itthon › Internet › Milyen típusú rádióhullámok léteznek? Rádiófrekvencia-tartomány és felhasználása rádiókommunikációhoz. Hogyan gerjesztik a rádióhullámokat?

Milyen típusú rádióhullámok léteznek? Rádiófrekvencia-tartomány és felhasználása rádiókommunikációhoz. Hogyan gerjesztik a rádióhullámokat?

A rádióhullámok behatolnak a testünkbe és a körülöttünk lévő tér minden milliméterébe. Nélkülük lehetetlen elképzelni egy modern ember életét. A hullámok kedvéért életünk minden területére behatolt. Több mint 100 éve életünk részét képezik, és lehetetlen elképzelni nélkülük az emberi létet.

Ami?

Rádióhullám - elektro mágneses sugárzás,amely speciális frekvenciával terjed a térben. A "rádió" szó a latin - gerenda szóból származik. Az x egyike rádióhullámok jellemzői - h A század rezgések,amelyet Hertzben mérnek. Tehát a német nyelvről kapta a nevét e nogo, Heinrich Hertz fizikus. Elektromágneses hullámokat fogadott, és tanulmányozta azok tulajdonságait. Hullámrezgések és e e a frekvenciák kapcsolatban állnak egymással. A magasabb utolsó , annál rövidebbek az oszcillációk.

Sztori

Van egy elmélet miről p A rádióhullámok az ősrobbanás pillanatában keletkeztek. És bár mágneses hullámok mindig is léteztek, az emberiség viszonylag nemrég fedezte fel őket. 1868-ban a skót James Maxwell leírta őket munkájában. Aztán a német fizikus elméletben bizonyította létezésüket. Ez 1887-ben történt. Azóta a mágneses hullámok iránti érdeklődés nem lankadt.én kaet. A rádióhullámokkal kapcsolatos kutatásokat a világ számos vezető intézetében végzik.

Alkalmazási területek rádióhullámok kiterjedt – ezek közé tartozik a rádió, radarberendezés, televízió, teleszkóp, radar és mindenféle vezeték nélküli kommunikáció. Széleskörben használtőket és a kozmetológiában. Internet, televízió és telefon - minden modern kommunikáció lehetetlen mágneses hullámok nélkül.

A rádióhullámok kiterjesztett alkalmazásai

Ez a tanulmánynak köszönhető ez a jelenség , távolról is tudunk információt küldenién . Rádióhullámok keletkeznek, amikor nagyfrekvenciás elektromos áram halad át egy vezetőn. A rádió feltalálása sokak nevéhez fűződik e ny pr i írjanak maguknak. És szinte minden országban van egy zseni, akinek köszönhetjük ezt az egyedülálló találmányt. Hazánkban úgy gondolják, hogy az egyik feltaláló Alexander Stepanovics Popov volt.

A rádió feltalálása Edward Branly rádióvezető készülékével kezdődött 1890-ben. Ez a francia srác megteremtette a sajátját Heinrich Hertz ötlete alapján készült készülék, Nak nek ami az volt, hogy amikor egy elektromágneses hullám elér egy rádiókészüléket, szikra keletkezik. A Branly készüléket arra használták e ma jel. Elsőként az angol Oliver Lodge tesztelte ezt az eszközt 40 méteren 1894-ben. javítva e Lodge Mansion. Ez 1895-ben történt.

Televízió

A rádióhullámok alkalmazása a t televízió és ugyanaz az elv. A TV-tornyok erősítik és továbbítják jel televíziókká, és már átalakították őket zu helyezze be őket a képbe. A rádióhullámok alkalmazása a modern kommunikációban ugyanúgy néz ki. Csak sűrűbb retrocerso hálózat kell hozzá R nyh tornyok. Ezek a tornyok bázisállomások, amelyek továbbítják a jelet és fogadják azt az előfizetőtől.

Az 1991-ben kifejlesztett Wi-Fi technológia mára széles körben elterjedt.Munkája a rádióhullámok tulajdonságainak tanulmányozása és felhasználásuk jelentős bővülése után vált lehetővé.

Pontosan radar igen nincs ötletem arról, hogy mi történik a földön, az égen és a tengerben, valamint az űrben. A működés elve egyszerű - az antenna által sugárzott rádióhullám visszaverődik az akadályról, és jelként tér vissza. A számítógépes folyamatokés kiadják t az objektum méretére, mozgási sebességére és irányára vonatkozó adatok.

Radarok 1950 óta Az utakon is használják az autók sebességének szabályozására. Ez esedékes volt növekvő az utakon közlekedő autók számát és a szükséges ellenőrzést felettük . A radar egy eszköz O mozgó jármű sebességének távoli meghatározására. A rendőrök nagyra értékelték a könnyű használatotén Ez az eszköz és néhány évvel később radarok voltak a világ minden útján. Ezeket az eszközöket minden évben módosították és továbbfejlesztették, és ma már rengeteg típus létezik. Két csoportra oszthatók: lézerre és Dopplerre.

A rádióhullámok tulajdonságai

A rádióhullámok érdekes tulajdonságokkal rendelkeznek:

eHa egy rádióhullám a levegőtől eltérő közegben terjed, energiát nyel el;
Ta hullám útja elhajlik, ha inhomogén közegben van, és rádióhullám törésének nevezzük;
Va rádióhullámok homogén gömbben terjednekXiaegyenes vonalúan a közeg paramétereitől függő sebességgel, és a távolság növekedésével az energiaáram-sűrűség csökkenése kíséri;
Nak nekAmikor a rádióhullámok egyik közegből a másikba terjednek, visszaverődnek és megtörnek;
dA töredék a rádióhullám azon tulajdonsága, hogy meghajol egy akadály körül, amely az útjában találkozik, de itt van egy szükséges feltétel - az akadály nagyságának arányosnak kell lennie a hullámhosszal.s.

A hullámok fajtái

A rádióhullámok fel vannak osztvaháromkategóriák:rövid, átlagos éshosszú. Az első olyan hullámokat tartalmaz, amelyek hossza tól10 10-re0 m, amely lehetővé teszi irányított antennák létrehozását. Lehetnek földi és ionoszférikusak.Rövid rádióhullámokat használtakkommunikáció és műsorszórásÉshosszútáv.

A közepes hullámok hossza általában 100-1000 m között változik. A rájuk jellemző frekvenciák 526-1606 kHz. A közepes rádióhullámok használatát számos oroszországi műsorszóró csatornában alkalmazzák.

A hosszú egy 1000 és 10 000 m közötti hullám.TAz ezen mutatók felettieket ultrahosszú hullámoknak nevezzük. Ezek a hullámok kevés tulajdonsággal rendelkeznekthfelszívódás szárazföldön és tengeren való áthaladáskor. EzértA hosszú rádióhullámok fő alkalmazása avíz alatti és földalatti kommunikáció. Különlegesaz övéktulajdonsága a stabilitásNak nekfeszültségeaz elektromos áram erőssége.

Következtetés

Végre megériMarkthogy a rádióhullámok tanulmányozásaet a mai napig.És talánhozotteTemberekmégesok meglepetés.

A rádióhullámok felfedezése számos lehetőséget adott az emberiségnek. Köztük: rádió, televízió, radarok, rádióteleszkópok és vezeték nélküli kommunikáció. Mindez megkönnyítette az életünket. A rádió segítségével az emberek mindig segítséget kérhetnek a mentőktől, hajók, repülők küldhetnek vészjelzést, és megtudhatja, mi történik a világban.

Az elektromágneses hullámok létrehozása kísérletileg Hertz fizikushoz tartozik. Ehhez a Hertz nagyfrekvenciás szikraközt (Vibrátor) használt. A Hertz ezt a kísérletet 1888-ban végezte el. A vibrátor két rúdból állt, amelyeket szikraköz választott el egymástól. Hertz 100 000 000 Hz frekvenciájú hullámokkal kísérletezett. A vibrátor elektromágneses oszcillációinak sajátfrekvenciájának kiszámítása után Hertz képes volt meghatározni az elektromágneses hullám sebességét a υ = λν képlet segítségével, amely megközelítőleg megegyezik a fénysebességgel: c = 300 000 km/s .

Rádióhullámok– ezek a térben fénysebességgel (300 000 km/sec) terjedő elektromágneses rezgések. Az elektromágneses hullámokhoz egyébként a fény is hozzátartozik, ez határozza meg nagyon hasonló tulajdonságaikat (visszaverődés, fénytörés, csillapítás stb.).
A rádióhullámok egy elektromágneses oszcillátor által kibocsátott energiát viszik át a térben. És akkor születnek, amikor az elektromos tér megváltozik, például amikor váltakozó elektromos áram halad át egy vezetőn, vagy amikor szikrák ugrálnak át a térben, pl. gyorsan egymást követő áramimpulzusok sorozata.
Az elektromágneses sugárzást a frekvencia, a hullámhossz és az átvitt energia teljesítménye jellemzi. Az elektromágneses hullámok frekvenciája azt mutatja meg, hogy másodpercenként hányszor változik meg az elektromos áram iránya az emitterben, és így másodpercenként hányszor változik az elektromos és mágneses mezők nagysága a tér egyes pontjain. A frekvenciát hertzben (Hz) mérik, a nagy német tudósról, Heinrich Rudolf Hertzről elnevezett mértékegységben. 1 Hz egy rezgés másodpercenként, 1 megahertz (MHz) millió rezgés másodpercenként. Tudva, hogy az elektromágneses hullámok sebessége megegyezik a fény sebességével, meg tudjuk határozni a távolságot a tér azon pontjai között, ahol az elektromos (vagy mágneses) tér azonos fázisban van. Ezt a távolságot hullámhossznak nevezzük. A hullámhossz (méterben) kiszámítása a következő képlettel történik: vagy megközelítőleg ahol ¦ az elektromágneses sugárzás frekvenciája MHz-ben.

A legegyszerűbb eset a rádióhullám szabad térben való terjedése. Már a rádióadótól kis távolságra pontnak tekinthető. És ha igen, akkor a rádióhullámfront gömb alakúnak tekinthető. Ha gondolatban nyomon követjük a rádióadót körülvevő több gömböt, akkor egyértelmű, hogy abszorpció hiányában a gömbökön áthaladó energia változatlan marad. Nos, a gömb felülete arányos a sugár négyzetével. Ez azt jelenti, hogy a hullám intenzitása, azaz az egységnyi területre jutó energia egységnyi idő alatt, a távolság négyzetével fordított arányban csökkenni fog, ahogy eltávolodik a forrástól.

Hogyan terjednek a rádióhullámok?

Hatótávolság

Figyelembe véve a terjedés, generálás és (részben) sugárzás jellemzőit, a rádióhullámok teljes tartományát általában több kisebb tartományra osztják: ultrahosszú hullámok, hosszú hullámok, középhullámok, rövidhullámok, méteres hullámok, deciméteres hullámok. , centiméteres hullámok, milliméteres hullámok és szubmilliméteres hullámok (1. táblázat). A rádiófrekvenciák tartományokra való felosztását a rádiókommunikációban a nemzetközi rádiószabályzat határozza meg (2. táblázat). Mindezek a spektrum hivatalos, egyértelműen elhatárolt szakaszai.
Ugyanakkor a „sáv” kifejezés a szövegkörnyezettől függően a rádióhullámok/rádiófrekvenciák tetszőleges szakaszának megjelölésére használható (például „amatőr sáv”, „mobilkommunikációs sáv”, „alacsony sávú sáv, ” „2,4 GHz-es sáv” és így tovább.)

asztal 1.- A rádióhullámok teljes tartományának felosztása kisebb sávokra.

asztal 2.1.- Rádiófrekvencia tartomány

Tartomány neve	Tartományhatárok
alapkifejezés	párhuzamos kifejezés
1. frekvencia tartomány 2. frekvencia tartomány 3. frekvencia tartomány 4. frekvencia tartomány 5. frekvencia tartomány 6. frekvenciatartomány 7. frekvenciatartomány 8. frekvencia tartomány 9. frekvencia tartomány 10. frekvenciatartomány 11. frekvenciatartomány 12. frekvenciatartomány	Rendkívül alacsony ELF Ultra alacsony VLF Infra-alacsony VLF Nagyon alacsony VLF Alacsony frekvenciák LF Középfrekvenciák Nagyfrekvenciás HF Nagyon magas VHF Ultra magas UHF Ultra magas mikrohullámú sütő Rendkívül magas EHF Hipermagas frekvencia	3-30 Hz 30-300 Hz 0,3-3 kHz 3-30 kHz 30-300 kHz 0,3-3 MHz 3-30 MHz 30-300 MHz 0,3-3 GHz 3-30 GHz 30-300 GHz 0,3-3 THz

asztal 2.2. - Rádióhullám-tartomány

Dinamikus hatókör
A rádióvevő készülék dinamikus tartománya a vett jel maximális megengedett szintjének (a nemlineáris torzítás mértékével normalizálva) és a vett jel minimális lehetséges szintjének (amelyet az eszköz érzékenysége határoz meg) aránya. decibel. Más szavakkal, ez a különbség a jelszintek maximális és minimális értékei között, amelyeknél a torzítás még nem figyelhető meg. Ezeknek a torzulásoknak az oka a kérdéses eszköz erősítési útvonalának nemlinearitása. Minél szélesebb a DD, annál erősebb jeleket tud fogadni a készülék torzítás nélkül. A dinamikus tartomány szélesebb a drága vevőkben, bár ebben a paraméterben szinte lehetetlen összehasonlítani őket, mert a jellemzőkben nagyon ritkán van feltüntetve.

