольких десятков километров) практически
полностью затухает, поглощение радиоволна пространственная волна, отразившись от
ионосферы, возвращается на землю обычно на гораздо большем расстоянии
- порядка сотен или тысяч километров. В области, до которой
поверхностная волна не доходит поглощение радиоволна в которую не проникает
пространственная волна, образуется так называемая зона молчания. При
работе на коротких волнах наблюдаются замирания с периодом от десятых
долей секунды до нескольких десятков секунд.
Для коротких волн характерно
также явление обратного эха - достижение радиоволной радиоприемника по
кратчайшему пути поглощение радиоволна по наидлиннейшему противоположному пути (так как
волны от передатчика распространяются по разным направлениям, огибая
земной шар; в место приема они могут прийти разными путями). Таким
образом, сигнал передатчика достигает приемника дважды: один раз - по
короткому пути, второй раз - по удлиненному. Получается так называемое
обратное эхо. Но прямая волна может обогнуть землю даже несколько раз.
Это также ухудшает качество радиоприема.
Особенности распространения
ультракоротких волн (УKB). Связь на УKB осуществляется поверхностной
волной, так как ультракороткие волны не отражаются от ионосферы. В
нижних слоях атмосферы происходит сильное затухание УКВ (затухание
возрастает с уменьшением длины волны). Явление дифракции при
радиосвязи на УКВ практически не наблюдается. Поэтому можно считать,
что УКВ вблизи земной поверхности распространяются прямолинейно (если
не учитывать влияния неоднородности тропосферы по своим электрическим
свойствам), т.е. в пределах прямой видимости. Но под влиянием
тропосферы поглощение радиоволна ионосферы УКВ распространяются значительно дальше прямой
видимости, так как вследствие неоднородности электрических свойств
нижних слоев атмосферы в них происходит преломление УКВ в направлении
к земной поверхности. Это явление называется атмосферной рефракцией.
Степень преломления в различных слоях атмосферы различна (с высотой
убывает).
В некоторых случаях радиоволны,
излучаемые под небольшим углом к горизонту, искривляются так, что они
снова доходят до земли, отражаются от нее, поглощение радиоволна затем, отразившись от
нижних слоев атмосферы, снова возвращаются на землю поглощение радиоволна т.д. Это явление
называется сверхрефракцией, поглощение радиоволна область пространства, в которой оно
происходит, называется волноводным каналом. В волноводном канале
дальность радиосвязи может в десятки раз превышать дальность прямой
видимости.
Чаще всего условия для
возникновения сверхрефракции создаются при распространении УКВ с
длиной волны короче 1 м, но иногда при благоприятных условиях могут
создаваться волноводные каналы поглощение радиоволна для волн метрового диапазона.
В связи с тем, что ионосфера
неоднородна в различных своих областях из-за "ионосферных ветров",
метеорной ионизации поглощение радиоволна других явлений, электромагнитные волны, достигая
этих областей, рассеиваются в различных направлениях (в пределах
некоторого угла). Этим объясняются, например, случаи сверхдальнего
приема телевизионных передач на расстоянии нескольких тысяч
километров. Радиосвязь, при которой используется это явление, весьма
устойчива.
В отличие от длинных, средних поглощение радиоволна
коротких волн, затуханием которых в атмосфере пренебрегают, УКВ
(особенно сантиметрового поглощение радиоволна миллиметрового диапазонов) заметно
поглощаются в тропосфере. Поглощение радиоволн в тропосфере
увеличивается с уменьшением их длины поглощение радиоволна увеличением концентрации пыли поглощение радиоволна
влаги (туман, облака, дождь, снег). Поглощение имеет резонансный
характер: наибольшее поглощение получается на частотах, совпадающих с
собственными частотами колебаний молекул кислорода поглощение радиоволна водяного пара.
(продолжение
на следующей странице)
При написании обзора использовалась книга: Ельянов М.М. Практикум по радиоэлектронике. Учебное пособие для
учащихся 9 поглощение радиоволна 10 классов. Москва: "Просвещение", 1971. - 336 с.
страница
1
(с)
2000 - 2006, "Вестник старого радио"
Обратная
связь
обновлено
- 23.09.2004
разделы
дюпон краска
компания сент-люсии
поглощение радиоволна