Spektrum kiosztás

A rádiótechnikában használt rádióhullámok (rádiófrekvenciák) 10 000 m (30 kHz) és 0,1 mm (3 000 GHz) közötti spektrumot foglalnak el. Ez csak egy része az elektromágneses hullámok hatalmas spektrumának. A rádióhullámokat (csökkenő hosszban) hő- vagy infravörös sugarak követik. Utánuk a látható fényhullámok szűk szakasza következik, majd az ultraibolya, a röntgen- és a gamma-sugarak spektruma - mindezek ugyanolyan jellegű elektromágneses rezgések, amelyek csak hullámhosszban és így frekvenciában különböznek egymástól. Bár a teljes spektrum régiókra van felosztva, a köztük lévő határok feltételesen körvonalazódnak. A területek folyamatosan követik egymást, átalakulnak egymásba, esetenként átfedik egymást. Nemzetközi megállapodások szerint a rádiókommunikációban használt rádióhullámok teljes spektruma tartományokra van felosztva:

Források

A Nap rádiósugárzása. A Napból érkező rádiósugárzást néhány millimétertől 30 m-ig terjedő hullámhosszal rögzítették. A sugárzás különösen erős a méteres tartományban. a Nap légkörének felső rétegeiben, koronájában születik, ahol a hőmérséklet körülbelül 1 millió K. A Nap rövidhullámú sugárzása viszonylag gyenge; a kromoszférából jön ki, amely a Nap látható felülete - a fotoszféra - felett helyezkedik el.

A rádióhullámok az elektromágneses hullámok egy fajtája, amelyek létezését James Clerk Maxwell brit fizikus, matematikus és mechanikus, az elektromágneses tér elméletének szerzője jósolta meg 1864-ben.

Maxwell elmélete

James Clerk Maxwell

Összegezve az előtte az elektromos és mágneses terek területén végzett kutatások eredményeit, Maxwell felvetette, hogy a váltakozó mágneses mezők elektromos mezőket, a váltakozó elektromos mezők pedig mágneses mezőket stb. Először az egyik ilyen mezőt valamilyen külső forrás hozza létre, majd egymás megjelenését okozva úgy tűnik, hogy elszakadnak az eredeti forrástól és attól függetlenül léteznek, elektromágneses hullámok formájában továbbterjedve a térben.

Sajnos a híres tudósnak nem volt célja, hogy kísérletileg megerősítse briliáns elméletét, amely egyesítette az elektromosság és a mágnesesség összes jelenségének leírását. Ezt később egy másik tudós tette meg.

Hertz kísérlete

Heinrich Rudolf Hertz

A gyakorlatban először 1887-ben bizonyította az elektromágneses hullámok létezését Heinrich Rudolf Hertz német fizikus, aki akkoriban a karlsruhei Műszaki Egyetem fizikaprofesszoraként dolgozott. Azt kell mondani, hogy Hertz egyáltalán nem azért vállalkozott erre a kísérletre, mert egyetértett Maxwell-lel. Éppen ellenkezőleg, azt feltételezte, hogy Maxwell tévedett, és hogy elektromágneses hullámok valójában nem léteznek. Ezt akarta bizonyítani.

Maxwell elmélete szerint az elektromágneses hullámok forrása oszcilláló elektromos részecskék lehet. Erre a célra egy egyszerű oszcillációs áramkört használnak, amely egy kondenzátorból és egy induktorból áll.

Az elektromágneses hullámok kibocsátója (ha léteznek) Hertz első kísérletében egy elektromos kisülésnek számított, amely két fémrudak végére erősített sárgaréz golyó között keletkezik. A kísérleti telepítésnél a kondenzátorként funkcionáló golyókat egy kis rés választotta el egymástól, magukat a rudakat pedig egy induktív tekercs köti össze egymással. A golyókban felgyülemlett elektromos töltések.

Az első áramkörtől több méterrel volt egy második áramkör, amely nem csatlakozik az elsőhöz, és egy nyitott huzalgyűrűt képvisel, ugyanazokkal a sárgaréz golyókkal a végein, és ugyanolyan szikraközzel, mint az első áramkörben. Ez volt a legegyszerűbb rezonátor - elektromágneses hullámok rögzítésére szolgáló eszköz.

Valamikor szikrák ugrottak az elsődleges kör golyói között. És ha a természetben nincsenek elektromágneses hullámok, akkor a második körben ne legyen kisülés. De a kísérlet során a második kör golyói között is megjelent egy ilyen kisülés. Ez azt jelentette, hogy az elektromágneses hullámok még mindig léteznek. Az energiájuk pedig vezeték nélkül továbbítható.

Hertz kísérlete az elektromágneses hullámok detektálására

Hertz egy sor kísérletet végzett, amelyek megerősítették Maxwell elméletét. Megállapította, hogy az elektromágneses hullámok terjedési sebessége vákuumban megegyezik a fény sebességével. Sőt, e hullámok terjedésének tanulmányozásával bebizonyította, hogy ugyanúgy viselkednek, mint a fényhullámok, és betartják a visszaverődés és a fénytörés törvényeit.

De fogalma sem volt, hogyan lehetne ezt a gyakorlatban alkalmazni. Felfedezéseit pedig teljesen haszontalannak tartotta. „Maestro Maxwellnek igaza volt” – mondta Hertz a hallgatóknak. "Léteznek elektromágneses hullámok, de a szemünkkel nem látjuk őket." És a következő kérdésre: "Mi lesz?" azt válaszolta: "Azt hiszem, ez semmi."

A tudományos közösségben Hertz felfedezését egy új „elektromos korszak” kezdetének nevezték.

Ezt követően az elektromágneses hullámok teljes spektrumából egy sor rádióhullámot izoláltak, amelyeket rádiójelek továbbítására kezdtek használni.

Rádióhullám-tartomány

Rádióhullám-tartomány táblázat

Minden elektromágneses hullám vákuumban a fény sebességével megegyező sebességgel terjed. Hullámhosszban vagy frekvenciában különböznek egymástól. Nincs köztük éles határ. Az elektromágneses hullámok egyik típusa simán átmegy a másikba.

A hullámhossztól függően az elektromágneses hullámok teljes spektrumát hagyományosan gamma-sugárzásra, röntgensugárzásra, látható fényre, infravörös sugárzásra és rádióhullámokra osztják.

A gammasugárzás hullámhossza a legrövidebb, mindössze 2·10-10 m. Minden olyan elektromágneses hullám, amelynek hossza meghaladja az infravörös fény hullámhosszát, és 1 mm és 100 km közötti tartományba esik, rádióhullámoknak minősül. Ezek elektromágneses hullámok, amelyeket a rádiótechnikában használnak. Frekvenciájuk 3 kHz és 300 GHz között van.

A nemzetközi megállapodások szerint a rádióhullámok teljes spektruma a következő tartományokra oszlik: decimmilliméter, milliméter, centiméter, deciméter, méter, dekaméter, hektométer, kilométer, miriméter.

Milliméteres hullámok

Az 1 mm és 1 cm közötti hullámokat nevezzük milliméter. Frekvenciájuk 30-300 GHz között van, és ún nagyon magas(EHF). Az ilyen hullámokat a radarban, az űrkommunikációban és a rádiócsillagászatban használják.

A rádiósugárzáshoz használt rádióhullámok spektrumát általában ultrarövid, rövid, közepes, hosszú és ultrahosszú hullámokra osztják.

Ultrarövid hullámok

NAK NEK ultrarövid centiméteres, deciméteres és méteres hullámokat tartalmaznak.

1 cm és 10 cm közötti hosszúságú és 3 és 30 GHz közötti frekvenciájú hullámok ( ultra magas frekvenciák EHF) hívják centiméter. Ezt a tartományt adatátvitelre használják műholdas kommunikációs csatornákon, Wi-Fi vezeték nélküli számítógépes hálózatokon, radar- és rádiókommunikációban.

A 10 cm és 1 m közötti hullámhosszúságú, 300-3000 MHz frekvenciájú hullámokat ún. deciméter,és gyakoriságuk ultra magas frekvencia(UHF). Rádiókommunikációban, televízióban, walkie-talkie-ben, mobiltelefonokban és mikrohullámú sütőben használják.

Olyan hullámokat nevezünk, amelyek hossza 1 m és 10 m között van méter. Leggyakrabban rádiókommunikációra, televíziózásra és rövid távú rádióadásra használják.

Rövid hullámok

Rövid hullámok a 10-100 m tartományba eső hullámok tíz méter hullámok.

Közepes hullámok

Átlagos, ill hektométer, a hullámok 100 m és 1 km közötti tartományt foglalnak el.

Hosszú hullámok

Hosszú, vagy kilométer, a hullámok 1 km-től 10 km-ig terjednek.

A rövid, közepes és hosszú rádióhullámokat rádióműsorszórásban és rádiókommunikációban használják.

Ultra hosszú hullámok

Minden olyan rádióhullámot hívnak, amelynek hossza meghaladja a 10 km-t extra hosszú. Fel vannak osztva myriameterre (hullámhossz 10 km-től 100 km-ig), hektokilométerre (100 km-től 1000 km-ig), megaméterre (1000 km-től 10 000 km-ig) és dekamegaméterre (10 000 km-től 100 000 km-ig).

Ultrahosszú rádióhullámokat használnak a tengeralattjárókkal való kommunikációhoz.

Decimilliméteres hullámok

Külön meg kell mondani a d-ről ekimilliméter hullámok. Ilyen a 0,1 mm és 1 mm közötti hullámokat tekintjük. Úgy is hívják szubmilliméter. Ez az elektromágneses sugárzás egy fajtája, amelynek frekvenciaspektruma az infravörös és az ultramagas frekvenciájú sugárzás között helyezkedik el, beleértve a deciméteres, centiméteres és milliméteres rádióhullámok tartományát. Bár a nemzetközi besorolás szerint a rádióhullámok közé tartozik, elsősorban az orvostudományban és a biztonsági rendszerekben használják. A röntgensugárzástól eltérően biztonságos az emberi szervezet számára, ezért az emberi test szerveinek szkennelésére szolgáló eszközökben használják. A repülőtereken az utasok poggyászának „átvilágítására” használják. A fizikában a 10 11 -10 13 Hz tartományban elhelyezkedő nagy frekvenciája miatt terahertzes sugárzásnak nevezik.

Kedves olvasó!
A dokumentum közzététele nem jár kereskedelmi haszonnal. De az ilyen dokumentumok hozzájárulnak az olvasók szakmai és szellemi növekedéséhez, és reklámot jelentenek az ilyen dokumentumok papíralapú kiadásainak. Minden jog fenntartva a szerzői jog tulajdonosának.
A cikk tartalmáért a szerzők felelősek.

Mik azok a rádióhullámok

A rádióhullámok olyan elektromágneses hullámok, amelyek fénysebességgel (300 000 km/s) haladnak át az űrben. Az elektromágneses hullámokhoz egyébként a fény is hozzátartozik, ez határozza meg nagyon hasonló tulajdonságaikat (visszaverődés, fénytörés, csillapítás stb.).
A rádióhullámok egy elektromágneses oszcillátor által kibocsátott energiát viszik át a térben. És akkor születnek, amikor az elektromos tér megváltozik, például amikor váltakozó elektromos áram halad át egy vezetőn, vagy amikor szikrák ugrálnak át a térben, i.e. gyorsan egymást követő áramimpulzusok sorozata.
Az elektromágneses sugárzást a frekvencia, a hullámhossz és az átvitt energia teljesítménye jellemzi. Az elektromágneses hullámok frekvenciája azt mutatja meg, hogy másodpercenként hányszor változik meg az elektromos áram iránya az emitterben, és így másodpercenként hányszor változik az elektromos és mágneses mezők nagysága a tér egyes pontjain. A frekvenciát hertzben (Hz) mérik - a nagy német tudósról, Heinrich Rudolf Hertzről elnevezett egységekben. 1 Hz egy rezgés másodpercenként, 1 megahertz (MHz) millió rezgés másodpercenként. Tudva, hogy az elektromágneses hullámok sebessége megegyezik a fény sebességével, meg tudjuk határozni a távolságot a tér azon pontjai között, ahol az elektromos (vagy mágneses) tér azonos fázisban van. Ezt a távolságot hullámhossznak nevezzük. A hullámhossz (méterben) kiszámítása a következő képlettel történik: vagy megközelítőleg ahol ¦ az elektromágneses sugárzás frekvenciája MHz-ben.

A képletből jól látható, hogy például 1 MHz-es frekvencia kb. 300 m A frekvencia növekedésével a hullámhossz csökken, csökkenéssel - találd ki magad. A jövőben ügyelünk arra, hogy a hullámhossz ismerete nagyon fontos legyen egy rádiórendszer antennaválasztásánál, mivel az antenna hossza közvetlenül függ ettől. Az elektromágneses hullámok szabadon terjednek a levegőben vagy a világűrben (vákuum). De ha egy fémhuzal, antenna vagy bármilyen más vezető test találkozik a hullám útján, akkor feladják az energiájukat, ezzel váltakozó elektromos áramot okozva ebben a vezetőben. De nem az összes hullámenergiát nyeli el a vezető; annak egy része visszaverődik a felületről. Egyébként ez az alapja az elektromágneses hullámok radarban való használatának. Az elektromágneses hullámok (csakúgy, mint bármely más hullám) másik hasznos tulajdonsága az, hogy képesek meghajolni az útjukban lévő testek körül. De ez csak akkor lehetséges, ha a test méretei kisebbek, mint a hullámhossz, vagy összehasonlíthatók vele. Például egy repülőgép észleléséhez a helymeghatározó rádióhullám hosszának kisebbnek kell lennie a geometriai méreteinél (kevesebb, mint 10 m). Ha a test hosszabb, mint a hullámhossz, akkor visszaverheti azt. De lehet, hogy nem tükrözi – emlékezzen a „Stealth” amerikai lopakodó repülőgépre.
Az elektromágneses hullámok által szállított energia a generátor (emitter) teljesítményétől és a hozzá való távolságtól függ. Tudományosan ez így hangzik: az egységnyi területre jutó energiaáramlás egyenesen arányos a sugárzási teljesítménnyel és fordítottan arányos az emitter távolságának négyzetével. Ez azt jelenti, hogy a kommunikációs hatótávolság függ az adó teljesítményétől, de sokkal nagyobb mértékben a távolságtól. Például a Napból a Föld felszínére érkező elektromágneses sugárzás energiaáramlása eléri az 1 kilowatttot négyzetméterenként, egy középhullámú rádióállomás energiaárama pedig mindössze a watt ezredrészei, sőt milliomod részei négyzetméterenként.

Spektrum kiosztás

Hatótávolság frekvenciák	Tartomány neve (rövidített név)	Név hullámtartomány	Hullámhossz
3-30 kHz	Nagyon alacsony frekvenciák (VLF)	Myriameter	100-10 km
30-300 kHz	Alacsony frekvenciák (LF)	Kilométer	10-1 km
300-3000 kHz	Középfrekvenciák (MF)	Hekometrikus	1-0,1 km
3-30 MHz	Magas frekvenciák (HF)	Tíz méter	100-10 m
30-300 MHz	Nagyon magas frekvenciák (VHF)	Méter	10-1 m
300-3000 MHz	Nagyon magas frekvenciák (UHF)	deciméter	1-0,1 m
3-30 GHz	Ultramagas frekvenciák (mikrohullámú)	Centiméter	10-1 cm
30-300 GHz	Rendkívül magas frekvenciák (EHF)	Milliméter	10-1 mm
300-3000 GHz	Hipermagas frekvenciák (HHF)	decimmilliméter	1-0,1 mm

De ezek a hatótávolságok nagyon kiterjedtek, és részekre vannak osztva, amelyek magukban foglalják az úgynevezett műsorszórási és televíziós hatótávolságokat, a szárazföldi és légi közlekedés, az űr- és tengeri kommunikáció, az adatátvitel és az orvostudomány, a radar és rádiónavigáció stb. . Minden rádiószolgáltatásnak ki van osztva a saját spektrumrésze vagy rögzített frekvenciái.

Példa a különböző szolgáltatások közötti spektrumkiosztásra.
Ez a bontás meglehetősen zavaró, ezért sok szolgáltatás saját "belső" terminológiáját használja. A földi mobilkommunikációhoz kiosztott tartományok kijelölésekor általában a következő neveket használják:

Term	Hatótávolság frekvenciák	Magyarázatok
Rövidhullámú tartomány (HF)	2–30 MHz	A terjesztés jellegéből adódóan főként távolsági kommunikációra használják.
« CB »	25,6–30,1 MHz	Polgári körzet, ahol tudnak használjon privát kommunikációt. BAN BEN ezen a területen különböző országokból osztják ki 40-80 fix frekvencia (csatorna).
« Alacsony sáv"	33-50 MHz	Nem világos, hogy miért, de oroszul nem talált egy kifejezést, amely ezt meghatározza hatótávolság.
VHF	136–174 MHz	A leggyakoribb tartomány mobil vezetékes kommunikáció.
DCV	400-512 MHz	A mobil vezetékes kommunikáció tartománya. Néha ez a terület nem azonosítható külön tartomány, de azt mondják VHF, 136 és 136 közötti frekvenciasávot jelent 512 MHz.
"800 MHz"	806–825 és 851–870 MHz	Hagyományos "amerikai" termékcsalád; széles körben használják a mobilkommunikációban EGYESÜLT ÁLLAMOK. Nem sokat kaptunk terjesztés.

Ne keverje össze a frekvenciatartományok hivatalos nevét a különféle szolgáltatásokhoz kiosztott szakaszok nevével. Érdemes megjegyezni, hogy a világ legnagyobb mobil földi kommunikációs berendezésgyártói olyan modelleket gyártanak, amelyeket ezeken a területeken való működésre terveztek.
A jövőben szó lesz a rádióhullámok tulajdonságairól a földi mobil rádiókommunikációban való felhasználásukkal kapcsolatban.

Hogyan rádióhullámok terjednek

A rádióhullámokat antennán keresztül bocsátják ki az űrbe, és elektromágneses térenergiaként terjednek. És bár a rádióhullámok természete ugyanaz, terjedési képességük erősen függ a hullámhossztól.
A Föld a rádióhullámok elektromos vezetője (bár nem túl jó). A Föld felszínén áthaladva a rádióhullámok fokozatosan gyengülnek. Ennek oka az a tény, hogy az elektromágneses hullámok elektromos áramokat gerjesztenek a föld felszínén, ami az energia egy részét felemészti. Azok. energiát nyel el a föld, és minél több, annál rövidebb a hullámhossz (nagyobb a frekvencia). Emellett a hullámenergia gyengül azért is, mert a sugárzás a tér minden irányába terjed, így minél távolabb van a vevő az adótól, annál kevesebb energia esik egységnyi területre, és annál kevesebb jut az antennába.
A hosszúhullámú sugárzó állomások adásait akár több ezer kilométeres távolságban is lehet fogni, a jelszint pedig egyenletesen, ugrások nélkül csökken. A középhullámú állomások több ezer kilométeres körzetben hallhatók. Ami a rövid hullámokat illeti, az energiájuk az adótól való távolság növekedésével élesen csökken. Ez magyarázza azt a tényt, hogy a rádió fejlődésének hajnalán az 1-30 km-es hullámokat főként kommunikációra használták. A 100 méternél rövidebb hullámokat általában alkalmatlannak tartották távolsági kommunikációra.
A rövid és ultrarövid hullámok további vizsgálatai azonban azt mutatták, hogy a Föld felszínéhez közeledve gyorsan gyengülnek. Ha a sugárzás felfelé irányul, a rövid hullámok visszatérnek.
Még 1902-ben Oliver Heaviside angol matematikus és Arthur Edwin Kennelly amerikai villamosmérnök szinte egyszerre megjósolta, hogy a Föld felett egy ionizált levegőréteg található - egy természetes tükör, amely visszaveri az elektromágneses hullámokat. Ezt a réteget ionoszférának nevezték. A Föld ionoszférájának lehetővé kellett volna tennie a rádióhullámok terjedési tartományának a látóvonalat meghaladó távolságok elérését. Ezt a feltevést kísérletileg igazolták 1923-ban. A rádiófrekvenciás impulzusokat függőlegesen felfelé továbbították, és a visszatérő jeleket vették. Az impulzusok küldése és fogadása közötti idő mérése lehetővé tette a reflexiós rétegek magasságának és számának meghatározását.

Hosszú és rövid hullámok terjedése.

Az ionoszféráról visszaverődő rövid hullámok visszatérnek a Földre, több száz kilométernyi „holt zónát” hagyva alatta. Miután eljutott az ionoszférába és vissza, a hullám nem „megnyugszik”, hanem visszaverődik a Föld felszínéről, és ismét az ionoszférába rohan, ahol ismét visszaverődik stb. Így sokszor visszaverődik egy rádió hullám többször is megkerülheti a földgömböt.
Megállapítást nyert, hogy a visszaverődési magasság elsősorban a hullámhossztól függ. Minél rövidebb a hullám, annál magasabb a visszaverődés magassága, és ennélfogva annál nagyobb a „holt zóna”. Ez a függés csak a spektrum rövidhullámú részére igaz (kb. 25-30 MHz-ig). Rövidebb hullámhosszok esetén az ionoszféra átlátszó. A hullámok áthatolnak rajta, és kijutnak a világűrbe.
Az ábrán látható, hogy a visszaverődés nemcsak a gyakoriságtól függ, hanem a napszaktól is. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az ionoszférát a napsugárzás ionizálja, és a sötétség beálltával fokozatosan elveszíti fényvisszaverő képességét. Az ionizáció mértéke a naptevékenységtől is függ, amely egész évben és évről évre hétéves ciklusban változik.

Az ionoszféra fényvisszaverő rétegei és a rövidhullámok terjedése
gyakoriságtól és napszaktól függően.

Rövid és ultrarövid hullámok terjedése.

A VHF rádióhullámok tulajdonságai jobban hasonlítanak a fénysugarakhoz. Gyakorlatilag nem verődnek vissza az ionoszféráról, nagyon enyhén meghajlanak a földfelszín körül, és szétterülnek a látómezőn belül. Ezért az ultrarövid hullámok hatótávolsága rövid. Ennek azonban határozott előnye van a rádiókommunikáció szempontjából. Mivel a VHF tartományban
Mivel a hullámok látótávolságon belül terjednek, a rádióállomások egymástól 150-200 km távolságra helyezkedhetnek el, kölcsönös befolyásolás nélkül. Ez lehetővé teszi, hogy a szomszédos állomások újra felhasználják ugyanazt a frekvenciát.
A rádióhullámok tulajdonságai a DCV és 800 MHz tartományban még közelebb állnak a fénysugarakhoz, ezért van egy másik érdekes és fontos tulajdonságuk. Emlékezzünk a zseblámpa működésére. A reflektor fókuszában elhelyezkedő villanykörte fénye egy keskeny sugárnyalábba gyűlik össze, amely
bármilyen irányba küldeni. Ugyanezt meg lehet tenni a nagyfrekvenciás rádióhullámokkal is. Antennatükrök segítségével összegyűjthetők és keskeny nyalábokban küldhetők ki. Lehetetlen ilyen antennát építeni alacsony frekvenciájú hullámokhoz, mivel méretei túl nagyok lennének (a tükör átmérőjének sokkal nagyobbnak kell lennie, mint a hullámhossz). Az irányított hullámsugárzás lehetősége lehetővé teszi a kommunikációs rendszer hatékonyságának növelését.
Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a keskeny nyaláb kisebb energiaeloszlást biztosít az oldalon
irányok, ami lehetővé teszi kisebb teljesítményű adók használatát egy adott kommunikációs tartomány elérésére. Az irányított sugárzás kevesebb interferenciát okoz más kommunikációs rendszerekkel, amelyek nincsenek a sugárzási tartományban.
A rádióhullám-vétel az irányított sugárzást is kihasználhatja. Például sokan ismerik a parabola műholdantennákat, amelyek a műholdadó sugárzását arra a pontra fókuszálják, ahol a vevő érzékelőt felszerelik. Az irányított vevőantennák alkalmazása a rádiócsillagászatban számos alapvető tudományos felfedezést tett lehetővé. A nagyfrekvenciás rádióhullámok fókuszálásának képessége biztosította széleskörű alkalmazásukat a radarban, a rádiórelé kommunikációban, a műholdas műsorszórásban, a vezeték nélküli adatátvitelben stb.

Parabolikus irányított antennák.

Megjegyzendő, hogy a hullámhossz csökkenésével növekszik csillapításuk és abszorpciójuk a légkörben. Különösen az 1 cm-nél rövidebb hullámok terjedését kezdik befolyásolni olyan jelenségek, mint a köd, eső, felhők, amelyek komoly interferenciává válhatnak, amely nagymértékben korlátozza a kommunikációs tartományt.
Megtanultuk, hogy a rádióhullámok eltérő terjedési tulajdonságokkal rendelkeznek, és ennek a tartománynak minden részét ott használják, ahol az előnyei a legjobban kiaknázhatók.

Rádiófrekvencia-tartomány és felhasználása rádiókommunikációra

2.1 A rádióterjedés alapjai

A rádiókommunikáció elektromágneses hullámok (rádióhullámok) segítségével biztosítja az információ távolsági továbbítását.

A rádióhullámok egy elektromágneses oszcillátor által kibocsátott energiát viszik át a térben. És akkor születnek, amikor az elektromos tér megváltozik, például amikor váltakozó elektromos áram halad át egy vezetőn, vagy amikor szikrák ugrálnak át a térben, pl. gyorsan egymást követő áramimpulzusok sorozata.

Rizs. 2.1 Az elektromágneses hullám felépítése.

Az elektromágneses sugárzást a frekvencia, a hullámhossz és az átvitt energia teljesítménye jellemzi. Az elektromágneses hullámok frekvenciája azt mutatja meg, hogy másodpercenként hányszor változik meg az elektromos áram iránya az emitterben, és így másodpercenként hányszor változik az elektromos és mágneses mezők nagysága a tér egyes pontjain.

A frekvenciát hertzben (Hz) mérik, a nagy német tudósról, Heinrich Rudolf Hertzről elnevezett mértékegységben. Az 1 Hz egy rezgés másodpercenként, az 1 megahertz (MHz) egy millió rezgés másodpercenként. Tudva, hogy az elektromágneses hullámok sebessége megegyezik a fény sebességével, meg tudjuk határozni a távolságot a tér azon pontjai között, ahol az elektromos (vagy mágneses) tér azonos fázisban van. Ezt a távolságot hullámhossznak nevezzük.

A hullámhosszt (méterben) a következő képlet segítségével számítjuk ki:

, vagy hozzávetőlegesen

ahol f az elektromágneses sugárzás frekvenciája MHz-ben.

A képletből jól látható, hogy például az 1 MHz-es frekvencia körülbelül 300 m-es hullámhossznak felel meg A frekvencia növekedésével a hullámhossz csökken, a frekvencia csökkenésével pedig nő.

Az elektromágneses hullámok szabadon terjednek a levegőben vagy a világűrben (vákuum). De ha egy fémhuzal, antenna vagy bármilyen más vezető test találkozik a hullám útján, akkor feladják az energiájukat, ezzel váltakozó elektromos áramot okozva ebben a vezetőben. De nem az összes hullámenergiát nyeli el a vezető; annak egy része visszaverődik a felületről. Egyébként ez az alapja az elektromágneses hullámok radarban való használatának.

Az elektromágneses hullámok (csakúgy, mint bármely más hullám) másik hasznos tulajdonsága az, hogy képesek meghajolni az útjukban lévő testek körül. De ez csak akkor lehetséges, ha a test méretei kisebbek, mint a hullámhossz, vagy összehasonlíthatók vele. Például egy repülőgép észleléséhez a helymeghatározó rádióhullám hosszának kisebbnek kell lennie a geometriai méreteinél (kevesebb, mint 10 m). Ha a test hosszabb, mint a hullámhossz, akkor visszaverheti azt. De lehet, hogy nem tükrözi – emlékezzen a „Stealth”-re.

Az elektromágneses hullámok által szállított energia a generátor (emitter) teljesítményétől és a hozzá való távolságtól függ, pl. az egységnyi területre jutó energiaáramlás egyenesen arányos a sugárzási teljesítménnyel és fordítottan arányos az emitter távolságának négyzetével. Ez azt jelenti, hogy a kommunikációs hatótávolság függ az adó teljesítményétől, de sokkal nagyobb mértékben a távolságtól.

Például a Napból a Föld felszínére érkező elektromágneses sugárzás energiaáramlása eléri az 1 kilowatttot négyzetméterenként, egy középhullámú rádióállomás energiaárama pedig mindössze a watt ezredrészei, sőt milliomod részei négyzetméterenként.

2.2 Rádiófrekvenciás spektrum kiosztás

Bár a teljes spektrum régiókra van felosztva, a köztük lévő határok feltételesen körvonalazódnak. A területek folyamatosan követik egymást, átalakulnak egymásba, esetenként átfedik egymást.

De ezek a hatótávolságok nagyon kiterjedtek, és részekre vannak osztva, amelyek magukban foglalják az úgynevezett műsorszórási és televíziós tartományokat, a szárazföldi és légi közlekedés, az űr- és tengeri kommunikáció, az adatátvitel és az orvostudomány, a radar és rádiónavigáció stb. . Minden rádiószolgáltatásnak ki van osztva a saját spektrumszakasza vagy rögzített frekvenciái. A valóságban rádiókommunikációs célokra a 10 kHz és 100 GHz közötti frekvenciatartományban rezgéseket használnak. Egy adott frekvenciatartomány kommunikációhoz való használata számos tényezőtől függ, különösen a különböző tartományú rádióhullámok terjedési feltételeitől, a szükséges kommunikációs tartománytól, az adóteljesítmény értékeinek megvalósíthatóságától a kiválasztott frekvenciatartományban stb.

A nemzetközi megállapodások szerint a rádiókommunikációban használt rádióhullámok teljes spektruma tartományokra van felosztva (1. táblázat):

Asztal 1

Nem.	Tartomány neve			Tartományhatárok
Nem.	Hullámok	Elavult kifejezések	Frekvenciák	Rádióhullámok	Frekvenciák
1	DKMGMVDecaMega mérő		Rendkívül alacsony frekvenciák (ELF)	100.000-10.000 km	3-30 Hz
2	MGMVMegameter		Ultra-alacsony frekvenciák (ELF)	10.000-1.000 km	30-3.000 Hz
3	GCMMVHektakilométer		Infra-alacsony frekvenciák (ILF)	1000-100 km	0,3-3 kHz
4	MRMVMmiriáter	HOZZÁAD	Nagyon alacsony frekvenciájú (VLF) VLF	100-10 km	3-30 kHz
5	KMVKilométer	Távol-Kelet	Alacsony frekvenciák (LF) LF	10-1 km	30-300 kHz
6	GCMVHektaméter	NE	Középfrekvenciák (MF) VF	1000-100 m	0,3-3 MHz
7	DKMVDekaméter	HF	Nagyfrekvenciás (HF) HF	100-10 m	3-30 MHz
8	MVMeter	VHF	Nagyon magas frekvenciájú (VHF) VHF	10-1 m	30-300 MHz
9	DCMVDdeciméter	VHF	Ultra magas frekvenciák (UHF) UHF	10-1 dm	0,3-3 GHz
10	SMVCentiméter	VHF	Ultra magas frekvenciájú (mikrohullámú) SHF	10-1 cm	3-30 GHz
11	MMVMilliméter	VHF	Rendkívül magas frekvenciák (EHF) EHF	10-1 mm	30-300 GHz
12	DCMMVDecimillie- méter Submilli- méter	SUMMV	Hipermagas frekvenciák (HHF)	1-0,1 mm	0,3-3 THz
13	Fény			< 0,1 мм	> 3 THz

Rizs. 2.2 Példa spektrumkiosztásra a különböző szolgáltatások között.

A Föld a rádióhullámok elektromos vezetője (bár nem túl jó). A Föld felszínén áthaladva a rádióhullámok fokozatosan gyengülnek. Ennek oka az a tény, hogy az elektromágneses hullámok elektromos áramokat gerjesztenek a föld felszínén, ami az energia egy részét felemészti. Azok. energiát nyel el a föld, és minél több, annál rövidebb a hullámhossz (nagyobb a frekvencia).

Emellett a hullámenergia gyengül azért is, mert a sugárzás a tér minden irányába terjed, így minél távolabb van a vevő az adótól, annál kevesebb energia esik egységnyi területre, és annál kevesebb jut az antennába.

A hosszúhullámú sugárzó állomások adásait akár több ezer kilométeres távolságban is lehet fogni, a jelszint pedig egyenletesen, ugrások nélkül csökken. A középhullámú állomások több ezer kilométeres körzetben hallhatók. Ami a rövid hullámokat illeti, az energiájuk az adótól való távolság növekedésével élesen csökken. Ez magyarázza azt a tényt, hogy a rádió fejlődésének hajnalán az 1-30 km-es hullámokat főként kommunikációra használták. A 100 méternél rövidebb hullámokat általában alkalmatlannak tartották távolsági kommunikációra.

A rövid és ultrarövid hullámok további vizsgálatai azonban azt mutatták, hogy a Föld felszínéhez közeledve gyorsan gyengülnek. Ha a sugárzás felfelé irányul, a rövid hullámok visszatérnek.

Még 1902-ben Oliver Heaviside angol matematikus és Arthur Edwin Kennelly amerikai villamosmérnök szinte egyszerre megjósolta, hogy a Föld felett egy ionizált levegőréteg található - egy természetes tükör, amely visszaveri az elektromágneses hullámokat. Ezt a réteget nevezték el ionoszféra.

A Föld ionoszférájának lehetővé kellett volna tennie a rádióhullámok terjedési tartományának a látóvonalat meghaladó távolságok elérését. Ezt a feltételezést 1923-ban kísérletileg igazolták. Az RF impulzusokat függőlegesen felfelé továbbították, és a visszatérő jeleket vették. Az impulzusok küldése és fogadása közötti idő mérése lehetővé tette a reflexiós rétegek magasságának és számának meghatározását.

2.3 A légkör hatása a rádióhullámok terjedésére

A rádióhullámok terjedésének jellege függ a hullámhossztól, a Föld görbületétől, a talajtól, a légkör összetételétől, a nap- és évszaktól, az ionoszféra állapotától, a Föld mágneses terétől és a meteorológiai viszonyoktól.

Tekintsük a légkör szerkezetét, amely jelentősen befolyásolja a rádióhullámok terjedését. A napszaktól és az évszaktól függően változik a nedvességtartalom és a levegő sűrűsége.

A Föld felszínét körülvevő levegő atmoszférát alkot, amelynek magassága körülbelül 1000-2000 km. A Föld légkörének összetétele heterogén.

Rizs. 2.3 A légkör szerkezete.

A légkör rétegei körülbelül 100-130 km magasságig homogén összetételűek. Ezek a rétegek (térfogat szerint) 78% nitrogént és 21% oxigént tartalmazó levegőt tartalmaznak. A légkör alsó, 10-15 km vastag rétegét (2.3. ábra) ún troposzféra. Ez a réteg vízgőzt tartalmaz, amelynek tartalma a meteorológiai viszonyok változásával élesen ingadozik.

A troposzféra fokozatosan átalakul sztratoszféra. A határ az a magasság, amelynél megáll a hőmérséklet csökkenése.

Körülbelül 60 km-es és a Föld feletti magasságban, nap- és kozmikus sugarak hatására a légkörben levegőionizáció megy végbe: az atomok egy része szabaddá bomlik. elektronokÉs ionok. A légkör felső rétegeiben az ionizáció jelentéktelen, mivel a gáz nagyon ritka (kis molekulaszám van egységnyi térfogatban). Ahogy a napsugarak behatolnak a légkör sűrűbb rétegeibe, az ionizáció mértéke növekszik. A Földhöz közeledve a napsugarak energiája csökken, az ionizáció mértéke ismét csökken. Ráadásul a légkör alsóbb rétegeiben a nagy sűrűség miatt negatív töltések nem létezhetnek sokáig; megtörténik a semleges molekulák helyreállításának folyamata.

Az ionizáció ritka légkörben a Földtől 60-80 km-es magasságban és magasabban hosszú ideig fennmarad. Ezeken a magasságokon a légkör nagyon ritka, a szabad elektronok és ionok sűrűsége olyan alacsony, hogy ütközések, és ezáltal a semleges atomok helyreállítása viszonylag ritkán fordul elő.

A légkör felső rétegét ionoszférának nevezzük. Az ionizált levegő jelentős hatással van a rádióhullámok terjedésére.

A nap folyamán négy szabályos réteg vagy ionizációs maximum alakul ki - rétegek D, E, F 1 és F 2. Az F 2 réteg rendelkezik a legnagyobb ionizációval (a legnagyobb számú szabad elektron térfogategységenként).

Naplemente után az ionizáló sugárzás erősen csökken. A semleges molekulák és atomok redukálódnak, ami az ionizáció mértékének csökkenéséhez vezet. Éjszaka a rétegek teljesen eltűnnek DÉs F 2, rétegionizáció E jelentősen csökken, és a réteg F 2 némi csillapítással megtartja az ionizációt.

Rizs. 2.4 A rádióhullámok terjedésének függése a frekvenciától és a napszaktól.

Az ionoszféra rétegeinek magassága a napsugarak intenzitásától függően folyamatosan változik. Nappal az ionizált rétegek magassága kisebb, éjszaka nagyobb. Nyáron a mi szélességi körünkön az ionizált rétegek elektronkoncentrációja nagyobb, mint télen (a réteg kivételével F 2). Az ionizáció mértéke a naptevékenység szintjétől is függ, amelyet a napfoltok száma határoz meg. A naptevékenység időtartama körülbelül 11 év.

A poláris szélességeken szabálytalan ionizációs folyamatok figyelhetők meg, amelyek úgynevezett ionoszférikus zavarokkal járnak.

Számos útvonal van, amelyen a rádióhullám a vevőantennához érkezik. Mint már említettük, a Föld felszínén terjedő és a diffrakció jelensége miatt körülötte meghajló rádióhullámokat felszíni vagy talajhullámoknak nevezzük (1. irány, 2.5. ábra). A 2. és 3. irányban terjedő hullámokat nevezzük térbeli. Ionoszférikusra és troposzférikusra osztják őket. Ez utóbbiak csak a VHF tartományban figyelhetők meg. Ionoszférikus az ionoszféra által visszavert vagy szórt hullámoknak nevezzük, troposzférikus– a troposzféra inhomogén rétegei vagy „szemcséi” által visszavert vagy szórt hullámok.

Rizs. 2.5 A rádióhullámok terjedésének útjai.

Felszíni hullám elejének alapja érinti a Földet, amint az ábra mutatja. 2.6. Ennek a pontforrású hullámnak mindig van függőleges polarizációja, mivel a hullám vízszintes komponensét a Föld nyeli el. A forrástól megfelelő távolságban, hullámhosszban kifejezve, a hullámfront bármely szegmense síkhullám.

A Föld felszíne elnyeli a rajta terjedő felszíni hullámok energiájának egy részét, mivel a Föld aktív ellenállással rendelkezik.

Rizs. 2.6 Felszíni hullámok terjedése.

Minél rövidebb a hullám, pl. minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb a Földben indukált áram és annál nagyobb a veszteség. A földi veszteségek a talaj vezetőképességének növekedésével csökkennek, mivel a hullámok kevésbé hatolnak be a Földbe, annál nagyobb a talaj vezetőképessége. A Földön is előfordulnak dielektromos veszteségek, amelyek szintén nőnek a hullám rövidülésével.

Az 1 MHz feletti frekvenciákon a felszíni hullám valójában erősen csillapodik a Föld általi abszorpció miatt, ezért csak helyi lefedettségben használják. A televíziós frekvenciákon a csillapítás olyan nagy, hogy a felszíni hullám legfeljebb 1-2 km távolságra használható az adótól.

A nagy távolságokra történő kommunikációt elsősorban térhullámok végzik.

A fénytörés eléréséhez, vagyis a hullámnak a Földre való visszatéréséhez a hullámot a Föld felszínéhez képest bizonyos szögben kell kibocsátani. Azt a legnagyobb sugárzási szöget nevezzük, amelynél egy adott frekvenciájú rádióhullám visszatér a Földre kritikus szög adott ionizált rétegre (2.7. ábra).

Rizs. 2.7 A sugárzási szög hatása a térhullám áthaladására.

Minden ionizált rétegnek megvan a sajátja kritikus frekvenciaÉs kritikus szög.

ábrán. A 2.7 egy réteggel könnyen megtörő sugarat mutat E, mivel a nyaláb e réteg kritikus szöge alatti szögben lép be. A 3. gerenda áthalad a területen E, hanem rétegként tér vissza a Földre F 2, mert a kritikus rétegszög alatti szögben lép be F 2. A 4. gerenda is áthalad a rétegen E. Bemegy a rétegbe F 2 kritikus szögében, és visszatér a Földre. Az 5-ös sugár áthalad mindkét területen, és elveszik a térben.

ábrán látható összes sugár. 2.7, ugyanarra a frekvenciára vonatkozik. Ha alacsonyabb frekvenciát használunk, mindkét régióhoz nagyobb kritikus szögekre van szükség; fordítva, ha a frekvencia növekszik, mindkét régió kisebb kritikus szögekkel rendelkezik. Ha továbbra is növeli a frekvenciát, eljön az a pont, amikor az adóból a Földdel párhuzamosan terjedő hullám bármely területen túllépi a kritikus szöget. Ez az állapot körülbelül 30 MHz frekvencián lép fel. E frekvencia felett az űrhullám-kommunikáció megbízhatatlanná válik.

Tehát minden kritikus frekvenciának megvan a maga kritikus szöge, és fordítva, minden kritikus szögnek megvan a saját kritikus frekvenciája. Következésképpen minden olyan térhullám, amelynek frekvenciája megegyezik a kritikus frekvenciával, az adótól bizonyos távolságra visszatér a Földre.

ábrán. 2.7 A 2. sugár kritikus szögben esik az E rétegre. Jegyezze meg, hol éri a visszavert hullám a Földet (a jel egy kritikus szögön túl elvész); a térhullám, miután elérte az ionizált réteget, visszaverődik róla, és az adótól nagy távolságra visszatér a Földre. Az adótól bizonyos távolságban az adó teljesítményétől és hullámhosszától függően felületi hullám vétele lehetséges. Onnan, ahol a felszíni hullám vétele véget ér, a csend zónaés ott ér véget, ahol a visszavert térhullám megjelenik. A csend zónáinak nincs éles határa.

Rizs. 2.8 Felszíni és térhullámok vételi zónái.

A frekvencia növekedésével az érték Holt zóna növekszik a kritikus szög csökkenése miatt. Az adótól bizonyos távolságra lévő tudósítóval való kommunikációhoz bizonyos napszakokban és évszakokban van lehetőség megengedett legnagyobb frekvencia, amely űrhullám-kommunikációra használható. Minden ionoszféra régiónak megvan a maga maximális megengedett frekvenciája a kommunikációhoz.

Az ionoszférában a rövid és különösen az ultrarövid hullámok energiájuk jelentéktelen részét elvesztik. Minél nagyobb a frekvencia, annál kisebb távolságot tesznek meg az elektronok rezgéseik során, aminek következtében csökken a molekulákkal való ütközéseik száma, azaz csökken a hullámenergia vesztesége.

Alacsonyabb ionizált rétegekben a veszteségek nagyobbak, mivel a megnövekedett nyomás nagyobb gázsűrűséget jelez, nagyobb gázsűrűség esetén pedig nő a részecskék ütközésének valószínűsége.

A hosszú hullámok az ionoszféra legalacsonyabb elektronkoncentrációjú rétegeiből verődnek vissza bármilyen emelkedési szögben, beleértve a 90°-hoz közelieket is. Az átlagos nedvességtartalmú talaj szinte vezető a hosszú hullámokhoz, ezért jól visszaverődik a Földről. Az ionoszféráról és a Földről érkező többszörös visszaverődés magyarázza a hosszú hullámok terjedését.

A hosszú hullámok terjedése nem függ az évszaktól és a meteorológiai viszonyoktól, a naptevékenység időszakától és az ionoszféra zavaraitól. Az ionoszféráról visszaverődő hosszú hullámok nagy abszorpción mennek keresztül. Ezért van szükség nagy teljesítményű adókra a nagy távolságok közötti kommunikációhoz.

Közepes hullámokészrevehetően felszívódnak az ionoszférában és a gyenge és közepes vezetőképességű talajban. Napközben csak felszíni hullám figyelhető meg, mivel az égbolt (300 m-nél hosszabb) szinte teljesen elnyelődik az ionoszférában. A teljes belső visszaverődéshez a közepes hullámoknak bizonyos távolságot kell megtenniük az ionoszféra alsóbb rétegeiben, amelyek bár alacsony elektronkoncentrációval rendelkeznek, de jelentős a levegő sűrűsége.

Éjszaka, a D réteg eltűnésével, az ionoszférában az abszorpció csökken, aminek eredményeként 1500-2000 km távolságban égbolthullámokkal lehet kommunikációt fenntartani, körülbelül 1 kW adóteljesítménnyel. A kommunikációs feltételek télen valamivel jobbak, mint nyáron.

A közepes hullámok előnye az, hogy nem érintik őket az ionoszféra zavarai.

A nemzetközi megállapodás szerint a vészjelzéseket (SOS jelek) körülbelül 600 m hosszú hullámokon továbbítják.

A térhullámú kommunikáció pozitív oldala rövid és középhullámokon a nagy távolságú kommunikáció lehetősége alacsony adóteljesítmény mellett. De térhullámú kommunikáció rendelkezik és jelentős hiányosságok.

Először, a kommunikáció instabilitása a légkör ionizált rétegeinek magasságának napközbeni és év közbeni változása miatt. Ahhoz, hogy napi szinten tartsa a kapcsolatot ugyanazzal a ponttal, 2-3 alkalommal meg kell változtatnia a hullámhosszt. Gyakran a légkör állapotának változása miatt a kommunikáció egy ideig teljesen megszakad.

Másodszor, a csend zóna jelenléte.

25 m-nél rövidebb hullámok A "nappali hullámok" kategóriába sorolják őket, mivel napközben jól haladnak. Az „éjszakai hullámok” közé tartoznak a 40 m-nél hosszabb hullámok. Ezek a hullámok jól terjednek éjszaka.

A rövid rádióhullámok terjedésének feltételeit az Fg ionizált réteg állapota határozza meg. Ennek a rétegnek az elektronkoncentrációja a napsugárzás egyenetlenségei miatt gyakran megbomlik, ionoszférikus zavarokat és mágneses viharokat okozva. Ennek eredményeként a rövid rádióhullámok energiája jelentősen elnyelődik, ami rontja a rádiókommunikációt, sőt néha teljesen ellehetetleníti azt. Az ionoszféra zavarai különösen gyakran a pólusokhoz közeli szélességi fokokon figyelhetők meg. Ezért a rövidhullámú kommunikáció megbízhatatlan.

Legfigyelemreméltóbb ionoszféra zavarai megvan a maga periodicitása: megismétlődnek 27 nap(a Nap forgási ideje a tengelye körül).

A rövid hullámtartományban az ipari, légköri és kölcsönös interferencia hatása erősen érintett.

Optimális kommunikációs frekvenciák rövid hullámokon rádió-előrejelzések alapján választják ki, amelyek fel vannak osztva hosszútávúÉs rövid időszak. A hosszú távú előrejelzések az ionoszféra várható átlagos állapotát jelzik egy bizonyos időszakra (hónap, évszak, év vagy több), míg a rövid távú előrejelzések egy napra, öt napra készülnek, és az ionoszféra esetleges eltéréseit jellemzik. átlagos állapot. Az előrejelzéseket grafikonok formájában állítják össze az ionoszféra, a naptevékenység és a földi mágnesesség állapotának szisztematikus megfigyelésének feldolgozása eredményeként.

Ultrarövid hullámok(VHF) nem verődnek vissza az ionoszféráról, szabadon haladnak át rajta, vagyis ezeknek a hullámoknak nincs térbeli ionoszféra hullámuk. A felszíni ultrarövid hullámnak, amelyen rádiókommunikáció lehetséges, két jelentős hátránya van: egyrészt a felszíni hullám nem hajlik meg a földfelszín és a nagy akadályok körül, másrészt erősen elnyeli a talajt.

Az ultrarövid hullámokat széles körben használják ott, ahol rövid rádiótávra van szükség (a kommunikáció általában látótávolságra korlátozódik). Ebben az esetben a kommunikációt egy térbeli troposzférikus hullám végzi. Általában két komponensből áll: egy közvetlen és a Földről visszaverődő nyalábból (2.9. ábra).

Rizs. 2.9 Térhullám közvetlen és visszavert sugarai.

Ha az antennák elég közel vannak, általában mindkét nyaláb eléri a vevőantennát, de intenzitásuk eltérő lesz. A Földről visszaverődő sugár gyengébb a Földről való visszaverődés során fellépő veszteségek miatt. A közvetlen sugárnak majdnem ugyanolyan csillapítása van, mint a szabad térben lévő hullámnak. A vevőantennában a teljes jel megegyezik e két komponens vektorösszegével.

A vevő és adó antenna általában azonos magasságú, így a visszavert sugár úthossza kissé eltér a közvetlen sugártól. A visszavert hullám fáziseltolódása 180°. Így, figyelmen kívül hagyva a Földben a visszaverődés során bekövetkező veszteségeket, ha két nyaláb azonos távolságot tesz meg, akkor vektorösszegük nulla, így a vevőantennánál nem lesz jel.

A valóságban a visszavert nyaláb valamivel nagyobb távolságot tesz meg, ezért a vevőantennában a fáziskülönbség körülbelül 180° lesz. A fáziskülönbséget a hullámhosszarányok útkülönbsége határozza meg, nem pedig a lineáris egységekben. Más szavakkal, az ilyen körülmények között vett teljes jel főként a használt frekvenciától függ. Például, ha az üzemi hullámhossz 360 m és az útkülönbség 2 m, akkor a fáziseltolás csak 2°-kal tér el a 180°-tól. Ennek eredményeként szinte teljesen hiányzik a jel a vevőantennában. Ha a hullámhossz 4 m, akkor ugyanaz a 2 m-es útkülönbség 180°-os fáziskülönbséget okoz, teljesen kioltva a visszaverődés 180°-os fáziseltolódását. Ebben az esetben a jel feszültsége megduplázódik.

Ebből az következik, hogy alacsony frekvenciákon a térhullámok használata kommunikáció szempontjából nem érdekes. Csak magas frekvenciákon, ahol az útkülönbség arányos a használt hullámhosszal, széles körben használják az égbolt hullámát.

A VHF adók hatótávolsága jelentősen megnő, amikor a repülőgépek a levegőben és a Földdel kommunikálnak.

NAK NEK A VHF előnyei Mérlegelni kell a kisméretű antennák alkalmazásának lehetőségét. Ezenkívül számos rádióállomás egyidejűleg működhet a VHF tartományban kölcsönös interferencia nélkül. A hullámtartomány 10-1 m-es szakaszán több egyidejűleg működő állomás elhelyezésére van lehetőség, mint a rövid-, közép- és hosszúhullámok tartományában együttvéve.

Elterjedtek a VHF-en működő relévonalak. Két nagy távolságra lévő kommunikációs pont között több VHF adó-vevő van elhelyezve, amelyek egymástól látótávolságon belül vannak. A köztes állomások automatikusan működnek. A relévonalak szervezése lehetővé teszi a kommunikációs hatótávolság növelését VHF-en és többcsatornás kommunikáció megvalósítását (egyidejűleg több telefon- és távíróadás vezetése).

Jelenleg nagy figyelmet fordítanak a VHF tartomány nagy távolságú rádiókommunikációra történő használatára.

A legszélesebb körben használt kommunikációs vonalak a 20-80 MHz tartományban működnek, és az ionoszférikus szórás jelenségét használják fel. Úgy vélték, hogy az ionoszférán keresztüli rádiókommunikáció csak 30 MHz alatti frekvenciákon lehetséges (10 m-nél nagyobb hullámhossz), és mivel ez a tartomány teljesen le van terhelve, és a csatornák számának további növelése lehetetlen, az érdeklődés a a rádióhullámok szórt terjedése teljesen érthető.

Ez a jelenség abban rejlik, hogy az ultramagas frekvenciájú sugárzás energiájának egy részét az ionoszférában lévő inhomogenitások szétszórják. Ezeket az inhomogenitásokat különböző hőmérsékletű és páratartalmú rétegek légáramlatok, vándor töltött részecskék, meteoritfarok ionizációs termékei és más, még mindig kevéssé ismert források hozzák létre. Mivel a troposzféra mindig inhomogén, szisztematikusan létezik a rádióhullámok szórt fénytörése.

A rádióhullámok szórt terjedése hasonló a reflektorfény szóródásához egy sötét éjszakán. Minél erősebb a fénysugár, annál szórtabb fényt hoz létre.

Tanuláskor távolsági ultrarövid hullámok esetén a jelek hallhatóságának rövid távú hirtelen növekedésének jelenségét észlelték. Az ilyen véletlenszerű kitörések néhány milliszekundumtól néhány másodpercig tartanak. A gyakorlatban azonban a nap folyamán megfigyelhetők olyan megszakításokkal, amelyek ritkán haladják meg a néhány másodpercet. A megnövekedett hallható pillanatok megjelenését főként a körülbelül 100 km magasságban égő meteoritok ionizált rétegeiből származó rádióhullámok visszaverődése magyarázza. Ezeknek a meteoritoknak az átmérője nem haladja meg a néhány millimétert, nyomaik több kilométerre húzódnak.

Tól től meteorit nyomok Az 50-30 MHz (6-10 m) frekvenciájú rádióhullámok jól visszaverődnek.

Naponta több milliárd ilyen meteorit repül a föld légkörébe, ionizált nyomokat hagyva maga után, nagy sűrűségű levegőionizációval. Ez lehetővé teszi a távolsági rádiókapcsolatok megbízható működését viszonylag kis teljesítményű adók használata esetén. Az ilyen vonalakon lévő állomások szerves részét képezik a memóriaelemmel ellátott közvetlen nyomtató segédberendezések.

Mivel minden meteoritnyom csak néhány másodpercig tart, az átvitel automatikusan, rövid sorozatokban történik.

Jelenleg a mesterséges földi műholdakon keresztüli kommunikációt és televíziós adásokat széles körben használják.

Így a rádióhullám-terjedés mechanizmusa szerint a rádiókommunikációs vonalak vonalakba sorolhatók az alábbiak szerint:

az a folyamat, amikor a rádióhullámok a Föld felszínén terjednek és körülötte meghajlanak (ún földi vagy felszíni hullámok);

a rádióhullámok látóvonalon belüli terjedésének folyamata ( egyenes hullámok);

rádióhullámok visszaverődése az ionoszférából ( ionoszférikus hullámok);

a rádióhullámok terjedésének folyamata a troposzférában ( troposzférikus hullámok);

rádióhullámok visszaverődése a meteornyomokról;

mesterséges földi műholdak visszaverődése vagy közvetítése;

visszaverődés mesterségesen létrehozott gázplazmaképződményekről vagy mesterségesen létrehozott vezető felületekről.

2.4 A különböző tartományú rádióhullámok terjedésének jellemzői

A rádióhullámok terjedésének feltételeit az adó és a levelező rádióvevője közötti térben a földfelszín véges vezetőképessége és a föld feletti környezet tulajdonságai befolyásolják. Ez a hatás különböző hullámhossz-tartományok (frekvenciák) esetén eltérő.

MyriameterÉs kilométer hullámok (HOZZÁADÉs Távol-Kelet) földi és ionoszférikus formában is terjedhetnek. A több száz, sőt több ezer kilométeren át terjedő földhullám jelenléte azzal magyarázható, hogy ezeknek a hullámoknak a térerőssége a távolsággal meglehetősen lassan csökken, mivel energiájukat a föld vagy a víz felszíne csekély mértékben nyeli el. Minél hosszabb a hullám és minél jobb a talaj vezetőképessége, annál nagyobb távolságra biztosítják a rádiókommunikációt.

A homokos, száraz talajok és kőzetek nagymértékben elnyelik az elektromágneses energiát. A diffrakció jelensége miatt terjedéskor meghajlanak a domború földfelszín és az útközben felmerülő akadályok körül: erdők, hegyek, dombok stb. Az adótól 300-400 km távolságból kiindulva egy ionoszféra hullám jelenik meg, amely az ionoszféra alsó régiójáról (a D vagy E rétegből) verődik vissza. Napközben a D réteg jelenléte miatt az elektromágneses energia elnyelése jelentősebbé válik. Éjszaka ennek a rétegnek az eltűnésével a kommunikációs hatótáv növekszik. Így a hosszú hullámok éjszakai áthaladása általában jobb, mint nappal. A LW és LW globális kommunikációját az ionoszféra és a Föld felszíne által alkotott gömbhullámvezetőben terjedő hullámok végzik.

A VLF és LW sávok előnyei:

a VLF és DV tartomány rádióhullámai behatolnak a vízoszlopba, és egyes talajszerkezetekben is terjednek;

a Föld gömbhullámvezetőjében terjedő hullámok miatt a kommunikáció több ezer kilométeren keresztül biztosított;

a kommunikációs tartomány kevéssé függ az ionoszférikus zavaroktól;

a rádióhullámok jó diffrakciós tulajdonságai ezekben a tartományokban lehetővé teszik a kommunikációt több száz, sőt több ezer kilométeren keresztül földi hullámok segítségével;

a rádiókapcsolat paramétereinek állandósága stabil jelszintet biztosít a vételi ponton.

HibákSDV-,DV,- tartomány:

A vizsgált tartományszakaszokban a hullámok hatékony kisugárzása csak nagyon terjedelmes antennaeszközök segítségével érhető el, amelyek méretei arányosak a hullámhosszal. Az ekkora antennaberendezések korlátozott időn belüli (katonai célú) megépítése és helyreállítása nehézkes;

mivel a tényleges antennák méretei kisebbek a hullámhossznál, csökkentett hatásfokukat az adóteljesítmény több száz kW-ra vagy többre növelésével kompenzálják;

a rezonáns rendszerek létrehozása ebben a tartományban és jelentős teljesítményeknél meghatározza a kimeneti fokozatok nagy méretét: adók, a másik frekvenciára történő gyors hangolás nehézsége;

A VLF és LW sávban lévő rádióállomások áramellátásához nagy erőművi kapacitásra van szükség;

a VLF és LW sávok jelentős hátránya a kis frekvenciakapacitás;

meglehetősen magas szintű ipari és légköri interferencia;

a vételi pont jelszintjének függése a napszaktól.

A rádióhullámok gyakorlati alkalmazási területe a VLF és DV tartományban:

kommunikáció víz alatti tárgyakkal;

globális gerinchálózati és földalatti kommunikáció;

rádiójeladók, valamint kommunikáció a nagy hatótávolságú repülésben és a haditengerészetben.

Hektométeres hullámok(É) felületi és térbeli hullámokkal terjedhet. Ráadásul a felületi hullámmal való kommunikációs hatótávolságuk rövidebb (nem haladja meg az 1000-1500 km-t), mivel energiájukat a talaj jobban elnyeli, mint a hosszú hullámokét. Az ionoszférát elérő hullámokat a réteg intenzíven elnyeli D amikor létezik, de jól rétegzett E.

Középhullámok esetén a kommunikációs tartomány nagyon függ tól től napszak. Napközben olyan erősek a középhullámok felszívódnak az ionoszféra alsóbb rétegeiben, hogy az égi hullám gyakorlatilag hiányzik. Éjszakai réteg Dés a réteg alja E eltűnnek, így a középhullámok abszorpciója csökken; és a térhullámok kezdenek főszerepet játszani. A középhullámok fontos jellemzője tehát, hogy nappal a rajtuk való kommunikációt felszíni hullám, éjszaka pedig egyszerre felszíni és térhullám támogatja.

A CB sorozat előnyei:

nyáron éjszaka, télen a nap nagy részében az ionoszférikus hullám által biztosított kommunikációs hatótávolság eléri a több ezer kilométert;

a középhullámú antennaeszközök meglehetősen hatékonynak bizonyulnak, és még a mobil rádiókommunikációhoz is elfogadható méretekkel rendelkeznek;

ennek a tartománynak a frekvenciakapacitása nagyobb, mint a VLF és LW sávoké;

a rádióhullámok jó diffrakciós tulajdonságai ebben a tartományban;

az adóteljesítmény alacsonyabb, mint a VLF és LW sávban;

alacsony függőség az ionoszférikus zavaroktól és a mágneses viharoktól.

A CB sorozat hátrányai:

a CB sáv túlterheltsége nagy teljesítményű sugárzó rádióállomásokkal megnehezíti annak széles körű használatát;

a tartomány korlátozott frekvenciakapacitása megnehezíti a frekvenciák manőverezését;

a kommunikáció hatótávolsága ÉK-en nyáron nappal mindig korlátozott, mivel ez csak talajhullámmal lehetséges;

kellően nagy adóteljesítmény;

nehéz a nagy hatékonyságú antennaeszközök használata, az építés és a helyreállítás összetettsége rövid időn belül;

meglehetősen magas szintű kölcsönös és légköri interferencia.

A mikrohullámú rádióhullámok gyakorlati alkalmazási területe; A középhullámú rádióállomásokat leggyakrabban az Északi-sarkvidéken használják tartalékként a széles körben használt rövidhullámú rádiókommunikáció ionoszférikus és mágneses zavarok miatti megszakadása esetén, valamint a nagy hatótávolságú repülésben és a haditengerészetben.

Dekaméteres hullámok (K.B.) különleges pozíciót töltenek be. Földhullámként és ionoszférikus hullámként is terjedhetnek. A mobil rádióállomásokra jellemző viszonylag kis adóteljesítményű földi hullámok több tíz kilométert meg nem haladó távolságra terjednek, mivel jelentős abszorpciót tapasztalnak a talajban, ami a frekvencia növekedésével növekszik.

Az ionoszféráról való egyszeri vagy többszöri visszaverődés miatt kedvező körülmények között az ionoszféra hullámai nagy távolságokra terjedhetnek. Fő tulajdonságuk, hogy az ionoszféra alsó részei (rétegek) gyengén szívják fel őket DÉs E), és jól tükrözik a felső régiói (főleg a réteg). F2 . 300-500 km-es magasságban található a föld felett). Ez lehetővé teszi a viszonylag kis teljesítményű rádióállomások használatát a közvetlen kommunikációra korlátlan távolságban.

Az ionoszférikus hullámok által a KB rádiókommunikáció minőségének jelentős csökkenése a jel gyengülése miatt következik be. A fading jellege elsősorban a fogadó helyre érkező több sugár interferenciájára vezethető vissza, amelyek fázisa az ionoszféra állapotának változásai miatt folyamatosan változik.

A jelvételi helyre több sugár érkezésének okai lehetnek:

az ionoszféra olyan szögben történő besugárzása, amelyen a sugarak áthaladnak

az ionoszféráról és a Földről érkező különböző számú visszaverődés konvergál a vételi ponton;

a kettős fénytörés jelensége a Föld mágneses mezeje hatására, amelynek következtében az ionoszféra különböző rétegeiről visszaverődő két sugár (közönséges és rendkívüli) ugyanazt a vételi pontot éri el;

az ionoszféra heterogenitása, ami a hullámok diffúz visszaverődéséhez vezet a különböző régióiból, pl. sok elemi sugár nyalábjának visszaverődésére.

A fading az ionoszféráról visszaverődő hullámok polarizációs ingadozása miatt is előfordulhat, ami az elektromos tér függőleges és vízszintes összetevőinek arányának megváltozásához vezet a vételi helyen. A polarizációs fadingok sokkal ritkábban figyelhetők meg, mint az interferencia, és ezek teljes számának 10-15%-át teszik ki.

A vételi pontok jelszintje a fading következtében széles tartományban változhat - tízszeres, sőt több százszoros. A mély fakulás közötti időintervallum egy véletlenszerű változó, és tizedmásodperctől néhány másodpercig változhat, és néha több is lehet, és a magasról az alacsony szintre való átmenet zökkenőmentes vagy nagyon hirtelen lehet. A gyors szintváltások gyakran átfedik a lassúakat.

A rövidhullámok ionoszférán való áthaladásának körülményei évről évre változnak, ami a naptevékenység szinte periodikus változásával jár, pl. a napfoltok számának és területének változásával (Wolf-szám), amelyek a légkört ionizáló sugárzás forrásai. A maximális naptevékenység megismétlődési ideje 11,3±4 év. A maximális naptevékenység éveiben a maximális alkalmazható frekvenciák (MUF-ek) nőnek, és az üzemi frekvenciatartományok bővülnek.

ábrán. A 2.10. ábra a napi MUF és a legkisebb alkalmazható frekvencia (LOF) grafikonok tipikus családját mutatja 1 kW kisugárzott teljesítmény esetén.

Rizs. 2.10 A MUF és NFC görbék előrehaladása.

Ez a napi diagramcsalád meghatározott földrajzi területeknek felel meg. Ebből az következik, hogy az adott távolságon belüli kommunikációhoz alkalmazható frekvenciatartomány nagyon kicsi lehet. Figyelembe kell venni, hogy az ionoszférikus előrejelzések hibásak lehetnek, ezért a maximális kommunikációs frekvenciák kiválasztásakor igyekeznek nem lépni túl az ún. optimális működési frekvencia (ORF) vonalát, amely 20-30%-kal elmarad MUF vonal. Ez természetesen tovább csökkenti a tartományszakasz munkaszélességét. A jelszint csökkenését a maximális alkalmazható frekvencia megközelítésekor az ionoszférikus paraméterek változékonysága magyarázza.

Tekintettel arra, hogy az ionoszféra állapota megváltozik, az éghullámokkal való kommunikáció megköveteli a megfelelő frekvenciaválasztást a nap folyamán:

NAPPAL 12-30 MHz frekvenciát használnak,

REGGEL és ESTE 8-12 MHz, ÉJSZAKA 3-8 MHz.

A grafikonokon az is jól látható, hogy a rádiókommunikációs vonal hosszának csökkenésével az alkalmazható frekvenciák tartománya is csökken (éjszaka 500 km-es távolságig ez csak 1-2 MHz lehet).

A hosszú vonalak rádiókommunikációs feltételei kedvezőbbnek bizonyulnak, mint a rövideké, mivel kevesebb van belőlük, és a megfelelő frekvenciák tartománya sokkal szélesebb.

Az ionoszférikus és mágneses viharok jelentős hatást gyakorolhatnak a KB rádiókommunikáció állapotára (főleg a sarki régiókban), pl. az ionoszféra és a Föld mágneses mezőjének zavarai a Nap által kibocsátott töltött részecskék áramlásának hatására. Ezek az áramlások gyakran tönkreteszik az F2 fényvisszaverő ionoszféra réteget a magas geomágneses szélességi körökben. Mágneses viharok nem csak a sarkvidékeken, hanem az egész világon előfordulhatnak. Az ionoszférikus zavarok periodikusak, és a Nap tengelye körüli forgásának idejéhez kapcsolódnak, ami 27 nap.

A rövid hullámokat a csendzónák (holt zónák) jelenléte jellemzi. A csendzóna (2.8. ábra) nagy távolságra történő rádiókommunikáció során olyan területeken lép fel, ahová a felszíni hullám a csillapítása miatt nem ér el, az égbolt hulláma pedig nagyobb távolságra verődik vissza az ionoszféráról. Ez akkor fordul elő, ha erősen irányított antennákat használunk, amikor kis szögben bocsátanak ki a horizonthoz.

A HF sorozat előnyei:

az ionoszféra hullámai nagy távolságokra terjedhetnek az ionoszféráról kedvező feltételek melletti egyszeri vagy többszöri visszaverődés miatt. Az ionoszféra alsó részei (D és E rétegek) gyengén abszorbeálják, a felsők (főleg az F2 réteg) jól tükrözik;

viszonylag kis teljesítményű rádióállomások használatának képessége korlátlan távolságban történő közvetlen kommunikációhoz;

a HF tartomány frekvenciakapacitása lényegesen nagyobb, mint a VLF, LW és SV sávoké, ami lehetővé teszi nagyszámú rádióállomás egyidejű működtetését;

a dekaméteres hullámtartományban használt antennaeszközök elfogadható méretűek (akár mozgó tárgyakra történő felszerelés esetén is), és egyértelműen meghatározott iránytulajdonságokkal rendelkezhetnek. Rövid üzembe helyezési idejük van, olcsók és könnyen javíthatók, ha megsérülnek.

A HF sorozat hátrányai:

ionoszférikus hullámokkal történő rádiókommunikáció akkor hajtható végre, ha a használt frekvenciák a maximális értékek (MUF) alatt vannak, amelyeket a rádiókommunikációs vonal minden hosszára a visszaverő rétegek ionizációs foka határoz meg;

A kommunikáció csak akkor lehetséges, ha az adók teljesítménye és a használt antennák erősítése az ionoszférában történő energiaelnyeléssel biztosítja az elektromágneses tér szükséges erősségét a vételi ponton. Ez a feltétel korlátozza az alkalmazható frekvenciák alsó határát (ULF);

elégtelen frekvenciakapacitás a szélessávú üzemmódok és frekvenciamanőverek használatához;

nagyszámú, egyidejűleg működő, nagy kommunikációs hatótávolságú rádióállomás magas szintű kölcsönös interferenciát okoz;

a nagy kommunikációs hatótávolság megkönnyíti az ellenség szándékos beavatkozását;

néma zónák jelenléte a nagy távolságok közötti kommunikáció biztosításakor;

az ionoszféra hullámai által a KB rádiókommunikáció minőségének jelentős csökkenése az ionoszféra visszaverő rétegeinek szerkezetének változékonysága, állandó zavarása és többutas hullámterjedés következtében fellépő jelek elhalványulása miatt.

A HF rádióhullámok gyakorlati alkalmazási területe

A KB rádiók találják a legszélesebb körű gyakorlati alkalmazást a távoli előfizetőkkel való kommunikációhoz.

A mérőhullámok (VHF) a frekvenciatartomány számos olyan szakaszát tartalmazzák, amelyek hatalmas frekvenciakapacitással rendelkeznek.

Természetesen ezek a területek jelentősen eltérnek egymástól a rádióhullám-terjedés tulajdonságaiban. A VHF energiát a Föld erősen elnyeli (általában a frekvencia négyzetével arányosan), így a talajhullám elég gyorsan csillapodik. A VHF-re nem jellemző az ionoszféráról való rendszeres visszaverődés, ezért a kommunikációt a talajhullámok és a szabad térben terjedő hullámok segítségével számítják ki. A 6-7 m-nél (43-50 MHz) rövidebb égbolthullámok rendszerint áthaladnak az ionoszférán anélkül, hogy visszaverődnének róla.

A VHF terjedése egyenes vonalban történik, a maximális hatótávolságot a látótávolság korlátozza. A következő képlettel határozható meg:

ahol Dmax – látótávolság, km;

h1 – az adóantenna magassága, m;

h2 – a vevőantenna magassága, m.

A fénytörés (törés) miatt azonban a rádióhullámok terjedése meghajlik. Ebben az esetben a pontosabb együttható a tartomány képletében nem 3,57, hanem 4,1-4,5 lesz. Ebből a képletből az következik, hogy a VHF kommunikációs hatótávolságának növeléséhez magasabbra kell emelni az adó és a vevő antennáját.

Az adóteljesítmény növekedése nem vezet arányos kommunikációs hatótávolság növekedéshez, ezért kis teljesítményű rádióállomásokat használnak ebben a tartományban. A troposzférikus és ionoszférikus szórás miatti kommunikáció során jelentős teljesítményű adókra van szükség.

Első pillantásra a földi hullámok kommunikációs tartományának VHF-en nagyon rövidnek kell lennie. Figyelembe kell azonban venni, hogy a frekvencia növekedésével az antennaeszközök hatásfoka növekszik, ezzel kompenzálva a Föld energiaveszteségét.

A talajhullámok kommunikációs tartománya a hullámhossztól függ. A legnagyobb hatótávolság a méteres hullámokon érhető el, különösen a HF tartomány melletti hullámokon.

A méteres hullámoknak van tulajdonságuk diffrakció, azaz egyenetlen terepen való hajlítás képessége. A kommunikációs hatótávolság növekedését méteres hullámoknál a troposzféra jelensége segíti elő fénytörés, azaz a fénytörés jelensége a troposzférában, amely zárt útvonalakon biztosítja a kommunikációt.

A méteres hullámhossz-tartományban gyakran megfigyelhető a rádióhullámok nagy távolságú terjedése, aminek számos oka lehet. Nagy hatótávolságú terjedés következhet be, amikor szórványosan ionizált felhők képződnek ( szórványos réteg Fs). Ismeretes, hogy ez a réteg az év és a nap bármely szakában megjelenhet, de a mi féltekénkre - főleg késő tavasszal és kora nyáron napközben. E felhők jellemzője a nagyon magas ionkoncentráció, amely néha elegendő a teljes VHF tartomány hullámainak visszaveréséhez. Ebben az esetben a sugárforrások elhelyezkedési zónája a vételi pontokhoz képest leggyakrabban 2000-2500 km távolságra van, és néha közelebb van. Az Fs rétegről visszaverődő jelek intenzitása nagyon alacsony forrásteljesítmény mellett is nagyon magas lehet.

A méteres hullámok hosszú távú terjedésének másik oka a maximális naptevékenység éveiben a szabályos F2 réteg lehet. Ez az eloszlás a téli hónapokban a reflexiós pontok megvilágított idejében nyilvánul meg, pl. amikor az ionoszféra alsó régióiban a hullámenergia elnyelése minimális. A kommunikációs tartomány elérheti a globális léptéket.

A méteres hullámok nagy távolságú terjedése is előfordulhat nagy magasságú atomrobbanások során. Ebben az esetben a fokozott ionizáció alsó régiója mellett megjelenik egy felső (az Fs réteg szintjén). A méteres hullámok áthatolnak az alsó tartományon, némi abszorpciót tapasztalnak, visszaverődnek a felső régióból, és visszatérnek a Földre. A megtett távolságok ebben az esetben 100 és 2500 km között mozognak. A térerő tükröződik nykh A hullámok frekvenciától függenek: a legalacsonyabb frekvenciák az alsó ionizációs tartományban mennek a legnagyobb abszorpción, a legmagasabbak pedig nem teljes visszaverődést a felső tartományból.

A KB és a méteres hullámok közötti interfész 10 m (30 MHz) hullámhosszon történik. A rádióhullámok terjedési tulajdonságai nem változhatnak hirtelen, pl. kell lennie egy olyan régiónak vagy frekvenciaszakasznak, amely az átmeneti. A frekvenciatartomány ilyen szakasza a 20-30 MHz szakasz. A minimális naptevékenység évei alatt (valamint éjszaka, az aktivitás fázisától függetlenül) ezek a frekvenciák gyakorlatilag alkalmatlanok az ionoszférahullámok nagy távolságú kommunikációjára, és felhasználásuk rendkívül korlátozott. Ugyanakkor a meghatározott feltételek mellett a hullámok terjedési tulajdonságai ebben a szakaszban nagyon közel állnak a méteres hullámok tulajdonságaihoz. Nem véletlen, hogy ezt a frekvenciatartományt a méteres hullámokra összpontosító rádiókommunikáció érdekében használják.

A VHF tartomány előnyei:

az antennák kis méretei lehetővé teszik a kifejezett irányított sugárzás megvalósítását, kompenzálva a rádióhullám-energia gyors csillapítását;

A terjedési feltételek általában nem függnek a napszaktól és az évtől, valamint a naptevékenységtől;

a korlátozott kommunikációs tartomány lehetővé teszi ugyanazon frekvenciák ismételt használatát olyan felületeken, amelyek határai közötti távolság nem kisebb, mint az azonos frekvenciájú rádióállomások tartományának összege;

a nem szándékos (természetes és mesterséges eredetű) és szándékos interferencia alacsonyabb szintje az erősen irányított antennáknak, ill. og korlátozott kommunikációs hatótávolság;

hatalmas frekvenciakapacitás, amely lehetővé teszi a zajálló szélessávú jelek használatát számos egyidejűleg működő állomás számára;

szélessávú jelek rádiókommunikációra történő felhasználása esetén a rádióvonal δf=10 -4 frekvencia-instabilitása elegendő;

a VHF azon képessége, hogy jelentős energiaveszteség nélkül áthatoljon az ionoszférán, lehetővé tette az űrrádió-kommunikációt több millió kilométeres távolságon keresztül;

kiváló minőségű rádiócsatorna;

a szabad tér nagyon alacsony energiavesztesége miatt a viszonylag kis teljesítményű rádióállomásokkal felszerelt repülőgépek közötti kommunikációs hatótávolság több száz kilométert is elérhet;

a méteres hullámok nagy hatótávolságú terjedésének tulajdonsága;

az adók alacsony teljesítménye és a kommunikációs tartomány csekély függése a teljesítménytől.

A VHF tartomány hátrányai:

földi hullám általi rádiókommunikáció rövid hatótávolsága, gyakorlatilag a látótávolság korlátozza;

erősen irányított antennák használatakor nehéz több levelezővel dolgozni;

Körirányú antennák használatakor csökken a kommunikációs hatótávolság, a felderítési immunitás és a zajtűrés.

A VHF rádióhullámok gyakorlati alkalmazási területe A hatótávolságot számos rádióállomás használja egyidejűleg, különösen azért, mert a köztük lévő kölcsönös interferencia tartománya általában kicsi. A talajhullámok terjedési tulajdonságai biztosítják az ultrarövid hullámok széles körű alkalmazását a taktikai irányítási szintű kommunikációhoz, beleértve a különböző típusú mozgó objektumok közötti kommunikációt is. Kommunikáció bolygóközi távolságokon.

Az egyes tartományok előnyeit és hátrányait figyelembe véve megállapíthatjuk, hogy a kis teljesítményű rádióállomások számára a legelfogadhatóbb tartomány a dekaméteres (KB) és a méteres (VHF) hullámtartomány.

2.5 A nukleáris robbanások hatása a rádiókommunikáció állapotára

A nukleáris robbanások során a pillanatnyi gamma-sugárzás a környezet atomjaival kölcsönhatásba lépve gyors elektronok áramlását hoz létre, amelyek a robbanás középpontjából főleg sugárirányban, nagy sebességgel repülnek, és a pozitív ionok szinte a helyükön maradnak. Így a térben egy ideig a pozitív és negatív töltések szétválása következik be, ami elektromos és mágneses mezők kialakulásához vezet. Rövid időtartamuk miatt ezeket a mezőket általában ún elektromágneses impulzus (AMY) nukleáris robbanás. Fennállása körülbelül 150-200 milliszekundum.

Elektromágneses impulzus (nukleáris robbanás ötödik károsító tényezője) speciális védőintézkedések hiányában károsíthatja a vezérlő- és kommunikációs berendezéseket, és megzavarhatja a hosszú külső vezetékekre csatlakoztatott elektromos készülékek működését.

A kommunikációs, jelző- és vezérlőrendszerek a leginkább érzékenyek a nukleáris robbanás elektromágneses impulzusának hatásaira. Földi vagy légi nukleáris robbanásból származó EMR becsapódás következtében a rádióállomások antennáin elektromos feszültség indukálódik, melynek hatására szigetelés, transzformátorok, vezetékek megolvadása, szikraköz meghibásodása, elektronika károsodása következik be. csövek, félvezető eszközök, kondenzátorok, ellenállások stb.

Megállapítást nyert, hogy amikor a berendezést EMR-nek teszik ki, akkor a legnagyobb feszültség indukálódik a bemeneti áramkörökön. A tranzisztorokkal kapcsolatban a következő függés figyelhető meg: minél nagyobb a tranzisztor erősítése, annál kisebb az elektromos szilárdsága.

A rádióberendezések egyenáramú feszültsége nem haladja meg a 2-4 kV-ot. Tekintettel arra, hogy egy nukleáris robbanás elektromágneses impulzusa rövid életű, a védőfelszerelés nélküli berendezések végső elektromos szilárdsága magasabbnak tekinthető - körülbelül 8-10 kV.

táblázatban Az 1. ábra azt a hozzávetőleges távolságot mutatja (km-ben), amelynél nukleáris robbanáskor 10 és 50 kV-ot meghaladó, berendezésekre veszélyes feszültség indukálódik a rádióállomások antennáiban.

Asztal 1

Nagyobb távolság esetén az EMR hatása hasonló a nem túl távoli villámkisülés hatásához, és nem okoz kárt a berendezésben.

Az elektromágneses impulzusok rádióberendezésekre gyakorolt hatása jelentősen csökken, ha speciális védőintézkedéseket alkalmaznak.

A védekezés leghatékonyabb módja Az épületekben elhelyezett elektronikus berendezések elektromosan vezető (fém) árnyékolók alkalmazása, amelyek jelentősen csökkentik a belső vezetékeken és kábeleken indukált feszültségszinteket. A villámvédelmi eszközökhöz hasonló védőeszközöket alkalmaznak: levezetők levezető és zárótekercsekkel, biztosítékok, leválasztó eszközök, áramkörök a berendezések vezetékről történő automatikus leválasztására.

Jó védőintézkedés a berendezés egy ponton megbízható földelése is. Hatékony az is, ha a rádiótechnikai eszközöket blokkonként implementálják, minden blokkra és az egész készülékre vonatkozóan védelemmel. Ez lehetővé teszi a meghibásodott egység gyors cseréjét egy tartalék egységre (a legkritikusabb berendezésekben az egységek automatikus átkapcsolással duplikálódnak, ha a főegységek megsérülnek). Bizonyos esetekben szelénelemek és stabilizátorok használhatók az EMI elleni védelemre.

Ezen kívül lehet alkalmazni védő beléptető eszközök, amelyek különféle relék vagy elektronikus eszközök, amelyek reagálnak az áramkör túlfeszültségére. Amikor elektromágneses impulzussal indukált feszültségimpulzus érkezik a vezetékbe, lekapcsolják a készülék áramellátását, vagy egyszerűen megszakítják az üzemi áramköröket.

A védőeszközök megválasztásakor figyelembe kell venni, hogy az EMR hatását tömegjelleg jellemzi, vagyis a védőeszközök egyidejű aktiválása a robbanási területen található összes áramkörben. Ezért az alkalmazott védelmi áramköröknek automatikusan vissza kell állítaniuk az áramkörök működőképességét közvetlenül az elektromágneses impulzus megszűnése után.

A berendezések ellenállása a vezetékekben nukleáris robbanás során fellépő feszültség hatásaival szemben nagymértékben függ a vezeték helyes működésétől és a védőfelszerelések használhatóságának gondos ellenőrzésétől.

NAK NEK fontos működési követelmények Ez magában foglalja a vezetékek és a berendezés bemeneti áramkörei szigetelésének elektromos szilárdságának időszakos és időszerű ellenőrzését, a vezeték földelési problémáinak időben történő azonosítását és kiküszöbölését, a levezetők, biztosítékok stb. használhatóságának ellenőrzését.

Nagy magasságú nukleáris robbanás fokozott ionizációs területek kialakulása kíséri. Körülbelül 20 km-es magasságig történő robbanásoknál az ionizált tartományt először a világító tartomány mérete, majd a robbanási felhő korlátozza. 20-60 km-es magasságban az ionizált régió mérete valamivel nagyobb, mint a robbanásfelhő mérete, különösen ennek a magassági tartománynak a felső határán.

A nagy magasságban végrehajtott nukleáris robbanások során két fokozott ionizációs terület jelenik meg a légkörben.

Első terület a robbanás területén a lőszer ionizált anyaga és a levegő lökéshullám általi ionizációja miatt képződik. Ennek a területnek a méretei vízszintes irányban elérik a tíz és több száz métert.

Második terület fokozott ionizáció következik be a robbanás középpontja alatt a légkör rétegeiben 60-90 km magasságban a behatoló sugárzás levegő általi elnyelése következtében. Azok a távolságok, amelyeknél a behatoló sugárzás vízszintes irányban ionizációt vált ki, több száz, sőt több ezer kilométer.

A nagy magasságú nukleáris robbanás során fellépő fokozott ionizációs területek elnyelik a rádióhullámokat és megváltoztatják terjedésük irányát, ami a rádióberendezések működésének jelentős megzavarásához vezet. Ilyenkor a rádiókommunikáció megszakad, egyes esetekben pedig teljesen megszakad.

A nagy magasságú nukleáris robbanások elektromágneses impulzusának károsító hatásának jellege alapvetően hasonló a földi és légi robbanások EMR károsító hatásának természetéhez.

A nagy magasságban bekövetkező robbanások elektromágneses impulzusainak káros hatásai elleni védekezési intézkedések ugyanazok, mint a földi és levegőrobbanások EMP-je ellen.

2.5.1 Ionizáló és elektromágneses sugárzás elleni védelem

nagy magasságú nukleáris robbanások (HEA)

Az RS interferencia nukleáris fegyverek robbanása következtében léphet fel, amelyet rövid időtartamú (10-8 mp) erős elektromágneses impulzusok kibocsátása és a légkör elektromos tulajdonságainak megváltozása kísér.

EMP (rádióvillanás) fordul elő:

Először , a robbanásokból származó ionizáló sugárzás hatására kialakuló elektromos kisülések felhőjének aszimmetrikus tágulása következtében;

Másodszor , a robbanástermékekből képződött nagy vezetőképességű gáz (plazma) gyors tágulása miatt.

Az űrben történt robbanás után tűzgolyó jön létre, amely egy erősen ionizált gömb. Ez a gömb gyorsan kitágul (kb. 100-120 km/h sebességgel) a földfelszín felett, hamis konfigurációjú gömbbé alakulva, a gömb vastagsága eléri a 16-20 km-t. A gömb elektronkoncentrációja elérheti a 105-106 elektron/cm3-t is, azaz 100-1000-szer magasabb, mint az ionoszférikus réteg normál elektronkoncentrációja. D.

A 30 km-nél nagyobb magasságban végrehajtott nagy magasságú nukleáris robbanások (HAE) nagy területeken, hosszú időn keresztül jelentősen befolyásolják a légkör elektromos jellemzőit, ezért erősen befolyásolják a rádióhullámok terjedését.

Ezenkívül az IJV során fellépő erős elektromágneses impulzus magas feszültségeket (akár 10 000-50 000 V-ig) és több ezer amperes áramot indukál a vezetékes kommunikációs vonalakban.

Az EMR ereje akkora, hogy energiája elegendő ahhoz, hogy a föld vastagságába 30 méterig behatoljon, és a robbanás epicentrumától számított 50-200 km-es sugarú körben EMF-et indukáljon.

Az INV-k fő hatása azonban az, hogy a robbanás során felszabaduló hatalmas energiamennyiség, valamint az intenzív neutron-, röntgen-, ultraibolya- és gamma-sugárzás erősen ionizált területek kialakulásához vezet a légkörben és a az elektronsűrűség az ionoszférában, ami viszont a rádióhullámok elnyeléséhez és a vezérlőrendszer stabilitásának megzavarásához vezet.

2.5.2 Az IJV jellemző jelei

Egy adott területen vagy annak közelében lévő IJV a távoli állomások vételének azonnali leállásával jár a HF hullámhossz-tartományban.

A kapcsolat megszakadásakor a telefonokban egy rövid kattanás figyelhető meg, majd csak a vevő saját zaja és gyenge recsegő hangok, például mennydörgés hallatszik.

Néhány perccel a nagyfrekvenciás kommunikáció megszűnése után a távoli állomásoktól származó interferencia a VHF-en a méter hullámhossz-tartományában meredeken megnövekszik.

Csökken a radar hatótávolsága és a koordináta mérési pontossága.

Az elektronikus eszközök védelmének alapja a frekvenciatartomány helyes használata és minden olyan tényező, amely az INV használatából ered.

2.5.3 Alapvető meghatározások:

visszavert rádióhullám (visszavert hullám ) – két közeg határfelületéről való visszaverődés vagy a közeg inhomogenitása miatt terjedő rádióhullám;

közvetlen rádióhullám (egyenes hullám ) – a forrásokból közvetlenül a vételi helyre terjedő rádióhullám;

földi rádióhullám (földhullám ) – a földfelszín közelében terjedő rádióhullám, amely magában foglalja a közvetlen hullámot, a földről visszavert hullámot és a felszíni hullámot;

ionoszférikus rádióhullám (térhullám ) – az ionoszféráról való visszaverődés eredményeként terjedő vagy azon szóródó rádióhullám;

rádióhullám-elnyelés (abszorpció ) – a rádióhullám energiájának csökkenése annak következtében, hogy a környezettel való kölcsönhatás következtében részlegesen átalakul hőenergiává;

rádióhullámok többutas terjedése (többutas terjedés ) – rádióhullámok terjedése az adóantennától a vevőantennáig több pályán;

effektív rétegreflexiós magasság (effektív magasság ) egy rádióhullám ionizált rétegről való visszaverődésének hipotetikus magassága, az elektronkoncentrációnak a rádióhullám magassága és hossza közötti eloszlásától függően, amelyet a vertikális szondázás során a visszavert ionoszférikus hullám adása és vétele közötti idő alapján határoznak meg. feltételezve, hogy a rádióhullám terjedési sebessége a teljes út mentén megegyezik a vákuumban lévő fény sebességével;

ionoszférikus ugrás (Ugrás ) – a rádióhullámok terjedésének pályája a Föld felszínének egyik pontjáról a másikra, amelyen az áthaladást egy visszaverődés kíséri az ionoszféráról;

maximális alkalmazható frekvencia (MUHR) – a rádiósugárzás azon legmagasabb frekvenciája, amelyen adott időpontban adott pontok között rádióhullámok ionoszférikus terjedése van, bizonyos feltételek mellett, ez az a frekvencia, amely még visszaverődik az ionoszféráról;

optimális működési frekvencia (ORCH) – a rádiósugárzás IF alatti frekvenciája, amelynél bizonyos geofizikai feltételek mellett stabil rádiókommunikáció végezhető. Általános szabály, hogy az ORF 15%-kal alacsonyabb, mint a MUF;

függőleges ionoszférikus szondázás (függőleges hangzás ) – ionoszférikus szondázás a Föld felszínéhez képest függőlegesen felfelé kibocsátott rádiójelek felhasználásával, feltéve, hogy a kibocsátási és vételi pontokat kombinálják;

ionoszféra zavar – az ionizációs eloszlás zavara a légkör rétegeiben, amely általában meghaladja az átlagos ionizációs jellemzők változását adott földrajzi viszonyok között;

ionoszférikus vihar – hosszan tartó, nagy intenzitású ionoszféra zavar.

Népszerű a kategóriában: