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Quali tipi di onde radio esistono? Gamma di frequenze radio e suo utilizzo per le comunicazioni radio. Come vengono eccitate le onde radio?

Le onde radio penetrano nei nostri corpi e in ogni millimetro di spazio intorno a noi. È impossibile immaginare la vita di una persona moderna senza di loro. Per il bene delle onde penetrato in ogni ambito della nostra vita. Da più di 100 anni fanno parte della nostra vita ed è impossibile immaginare l'esistenza umana senza di loro.

Cos'è?

Onda radio - elettro radiazione magnetica,che si propaga nello spazio con una frequenza speciale. La parola "radio" deriva dalla parola latina - raggio. Uno di x caratteristiche delle onde radio - h UN centesimo di vibrazioni,che si misura in Hertz. Quindi prende il nome dalla lingua tedesca e nogo, fisico Heinrich Hertz. Ha ricevuto onde elettromagnetiche e ne ha studiato le proprietà. Oscillazioni d'onda ed e e le frequenze sono correlate tra loro. Il più alto scorso , tanto più brevi sono le oscillazioni.

Storia

C'è una teoria su ciò che pag Le onde radio hanno avuto origine al momento del big bang. E sebbene le onde magnetiche siano sempre esistite, l'umanità le ha scoperte relativamente di recente. Nel 1868, lo scozzese James Maxwell li descrisse nella sua opera. Poi il fisico tedesco dimostrò teoricamente la loro esistenza. Ciò accadde nel 1887. Da allora, l’interesse per le onde magnetiche non è diminuito. IO kaet. La ricerca sulle onde radio viene condotta in molti importanti istituti in tutto il mondo.

Aree di applicazione onde radio sono estesi: includono radio, apparecchiature radar, televisione, telescopi, radar e tutti i tipi di comunicazioni wireless. Ampiamente usato loro e in cosmetologia. Internet, televisione e telefonia: tutte le comunicazioni moderne sono impossibili senza le onde magnetiche.

Applicazioni estese delle onde radio

È grazie allo studio questo fenomeno , possiamo inviare informazioni a distanza IO . Le onde radio si formano quando la corrente elettrica ad alta frequenza passa attraverso un conduttore. L'invenzione della radio è attribuita a molti e nuovo pr i scrivere a se stessi. E in quasi ogni paese c'è un genio a cui dobbiamo questa invenzione unica. Nel nostro paese si ritiene che uno degli inventori fosse Alexander Stepanovich Popov.

L'invenzione della radio iniziò con l'apparecchio del conduttore radiofonico Edward Branly nel 1890. Questo ragazzo francese ha creato il suo dispositivo basato sull'idea di Heinrich Hertz, A ovvero che quando un'onda elettromagnetica colpisce un apparecchio radio, si crea una scintilla. È stato utilizzato il dispositivo Branly e ma segnale. Il primo a testare questo dispositivo a 40 metri fu l'inglese Oliver Lodge nel 1894. migliorato e Palazzo della Loggia. Ciò accadde nel 1895.

Una televisione

Applicazione delle onde radio in t televisione e ha lo stesso principio. Le torri televisive amplificano e trasmettono segnale in televisori e sono già stati convertiti zu inserirli nell'immagine. Applicazione delle onde radio nelle comunicazioni moderne sembra lo stesso. Richiede solo una rete retrocerso più densa R torri di New York. Queste torri sono stazioni base che trasmettono il segnale e lo ricevono dall'abbonato.

La tecnologia Wi-Fi, sviluppata nel 1991, è ormai molto diffusa.Il suo lavoro è diventato possibile dopo aver studiato le proprietà delle onde radio e il loro utilizzo si è ampliato in modo significativo.

Proprio radar sì et rappresentazione su ciò che sta accadendo sulla terra, nel cielo, nel mare e nello spazio. Il principio di funzionamento è semplice: un'onda radio trasmessa dall'antenna viene riflessa da un ostacolo e ritorna indietro come segnale. Il computer elabora lui ed estradarlo t dati sulla dimensione dell'oggetto, velocità di movimento e direzione.

Radar dal 1950 Vengono utilizzati anche sulle strade per controllare la velocità delle auto. Ciò era dovuto crescente numero di autoveicoli sulle strade e controlli necessari sopra di loro . Il radar è un dispositivo O per la determinazione a distanza della velocità di un veicolo in movimento. Gli agenti di polizia hanno apprezzato la facilità d'uso IO Questo dispositivo e qualche anno dopo c'erano radar su tutte le strade del mondo. Ogni anno questi dispositivi sono stati modificati e migliorati e oggi ne esistono un numero enorme di tipi. Si dividono in due gruppi: laser e Doppler.

Proprietà delle onde radio

Le onde radio hanno caratteristiche interessanti:

eSe un'onda radio si propaga in un mezzo diverso dall'aria, assorbe energia;
Til percorso di un'onda è piegato se si trova in un mezzo disomogeneo e si chiama rifrazione di un'onda radio;
Vle onde radio si propagano in una sfera omogeneaXiarettilineo ad una velocità dipendente dai parametri del mezzo e sono accompagnati da una diminuzione della densità del flusso di energia con l'aumentare della distanza;
AQuando le onde radio viaggiano da un mezzo all'altro, vengono riflesse e rifratte;
DLa frazione è la proprietà di un'onda radio di piegarsi attorno a un ostacolo che incontra sul suo percorso, ma qui c'è una condizione necessaria: l'entità dell'ostacolo deve essere commisurata alla lunghezza d'ondaS.

Tipi di onde

Le onde radio si dividono intrecategorie:corto, media elungo. I primi includono onde con una lunghezza da10 a 100 m, che consente di creare antenne direzionali. Possono essere terrestri e ionosferici.Sono state utilizzate onde radio cortecomunicazioni e radiodiffusioneElunghe distanze.

La lunghezza delle onde medie varia solitamente da 100 a 1000 m. Le loro frequenze caratteristiche sono 526-1606 kHz. L'uso delle onde radio medie è implementato in molti canali di trasmissione in Russia.

Lunga è un'onda da 1000 a 10.000 m.TQuelle al di sopra di questi indicatori sono chiamate onde ultralunghe. Queste onde hanno poche proprietàthassorbimento durante il passaggio attraverso terra e mare. Ecco perchéL'applicazione principale delle onde radio lunghe è incomunicazioni subacquee e sotterranee. Specialelorola proprietà è la stabilitàAvoltaggioeità della corrente elettrica.

Conclusione

Finalmente ne vale la penasegnoTche lo studio delle onde radioet fino ad oggi.E forse,portatoeTpersoneAncoraemolte sorprese.

La scoperta delle onde radio ha dato all’umanità molte opportunità. Tra questi: radio, televisione, radar, radiotelescopi e comunicazioni wireless. Tutto ciò ci ha reso la vita più semplice. Con l'aiuto della radio, le persone possono sempre chiedere aiuto ai soccorritori, le navi e gli aerei possono inviare un segnale di soccorso e puoi scoprire cosa sta succedendo nel mondo.

La creazione delle onde elettromagnetiche appartiene sperimentalmente al fisico Hertz. Per questo, Hertz ha utilizzato uno spinterometro ad alta frequenza (vibratore). Hertz effettuò questo esperimento nel 1888. Il vibratore consisteva di due aste separate da uno spinterometro. Hertz ha sperimentato onde con una frequenza di 100.000.000 di Hz. Dopo aver calcolato la frequenza naturale delle oscillazioni elettromagnetiche del vibratore, Hertz riuscì a determinare la velocità dell'onda elettromagnetica utilizzando la formula υ = λν. Risultò essere approssimativamente uguale alla velocità della luce: c = 300.000 km/s .

Onde radio– si tratta di oscillazioni elettromagnetiche che si propagano nello spazio alla velocità della luce (300.000 km/sec). A proposito, la luce appartiene anche alle onde elettromagnetiche, il che determina le loro proprietà molto simili (riflessione, rifrazione, attenuazione, ecc.).
Le onde radio trasportano l'energia emessa da un oscillatore elettromagnetico attraverso lo spazio. E nascono quando il campo elettrico cambia, ad esempio, quando una corrente elettrica alternata passa attraverso un conduttore o quando le scintille saltano nello spazio, ad es. una serie di impulsi di corrente rapidamente successivi.
La radiazione elettromagnetica è caratterizzata da frequenza, lunghezza d'onda e potenza dell'energia trasferita. La frequenza delle onde elettromagnetiche mostra quante volte al secondo cambia la direzione della corrente elettrica nell'emettitore e, quindi, quante volte al secondo cambia l'intensità dei campi elettrici e magnetici in ogni punto dello spazio. La frequenza si misura in hertz (Hz), un'unità che prende il nome dal grande scienziato tedesco Heinrich Rudolf Hertz. 1 Hz è una vibrazione al secondo, 1 megahertz (MHz) è un milione di vibrazioni al secondo. Sapendo che la velocità delle onde elettromagnetiche è uguale alla velocità della luce, possiamo determinare la distanza tra i punti dello spazio in cui il campo elettrico (o magnetico) è nella stessa fase. Questa distanza è chiamata lunghezza d'onda. La lunghezza d'onda (in metri) si calcola utilizzando la formula: o approssimativamente dove ¦ è la frequenza della radiazione elettromagnetica in MHz.

Il caso più semplice è la propagazione di un'onda radio nello spazio libero. Già a breve distanza dal radiotrasmettitore può essere considerato un punto. E se è così, allora il fronte delle onde radio può essere considerato sferico. Se tracciamo mentalmente alcune sfere che circondano il radiotrasmettitore, è chiaro che in assenza di assorbimento l'energia che passa attraverso le sfere rimarrà invariata. Ebbene, la superficie della sfera è proporzionale al quadrato del raggio. Ciò significa che l’intensità dell’onda, cioè l’energia per unità di area per unità di tempo, diminuirà man mano che si allontana dalla sorgente in proporzione inversa al quadrato della distanza.

Come viaggiano le onde radio?

Le onde radio vengono emesse attraverso un'antenna nello spazio e si propagano come energia del campo elettromagnetico. E sebbene la natura delle onde radio sia la stessa, la loro capacità di propagarsi dipende fortemente dalla lunghezza d'onda.
La terra è un conduttore di elettricità per le onde radio (anche se non molto buono). Passando sulla superficie della terra, le onde radio si indeboliscono gradualmente. Ciò è dovuto al fatto che le onde elettromagnetiche eccitano correnti elettriche sulla superficie terrestre, che consumano parte dell'energia. Quelli. l'energia viene assorbita dalla terra e tanto maggiore quanto più corta è la lunghezza d'onda (maggiore è la frequenza). Inoltre l'energia delle onde si indebolisce anche perché la radiazione si propaga in tutte le direzioni dello spazio e, quindi, più il ricevitore è lontano dal trasmettitore, meno energia cade per unità di superficie e meno arriva nell'antenna.
Le trasmissioni dalle stazioni di trasmissione a onde lunghe possono essere ricevute a distanze fino a diverse migliaia di chilometri e il livello del segnale diminuisce gradualmente, senza salti. Le stazioni ad onde medie possono essere ascoltate nel raggio di migliaia di chilometri. Per quanto riguarda le onde corte, la loro energia diminuisce bruscamente con la distanza dal trasmettitore. Ciò spiega il fatto che agli albori dello sviluppo della radio, per la comunicazione venivano utilizzate principalmente onde da 1 a 30 km. Le onde inferiori a 100 metri erano generalmente considerate inadatte alle comunicazioni a lunga distanza.
Tuttavia, ulteriori studi sulle onde corte e ultracorte hanno dimostrato che esse si attenuano rapidamente quando viaggiano vicino alla superficie terrestre. Quando la radiazione è diretta verso l'alto, le onde corte ritornano indietro.

Allineare

Tenendo conto delle caratteristiche di propagazione, generazione e (in parte) radiazione, l'intera gamma delle onde radio viene solitamente suddivisa in una serie di gamme più piccole: onde ultralunghe, onde lunghe, onde medie, onde corte, onde metriche, onde decimali , onde centimetriche, onde millimetriche e onde submillimetriche (Tabella 1). La suddivisione delle radiofrequenze in gamme nelle comunicazioni radio è stabilita dalle normative radiofoniche internazionali (Tabella 2). Tutte queste sono sezioni ufficiali e chiaramente delimitate dello spettro.
Allo stesso tempo, il termine “banda”, a seconda del contesto, può essere utilizzato per designare qualsiasi sezione arbitraria di onde radio/frequenze radio (ad esempio, “banda amatoriale”, “banda di comunicazioni mobili”, “banda a banda bassa”, " "Banda 2,4 GHz." e così via.)

Tavolo 1.- Divisione dell'intera gamma delle onde radio in gamme più piccole.

Tavolo 2.1.- Gamma di frequenze radio

Nome dell'intervallo	Confini della gamma
termine fondamentale	termine parallelo
1a gamma di frequenza 2a gamma di frequenza 3a gamma di frequenza 4a gamma di frequenza Quinta gamma di frequenza 6a gamma di frequenza 7a gamma di frequenza 8a gamma di frequenza 9a banda di frequenza 10a gamma di frequenza 11a gamma di frequenza 12a gamma di frequenza	ELF estremamente basso VLF ultrabasso VLF infrabasso VLF molto basso Basse frequenze LF Medie frequenze HF ad alta frequenza VHF molto alto UHF ultraelevata Microonde ultra alto EHF estremamente alta Frequenza iper alta	3-30 Hz 30-300 Hz 0,3-3 kHz 3-30 chilocicli 30-300 chilocicli 0,3-3 MHz 3-30 MHz 30-300 MHz 0,3-3GHz 3-30GHz 30-300GHz 0,3-3 THz

Tavolo 2.2. - Portata delle onde radio

Gamma dinamica
La gamma dinamica di un dispositivo radioricevente è il rapporto tra il livello massimo consentito del segnale ricevuto (normalizzato dal livello di distorsione non lineare) e il livello minimo possibile del segnale ricevuto (determinato dalla sensibilità del dispositivo), espresso in decibel. In altre parole, questa è la differenza tra i valori massimo e minimo dei livelli di segnale ai quali non è ancora stata osservata la distorsione. La causa di queste distorsioni è la non linearità del percorso di amplificazione del dispositivo in questione. Più ampia è la DD, più forti saranno i segnali che il dispositivo potrà ricevere senza distorsioni. La gamma dinamica è più ampia nei ricevitori costosi, anche se è quasi impossibile confrontarli in questo parametro, perché molto raramente è indicato nelle caratteristiche.

Allocazione dello spettro

Le onde radio (frequenze radio) utilizzate nell'ingegneria radiofonica occupano la regione, o più scientificamente, lo spettro da 10.000 m (30 kHz) a 0,1 mm (3.000 GHz). Questa è solo una parte del vasto spettro delle onde elettromagnetiche. Le onde radio (di lunghezza decrescente) sono seguite dai raggi termici o infrarossi. Dopo di loro arriva una stretta sezione di onde luminose visibili, quindi uno spettro di raggi ultravioletti, raggi X e raggi gamma: tutte queste sono vibrazioni elettromagnetiche della stessa natura, che differiscono solo per la lunghezza d'onda e, quindi, per la frequenza. Sebbene l’intero spettro sia diviso in regioni, i confini tra di esse sono delineati provvisoriamente. Le regioni si susseguono continuamente, passano l'una nell'altra e in alcuni casi si sovrappongono. Secondo accordi internazionali, l'intero spettro delle onde radio utilizzate nelle comunicazioni radio è suddiviso in gamme:

Fonti

Emissione radio dal Sole. L'emissione radio dal Sole è stata registrata con lunghezze d'onda che vanno da pochi millimetri a 30 m. L'emissione è particolarmente forte nella gamma dei metri; nasce negli strati superiori dell'atmosfera solare, nella sua corona, dove la temperatura è di circa 1 milione di K. La radiazione a onde corte proveniente dal Sole è relativamente debole; esce dalla cromosfera, situata sopra la superficie visibile del Sole: la fotosfera.

Le onde radio sono un tipo di onde elettromagnetiche, la cui esistenza fu prevista nel 1864 dal fisico, matematico e meccanico britannico James Clerk Maxwell, autore della teoria del campo elettromagnetico.

La teoria di Maxwell

James Impiegato Maxwell

Riassumendo i risultati delle ricerche condotte prima di lui nel campo dei campi elettrici e magnetici, Maxwell suggerì che i campi magnetici alternati generano campi elettrici e che i campi elettrici alternati generano campi magnetici, ecc. Innanzitutto, uno di questi campi viene creato da una fonte esterna e poi, facendo apparire l'un l'altro, sembrano staccarsi dalla fonte originale ed esistere indipendentemente da essa, diffondendosi ulteriormente nello spazio sotto forma di onde elettromagnetiche.

Sfortunatamente, il famoso scienziato non era destinato a confermare sperimentalmente la sua brillante teoria, che univa la descrizione di tutti i fenomeni dell'elettricità e del magnetismo. Ciò è stato fatto più tardi da un altro scienziato.

L'esperimento di Hertz

Heinrich Rudolf Hertz

Per la prima volta nella pratica, l'esistenza delle onde elettromagnetiche fu dimostrata nel 1887 dal fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz, che a quel tempo lavorava come professore di fisica presso l'Università Tecnica di Karlsruhe. Va detto che Hertz intraprese questo esperimento non perché fosse d'accordo con Maxwell. Al contrario, supponeva che Maxwell si sbagliasse e che le onde elettromagnetiche non esistessero realmente. Questo è ciò che voleva dimostrare.

Secondo la teoria di Maxwell, la sorgente delle onde elettromagnetiche può essere costituita da particelle elettriche oscillanti. A tale scopo viene utilizzato un semplice circuito oscillatorio, costituito da un condensatore e un induttore.

Nel primo esperimento di Hertz si supponeva che l'emettitore di onde elettromagnetiche (se esistono) fosse una scarica elettrica generata tra due sfere di ottone montate alle estremità di aste metalliche. Nell'installazione sperimentale, le sfere, che fungevano da condensatore, erano separate da un piccolo spazio e le aste stesse erano collegate tra loro da una bobina di induttanza. Cariche elettriche accumulate nelle palline.

A distanza di diversi metri dal primo circuito esisteva un secondo circuito, non collegato al primo e rappresentante un anello di filo aperto con le stesse sfere di ottone alle estremità e con lo stesso spinterometro del primo circuito. Era il risonatore più semplice: un dispositivo per catturare le onde elettromagnetiche.

Ad un certo punto, tra le sfere del circuito primario sono scoppiate scintille. E se in natura non ci sono onde elettromagnetiche, non dovrebbe esserci scarica nel secondo circuito. Ma durante l'esperimento, una tale scarica è apparsa anche tra le sfere del secondo circuito. Ciò significava che le onde elettromagnetiche esistono ancora. E la loro energia può essere trasmessa in modalità wireless.

L'esperimento di Hertz sulla rilevazione delle onde elettromagnetiche

Hertz condusse una serie di esperimenti che confermarono la teoria di Maxwell. Stabilì che la velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto è uguale alla velocità della luce. Inoltre, studiando la propagazione di queste onde, dimostrò che si comportano allo stesso modo delle onde luminose e obbediscono alle leggi della riflessione e della rifrazione.

Ma non aveva idea di come ciò potesse essere applicato nella pratica. E considerava le sue scoperte assolutamente inutili. "Il maestro Maxwell aveva ragione", disse Hertz agli studenti. "Le onde elettromagnetiche esistono, ma non possiamo vederle con i nostri occhi." E alla domanda “Qual è il prossimo passo?” lui rispose: "Suppongo che non sia niente".

Nella comunità scientifica, la scoperta di Hertz fu definita l'inizio di una nuova "era elettrica".

Successivamente, dall'intero spettro delle onde elettromagnetiche, fu isolata la gamma delle onde radio, che iniziarono ad essere utilizzate per la trasmissione di segnali radio.

Gamma delle onde radio

Tabella della portata delle onde radio

Tutte le onde elettromagnetiche viaggiano nel vuoto ad una velocità pari a quella della luce. Differiscono nella lunghezza d'onda o nella frequenza. Non esiste un confine netto tra loro. Un tipo di onde elettromagnetiche passa dolcemente a un altro.

A seconda della lunghezza d'onda, l'intero spettro delle onde elettromagnetiche viene convenzionalmente suddiviso in radiazioni gamma, raggi X, luce visibile, radiazioni infrarosse e onde radio.

La radiazione gamma ha la lunghezza d'onda più corta, solo 2·10−10 m. Tutte le onde elettromagnetiche la cui lunghezza supera la lunghezza d'onda della luce infrarossa ed è compresa tra 1 mm e 100 km sono classificate come onde radio. Queste sono onde elettromagnetiche utilizzate nella radioingegneria. La loro frequenza varia da 3 kHz a 300 GHz.

Secondo gli accordi internazionali, l'intero spettro delle onde radio è suddiviso nei seguenti intervalli: decimmillimetro, millimetro, centimetro, decimetro, metro, decametro, ettometro, chilometro, miriametro.

Onde millimetriche

Vengono chiamate onde aventi una lunghezza da 1 mm a 1 cm millimetro. La loro frequenza varia da 30 a 300 GHz e si chiama estremamente alto(EHF). Tali onde sono utilizzate nei radar, nelle comunicazioni spaziali e nella radioastronomia.

Lo spettro delle onde radio utilizzate per le trasmissioni radiofoniche è solitamente suddiviso in onde ultracorte, corte, medie, lunghe e ultralunghe.

Onde ultracorte

A ultracorto comprendono onde centimetriche, decimetriche e metriche.

Onde con lunghezze da 1 cm a 10 cm e frequenze da 3 a 30 GHz ( frequenze ultra alte EHF) vengono chiamati centimetro. Questa gamma viene utilizzata per la trasmissione di dati via etere nei canali di comunicazione satellitare, nelle reti di computer wireless Wi-Fi, nelle comunicazioni radar e radio.

Vengono chiamate onde con una lunghezza d'onda compresa tra 10 cm e 1 m, una frequenza di 300-3000 MHz decimetro, e la loro frequenza frequenza ultra alta(UHF). Sono utilizzati nelle comunicazioni radio, televisione, walkie-talkie, telefoni cellulari e forni a microonde.

Vengono chiamate onde la cui lunghezza varia da 1 ma 10 m metro. Molto spesso vengono utilizzati per comunicazioni radio, televisione e trasmissioni radiofoniche a breve distanza.

Onde corte

Corto le onde sono onde comprese tra 10 e 100 m decametro onde.

Onde medie

Nella media, o ettometro, le onde occupano un raggio da 100 m a 1 km.

Onde lunghe

Lungo, O chilometro, le onde vanno da 1 km a 10 km.

Le onde radio corte, medie e lunghe vengono utilizzate nelle trasmissioni radiofoniche e nelle comunicazioni radio.

Onde ultra lunghe

Vengono chiamate tutte le onde radio la cui lunghezza supera i 10 km extra lungo. Si dividono in miriametro (lunghezza d'onda da 10 km a 100 km), ettochilometro (nell'intervallo da 100 km a 1000 km), megametro (da 1000 km a 10.000 km) e decamegametro (da 10.000 km a 100.000 km).

Le onde radio ultra lunghe vengono utilizzate per comunicare con i sottomarini.

Onde decimillimetriche

Separatamente occorre dire del d ecimillimetro onde. Come vengono considerate onde con una lunghezza compresa tra 0,1 mm e 1 mm. Sono anche chiamati submillimetrico. Questo è un tipo di radiazione elettromagnetica, il cui spettro di frequenza si trova tra la radiazione infrarossa e quella ad altissima frequenza, compresa la gamma delle onde radio decimali, centimetriche e millimetriche. Sebbene secondo la classificazione internazionale appartenga alle onde radio, viene utilizzato principalmente in medicina e nei sistemi di sicurezza. A differenza dei raggi X, è sicuro per il corpo umano, quindi viene utilizzato nei dispositivi per la scansione degli organi del corpo umano. Negli aeroporti viene utilizzato per “controllare” i bagagli dei passeggeri. In fisica, è chiamata radiazione terahertz a causa della sua alta frequenza, situata nell'intervallo 10 11 -10 13 Hz.

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Cosa sono le onde radio

Le onde radio sono onde elettromagnetiche che viaggiano nello spazio alla velocità della luce (300.000 km/sec). A proposito, la luce appartiene anche alle onde elettromagnetiche, il che determina le loro proprietà molto simili (riflessione, rifrazione, attenuazione, ecc.).
Le onde radio trasportano l'energia emessa da un oscillatore elettromagnetico attraverso lo spazio. E nascono quando il campo elettrico cambia, ad esempio, quando una corrente elettrica alternata passa attraverso un conduttore o quando le scintille saltano nello spazio, ad es. una serie di impulsi di corrente rapidamente successivi.
La radiazione elettromagnetica è caratterizzata da frequenza, lunghezza d'onda e potenza dell'energia trasferita. La frequenza delle onde elettromagnetiche mostra quante volte al secondo cambia la direzione della corrente elettrica nell'emettitore e, quindi, quante volte al secondo cambia l'intensità dei campi elettrici e magnetici in ogni punto dello spazio. La frequenza è misurata in hertz (Hz), unità che prendono il nome dal grande scienziato tedesco Heinrich Rudolf Hertz. 1 Hz è una vibrazione al secondo, 1 megahertz (MHz) è un milione di vibrazioni al secondo. Sapendo che la velocità delle onde elettromagnetiche è uguale alla velocità della luce, possiamo determinare la distanza tra i punti dello spazio in cui il campo elettrico (o magnetico) è nella stessa fase. Questa distanza è chiamata lunghezza d'onda. La lunghezza d'onda (in metri) si calcola utilizzando la formula: o approssimativamente dove ¦ è la frequenza della radiazione elettromagnetica in MHz.

Dalla formula risulta chiaro che, ad esempio, una frequenza di 1 MHz corrisponde ad una lunghezza d'onda di ca. 300 m All'aumentare della frequenza, la lunghezza d'onda diminuisce, con una diminuzione: indovina tu stesso. In futuro faremo in modo che la conoscenza della lunghezza d'onda sia molto importante quando si sceglie un'antenna per un sistema radio, poiché la lunghezza dell'antenna dipende direttamente da essa. Le onde elettromagnetiche viaggiano liberamente attraverso l'aria o lo spazio esterno (vuoto). Ma se un filo metallico, un'antenna o qualsiasi altro corpo conduttore si incontra sul percorso dell'onda, gli cedono la loro energia, provocando così una corrente elettrica alternata in questo conduttore. Ma non tutta l'energia delle onde viene assorbita dal conduttore; una parte di essa viene riflessa dalla superficie. A proposito, questa è la base per l'uso delle onde elettromagnetiche nei radar. Un'altra proprietà utile delle onde elettromagnetiche (così come di qualsiasi altra onda) è la loro capacità di piegarsi attorno ai corpi sul loro percorso. Ma questo è possibile solo quando le dimensioni del corpo sono inferiori alla lunghezza d'onda o ad essa paragonabili. Ad esempio, per rilevare un aereo, la lunghezza dell'onda radio del localizzatore deve essere inferiore alle sue dimensioni geometriche (meno di 10 m). Se il corpo è più lungo della lunghezza d'onda, può rifletterla. Ma potrebbe non riflettere: ricorda l'aereo stealth americano "Stealth".
L'energia trasportata dalle onde elettromagnetiche dipende dalla potenza del generatore (emettitore) e dalla distanza da esso. Scientificamente sembra così: il flusso di energia per unità di superficie è direttamente proporzionale alla potenza della radiazione e inversamente proporzionale al quadrato della distanza dall'emettitore. Ciò significa che la portata della comunicazione dipende dalla potenza del trasmettitore, ma in misura molto maggiore dalla sua distanza. Ad esempio, il flusso di energia della radiazione elettromagnetica dal Sole sulla superficie terrestre raggiunge 1 kilowatt per metro quadrato e il flusso di energia di una stazione radiofonica a onde medie è solo di millesimi e persino milionesimi di watt per metro quadrato.

Allocazione dello spettro

Allineare frequenze	Nome dell'intervallo (nome abbreviato)	Nome gamma d'onda	Lunghezza d'onda
3–30 kHz	Frequenze molto basse (VLF)	Miriametro	100-10 km
30–300 kHz	Basse frequenze (LF)	Chilometro	10-1 km
300–3000 kHz	Medie frequenze (MF)	Ettometrico	1–0,1 km
3–30 MHz	Alte frequenze (HF)	Decametro	100-10 m
30–300 MHz	Frequenze molto alte (VHF)	Metro	10-1 m
300–3000 MHz	Altissimo frequenze (UHF)	decimetro	1–0,1 m
3–30GHz	Frequenze ultraelevate (microonde)	Centimetro	10–1 cm
30–300GHz	Frequenze estremamente alte (EHF)	Millimetro	10–1 mm
300–3000GHz	Alte frequenze iper (HHF)	decimillimetro	1–0,1 mm

Esempio di allocazione dello spettro tra diversi servizi.
Questa suddivisione è piuttosto confusa, quindi molti servizi utilizzano la propria terminologia "interna". In genere, quando si designano gli intervalli assegnati per le comunicazioni mobili terrestri, vengono utilizzati i seguenti nomi:

Termine	Allineare frequenze	Spiegazioni
Onda corta portata (HF)	2–30 MHz	A causa della natura della distribuzione in utilizzato principalmente per le comunicazioni a lunga distanza.
« CB »	25,6–30,1 MHz	Gamma civile in cui possono utilizzare comunicazioni private. IN da diversi paesi in quest'area vengono assegnati Da 40 a 80 frequenze fisse (canali).
« Banda bassa"	33–50 MHz	Non è chiaro il motivo, ma in russo non lo è ho trovato un termine che lo definisce allineare.
VHF	136–174 MHz	Gamma più comune comunicazioni mobili su rete fissa.
DCV	400–512 MHz	Gamma di comunicazioni mobili su rete fissa. A volte quest'area non viene identificata portata separata, ma dicono VHF, implicando una banda di frequenza da 136 a 512 MHz.
"800 MHz"	806–825 e 851–870 MHz	Gamma tradizionale "americana"; ampiamente utilizzato dalle comunicazioni mobili in STATI UNITI D'AMERICA. Non abbiamo ottenuto molto distribuzione.

I nomi ufficiali delle gamme di frequenza non devono essere confusi con i nomi delle sezioni destinate ai vari servizi. Vale la pena notare che i maggiori produttori mondiali di apparecchiature per le comunicazioni mobili terrestri producono modelli progettati per operare in queste particolari aree.
In futuro parleremo delle proprietà delle onde radio in relazione al loro utilizzo nelle comunicazioni radio mobili terrestri.

Come le onde radio si propagano

Propagazione delle onde lunghe e corte.

Dopo essere state riflesse dalla ionosfera, le onde corte ritornano sulla Terra, lasciando al di sotto centinaia di chilometri di “zona morta”. Dopo aver viaggiato verso la ionosfera e ritorno, l'onda non "si calma", ma viene riflessa dalla superficie della Terra e si precipita di nuovo nella ionosfera, dove viene nuovamente riflessa, ecc. Quindi, riflettendosi molte volte, una radio l'onda può fare il giro del globo più volte.
È stato stabilito che l'altezza di riflessione dipende principalmente dalla lunghezza d'onda. Più l'onda è corta, maggiore è l'altezza alla quale viene riflessa e, quindi, più ampia è la “zona morta”. Questa dipendenza è vera solo per la parte dello spettro a onde corte (fino a circa 25–30 MHz). Per lunghezze d'onda più corte la ionosfera è trasparente. Le onde lo attraversano e vanno nello spazio.
La figura mostra che la riflessione dipende non solo dalla frequenza, ma anche dall'ora del giorno. Ciò è dovuto al fatto che la ionosfera viene ionizzata dalla radiazione solare e perde gradualmente la sua riflettività con l'inizio dell'oscurità. Il grado di ionizzazione dipende anche dall'attività solare, che varia durante l'anno e di anno in anno secondo un ciclo di sette anni.

Strati riflettenti della ionosfera e propagazione delle onde corte
a seconda della frequenza e dell'ora del giorno.

Propagazione delle onde corte e ultracorte.

Le onde radio VHF hanno proprietà più simili ai raggi luminosi. Praticamente non vengono riflessi dalla ionosfera, si piegano leggermente attorno alla superficie terrestre e si diffondono all'interno della linea di vista. Pertanto, la gamma delle onde ultracorte è breve. Ma questo ha un netto vantaggio per le comunicazioni radio. Poiché nella gamma VHF
Poiché le onde si propagano in linea d'aria, le stazioni radio possono trovarsi a una distanza di 150-200 km l'una dall'altra senza influenza reciproca. Ciò consente alle stazioni vicine di riutilizzare la stessa frequenza.
Le proprietà delle onde radio nelle gamme DCV e 800 MHz sono ancora più vicine ai raggi luminosi e quindi hanno un'altra proprietà interessante e importante. Ricordiamo come funziona una torcia. La luce proveniente da una lampadina situata al centro del riflettore viene raccolta in uno stretto fascio di raggi, che può essere
inviare in qualsiasi direzione. Lo stesso può essere fatto con le onde radio ad alta frequenza. Possono essere raccolti dagli specchi dell'antenna e inviati in fasci stretti. È impossibile costruire un'antenna del genere per le onde a bassa frequenza, poiché le sue dimensioni sarebbero troppo grandi (il diametro dello specchio deve essere molto maggiore della lunghezza d'onda). La possibilità di radiazione diretta delle onde consente di aumentare l'efficienza del sistema di comunicazione.
Ciò è dovuto al fatto che un fascio stretto fornisce una minore dissipazione di energia laterale
direzioni, che consente l'uso di trasmettitori meno potenti per raggiungere un determinato raggio di comunicazione. La radiazione direzionale crea meno interferenze con altri sistemi di comunicazione che non si trovano nel raggio d'azione.
La ricezione delle onde radio può anche trarre vantaggio dalla radiazione direzionale. Molti conoscono, ad esempio, le antenne satellitari paraboliche, che focalizzano la radiazione del trasmettitore satellitare nel punto in cui è installato il sensore ricevente. L'uso di antenne riceventi direzionali in radioastronomia ha permesso di fare molte scoperte scientifiche fondamentali. La capacità di focalizzare le onde radio ad alta frequenza ha assicurato il loro uso diffuso nei radar, nelle comunicazioni con relè radio, nella trasmissione satellitare, nella trasmissione dati wireless, ecc.

Antenne paraboliche direzionali.

È da notare che al diminuire della lunghezza d’onda aumenta la loro attenuazione e l’assorbimento nell’atmosfera. In particolare, la propagazione delle onde inferiori a 1 cm comincia a essere influenzata da fenomeni come nebbia, pioggia, nuvole, che possono diventare una grave interferenza che limita notevolmente la portata della comunicazione.
Abbiamo imparato che le onde radio hanno proprietà di propagazione diverse e ciascuna parte di questa gamma viene utilizzata laddove i suoi vantaggi possono essere sfruttati al meglio.

Gamma di frequenze radio e suo utilizzo per le comunicazioni radio

2.1 Nozioni di base sulla propagazione radio

Le comunicazioni radio assicurano la trasmissione di informazioni a distanza utilizzando onde elettromagnetiche (onde radio).

Le onde radio trasportano l'energia emessa da un oscillatore elettromagnetico attraverso lo spazio. E nascono quando il campo elettrico cambia, ad esempio, quando una corrente elettrica alternata passa attraverso un conduttore o quando le scintille saltano nello spazio, ad es. una serie di impulsi di corrente rapidamente successivi.

Riso. 2.1 Struttura di un'onda elettromagnetica.

La radiazione elettromagnetica è caratterizzata da frequenza, lunghezza d'onda e potenza dell'energia trasferita. La frequenza delle onde elettromagnetiche mostra quante volte al secondo cambia la direzione della corrente elettrica nell'emettitore e, quindi, quante volte al secondo cambia l'intensità dei campi elettrici e magnetici in ogni punto dello spazio.

La frequenza si misura in hertz (Hz), un'unità che prende il nome dal grande scienziato tedesco Heinrich Rudolf Hertz. 1Hz è una vibrazione al secondo, 1 MegaHertz (MHz) è un milione di vibrazioni al secondo. Sapendo che la velocità delle onde elettromagnetiche è uguale alla velocità della luce, possiamo determinare la distanza tra i punti dello spazio in cui il campo elettrico (o magnetico) è nella stessa fase. Questa distanza è chiamata lunghezza d'onda.

La lunghezza d'onda (in metri) si calcola utilizzando la formula:

, o approssimativamente

dove f è la frequenza della radiazione elettromagnetica in MHz.

Dalla formula risulta chiaro che, ad esempio, una frequenza di 1 MHz corrisponde ad una lunghezza d'onda di circa 300 m. All'aumentare della frequenza la lunghezza d'onda diminuisce e al diminuire della frequenza aumenta.

Le onde elettromagnetiche viaggiano liberamente attraverso l'aria o lo spazio esterno (vuoto). Ma se un filo metallico, un'antenna o qualsiasi altro corpo conduttore si incontra sul percorso dell'onda, gli cedono la loro energia, provocando così una corrente elettrica alternata in questo conduttore. Ma non tutta l'energia delle onde viene assorbita dal conduttore; una parte di essa viene riflessa dalla superficie. A proposito, questa è la base per l'uso delle onde elettromagnetiche nei radar.

Un'altra proprietà utile delle onde elettromagnetiche (così come di qualsiasi altra onda) è la loro capacità di piegarsi attorno ai corpi sul loro percorso. Ma questo è possibile solo quando le dimensioni del corpo sono inferiori alla lunghezza d'onda o ad essa paragonabili. Ad esempio, per rilevare un aereo, la lunghezza dell'onda radio del localizzatore deve essere inferiore alle sue dimensioni geometriche (meno di 10 m). Se il corpo è più lungo della lunghezza d'onda, può rifletterla. Ma potrebbe non riflettere: ricorda "Stealth".

L'energia trasportata dalle onde elettromagnetiche dipende dalla potenza del generatore (emettitore) e dalla distanza da esso, ad es. il flusso di energia per unità di superficie è direttamente proporzionale alla potenza della radiazione e inversamente proporzionale al quadrato della distanza dall'emettitore. Ciò significa che la portata della comunicazione dipende dalla potenza del trasmettitore, ma in misura molto maggiore dalla sua distanza.

Ad esempio, il flusso di energia della radiazione elettromagnetica dal Sole sulla superficie terrestre raggiunge 1 kilowatt per metro quadrato e il flusso di energia di una stazione radiofonica a onde medie è solo di millesimi e persino milionesimi di watt per metro quadrato.

2.2 Assegnazione dello spettro delle radiofrequenze

Le onde radio (frequenze radio) utilizzate nella radioingegneria occupano uno spettro compreso tra 10.000 m (30 kHz) e 0,1 mm (3.000 GHz). Questa è solo una parte del vasto spettro delle onde elettromagnetiche. Le onde radio (di lunghezza decrescente) sono seguite dai raggi termici o infrarossi. Dopo di loro arriva una stretta sezione di onde luminose visibili, quindi uno spettro di raggi ultravioletti, raggi X e raggi gamma: tutte queste sono vibrazioni elettromagnetiche della stessa natura, che differiscono solo per la lunghezza d'onda e, quindi, per la frequenza.

Sebbene l’intero spettro sia diviso in regioni, i confini tra di esse sono delineati provvisoriamente. Le regioni si susseguono continuamente, passano l'una nell'altra e in alcuni casi si sovrappongono.

Ma queste gamme sono molto estese e, a loro volta, sono suddivise in sezioni che comprendono le cosiddette gamme radiotelevisive, gamme per le comunicazioni terrestri e aeronautiche, spaziali e marittime, per la trasmissione dati e la medicina, per il radar e la radionavigazione, ecc. . Ad ogni servizio radiofonico viene assegnata una propria sezione dello spettro o frequenze fisse. In realtà, per scopi di comunicazione radio vengono utilizzate oscillazioni nella gamma di frequenze da 10 kHz a 100 GHz. L'uso di una determinata gamma di frequenza per la comunicazione dipende da molti fattori, in particolare dalle condizioni di propagazione delle onde radio di diverse gamme, dalla portata di comunicazione richiesta, dalla fattibilità dei valori di potenza del trasmettitore nella gamma di frequenza selezionata, ecc.

Secondo gli accordi internazionali, l'intero spettro delle onde radio utilizzate nelle comunicazioni radio è suddiviso in gamme (Tabella 1):

Tabella 1

NO.	Nome dell'intervallo			Limiti di portata
NO.	Onde	Termini obsoleti	Frequenze	Onde radio	Frequenze
1	DKMGMVDecaMegametro		Frequenze estremamente basse (ELF)	100.000-10.000km	3-30 Hz
2	MGMVMegametro		Frequenze ultra-basse (ELF)	10.000-1.000 chilometri	30-3.000Hz
3	GCMMVettachilometro		Frequenze infra-basse (ILF)	1.000-100 chilometri	0,3-3 kHz
4	MRMVMmiriametro	AGGIUNGERE	Frequenza molto bassa (VLF) VLF	100-10 km	3-30kHz
5	KMVChilometro	Lontano est	Basse frequenze (LF) LF	10-1 km	30-300kHz
6	GCMVettametro	NE	Medie frequenze (MF) VF	1000-100 metri	0,3-3 MHz
7	DKMVDecametro	HF	Alta frequenza (HF) HF	100-10 metri	3-30 MHz
8	MVMeter	VHF	VHF ad altissima frequenza (VHF).	10-1m	30-300 MHz
9	DCMVDecimetro	VHF	Frequenze ultra alte (UHF) UHF	10-1 dm	0,3-3GHz
10	SMVCentimetro	VHF	Frequenze ultra alte (microonde) SHF	10-1cm	3-30GHz
11	MMVMillimetro	VHF	Frequenze estremamente alte (EHF) EHF	10-1 mm	30-300GHz
12	DCMMVDecimillie- metro Submilli- metro	SOMM.V	Alte frequenze iper (HHF)	1-0,1 mm	0,3-3 THz
13	Leggero			< 0,1 мм	> 3 THz

Riso. 2.2 Esempio di allocazione dello spettro tra diversi servizi.

La terra è un conduttore di elettricità per le onde radio (anche se non molto buono). Passando sulla superficie della terra, le onde radio si indeboliscono gradualmente. Ciò è dovuto al fatto che le onde elettromagnetiche eccitano correnti elettriche sulla superficie terrestre, che consumano parte dell'energia. Quelli. l'energia viene assorbita dalla terra e tanto maggiore quanto più corta è la lunghezza d'onda (maggiore è la frequenza).

Inoltre l'energia delle onde si indebolisce anche perché la radiazione si propaga in tutte le direzioni dello spazio e, quindi, più il ricevitore è lontano dal trasmettitore, meno energia cade per unità di superficie e meno arriva nell'antenna.

Le trasmissioni dalle stazioni di trasmissione a onde lunghe possono essere ricevute a distanze fino a diverse migliaia di chilometri e il livello del segnale diminuisce gradualmente, senza salti. Le stazioni ad onde medie possono essere ascoltate nel raggio di migliaia di chilometri. Per quanto riguarda le onde corte, la loro energia diminuisce bruscamente con la distanza dal trasmettitore. Ciò spiega il fatto che agli albori dello sviluppo della radio, per la comunicazione venivano utilizzate principalmente onde da 1 a 30 km. Le onde inferiori a 100 metri erano generalmente considerate inadatte alle comunicazioni a lunga distanza.

Tuttavia, ulteriori studi sulle onde corte e ultracorte hanno dimostrato che esse si attenuano rapidamente quando viaggiano vicino alla superficie terrestre. Quando la radiazione è diretta verso l'alto, le onde corte ritornano indietro.

Nel 1902, il matematico inglese Oliver Heaviside e l'ingegnere elettrico americano Arthur Edwin Kennelly predissero quasi contemporaneamente che esiste uno strato d'aria ionizzato sopra la Terra, uno specchio naturale che riflette le onde elettromagnetiche. Questo livello è stato nominato ionosfera.

La ionosfera terrestre avrebbe dovuto consentire di aumentare il raggio di propagazione delle onde radio a distanze superiori alla linea di vista. Questa ipotesi fu dimostrata sperimentalmente nel 1923. Gli impulsi RF venivano trasmessi verticalmente verso l'alto e i segnali di ritorno venivano ricevuti. La misurazione del tempo tra l'invio e la ricezione degli impulsi ha permesso di determinare l'altezza e il numero degli strati di riflessione.

2.3 Influenza dell'atmosfera sulla propagazione delle onde radio

La natura della propagazione delle onde radio dipende dalla lunghezza d'onda, dalla curvatura della Terra, dal suolo, dalla composizione dell'atmosfera, dall'ora del giorno e dell'anno, dallo stato della ionosfera, dal campo magnetico terrestre e dalle condizioni meteorologiche.

Consideriamo la struttura dell'atmosfera, che ha un'influenza significativa sulla propagazione delle onde radio. A seconda dell'ora del giorno e dell'anno, il contenuto di umidità e la densità dell'aria cambiano.

L'aria che circonda la superficie terrestre forma un'atmosfera la cui altitudine è di circa 1000-2000 km. La composizione dell'atmosfera terrestre è eterogenea.

Riso. 2.3 Struttura dell'atmosfera.

Gli strati dell'atmosfera fino ad un'altezza di circa 100-130 km hanno una composizione omogenea. Questi strati contengono aria contenente (in volume) il 78% di azoto e il 21% di ossigeno. Viene chiamato lo strato inferiore dell'atmosfera spesso 10-15 km (Fig. 2.3). troposfera. Questo strato contiene vapore acqueo, il cui contenuto fluttua bruscamente con i cambiamenti delle condizioni meteorologiche.

La troposfera si trasforma gradualmente in stratosfera. Il limite è l'altezza alla quale la temperatura smette di scendere.

Ad altitudini di circa 60 km e oltre sopra la Terra, sotto l'influenza dei raggi solari e cosmici, nell'atmosfera avviene la ionizzazione dell'aria: alcuni atomi si disintegrano in atomi liberi elettroni E ioni. Negli strati superiori dell'atmosfera la ionizzazione è insignificante, poiché il gas è molto rarefatto (il numero di molecole per unità di volume è piccolo). Man mano che i raggi solari penetrano negli strati più densi dell'atmosfera, il grado di ionizzazione aumenta. Man mano che si avvicina alla Terra, l'energia dei raggi solari diminuisce e il grado di ionizzazione diminuisce nuovamente. Inoltre, negli strati inferiori dell'atmosfera, a causa dell'elevata densità, le cariche negative non possono esistere per molto tempo; avviene il processo di ripristino delle molecole neutre.

La ionizzazione in un'atmosfera rarefatta ad altitudini di 60-80 km dalla Terra e oltre persiste a lungo. A queste altitudini l'atmosfera è molto rarefatta, la densità di elettroni e ioni liberi è così bassa che le collisioni, e quindi il ripristino degli atomi neutri, avvengono relativamente raramente.

Lo strato superiore dell'atmosfera è chiamato ionosfera. L'aria ionizzata ha un effetto significativo sulla propagazione delle onde radio.

Durante il giorno si formano quattro strati regolari o massimi di ionizzazione: strati D, E, F 1 e F 2. Lo strato F 2 ha la ionizzazione maggiore (il maggior numero di elettroni liberi per unità di volume).

Dopo il tramonto, le radiazioni ionizzanti diminuiscono drasticamente. Le molecole e gli atomi neutri vengono ridotti, il che porta ad una diminuzione del grado di ionizzazione. Di notte gli strati scompaiono completamente D E F 2, ionizzazione dello strato E diminuisce in modo significativo e lo strato F 2 mantiene la ionizzazione con una certa attenuazione.

Riso. 2.4 Dipendenza della propagazione delle onde radio dalla frequenza e dall'ora del giorno.

L'altezza degli strati della ionosfera cambia continuamente a seconda dell'intensità dei raggi solari. Durante il giorno l'altezza degli strati ionizzati è minore, di notte è maggiore. In estate alle nostre latitudini la concentrazione di elettroni negli strati ionizzati è maggiore che in inverno (ad eccezione dello strato F 2). Il grado di ionizzazione dipende anche dal livello di attività solare, determinato dal numero di macchie solari. Il periodo di attività solare è di circa 11 anni.

Alle latitudini polari si osservano processi di ionizzazione irregolari associati ai cosiddetti disturbi ionosferici.

Esistono diversi percorsi lungo i quali un'onda radio arriva all'antenna ricevente. Come già notato, le onde radio che si propagano sulla superficie terrestre e si piegano attorno ad essa a causa del fenomeno della diffrazione sono chiamate onde superficiali o terrestri (direzione 1, Fig. 2.5). Vengono chiamate le onde che si propagano nelle direzioni 2 e 3 spaziale. Si dividono in ionosferiche e troposferiche. Questi ultimi si osservano solo nella gamma VHF. Ionosferico sono chiamate onde riflesse o diffuse dalla ionosfera, troposferico– onde riflesse o disperse da strati disomogenei o “granelli” della troposfera.

Riso. 2.5 Vie di propagazione delle onde radio.

Onda superficiale la base della sua parte anteriore tocca la Terra, come mostrato in Fig. 2.6. Quest'onda, con sorgente puntiforme, ha sempre polarizzazione verticale, poiché la componente orizzontale dell'onda viene assorbita dalla Terra. Ad una distanza sufficiente dalla sorgente, espressa in lunghezze d'onda, qualsiasi segmento del fronte d'onda è un'onda piana.

La superficie terrestre assorbe parte dell'energia delle onde superficiali che si propagano lungo di essa, poiché la Terra ha una resistenza attiva.

Riso. 2.6 Propagazione delle onde superficiali.

Più corta è l'onda, cioè maggiore è la frequenza, maggiore è la corrente indotta nella Terra e maggiori sono le perdite. Le perdite nella Terra diminuiscono con l'aumentare della conduttività del suolo, poiché le onde penetrano meno nella Terra, maggiore è la conduttività del suolo. Anche sulla Terra si verificano perdite dielettriche, che aumentano anch'esse con l'accorciamento delle onde.

Per frequenze superiori a 1 MHz, l'onda superficiale è in realtà molto attenuata a causa dell'assorbimento da parte della Terra e quindi non viene utilizzata se non nella copertura locale. Alle frequenze televisive l'attenuazione è così grande che l'onda superficiale può essere utilizzata a distanze non superiori a 1-2 km dal trasmettitore.

La comunicazione su lunghe distanze avviene principalmente tramite onde spaziali.

Per ottenere la rifrazione, cioè il ritorno di un'onda sulla Terra, l'onda deve essere emessa con un certo angolo rispetto alla superficie terrestre. Viene chiamato il massimo angolo di radiazione al quale un'onda radio di una determinata frequenza ritorna sulla terra angolo critico per un dato strato ionizzato (Fig. 2.7).

Riso. 2.7 Influenza dell'angolo di radiazione sul passaggio di un'onda spaziale.

Ogni strato ionizzato ha il suo frequenza critica E angolo critico.

Nella fig. 2.7 mostra un raggio che viene facilmente rifratto da uno strato E, poiché il raggio entra con un angolo inferiore all'angolo critico di questo strato. Il raggio 3 attraversa l'area E, ma ritorna sulla Terra come uno strato F 2 perché entra con un angolo inferiore all'angolo dello strato critico F 2. Anche la trave 4 passa attraverso lo strato E. Va nello strato F 2 al suo angolo critico e ritorna sulla Terra. Il raggio 5 attraversa entrambe le aree e si perde nello spazio.

Tutti i raggi mostrati in Fig. 2.7, si riferiscono alla stessa frequenza. Se viene utilizzata una frequenza inferiore, sono necessari angoli critici maggiori per entrambe le regioni; al contrario, se la frequenza aumenta, entrambe le regioni hanno angoli critici minori. Se continui ad aumentare la frequenza, arriverà un punto in cui l'onda che si propaga dal trasmettitore parallelamente alla Terra supererà l'angolo critico per qualsiasi area. Questo stato si verifica ad una frequenza di circa 30 MHz. Al di sopra di questa frequenza, la comunicazione delle onde spaziali diventa inaffidabile.

Quindi, ogni frequenza critica ha il proprio angolo critico e, viceversa, ogni angolo critico ha la propria frequenza critica. Di conseguenza, qualsiasi onda spaziale la cui frequenza sia uguale o inferiore a quella critica ritornerà sulla Terra ad una certa distanza dal trasmettitore.

Nella fig. 2.7 il raggio 2 cade sullo strato E con un angolo critico. Notare dove l'onda riflessa colpisce la Terra (il segnale si perde oltre un angolo critico); l'onda spaziale, raggiunto lo strato ionizzato, viene riflessa da esso e ritorna sulla Terra a grande distanza dal trasmettitore. Ad una certa distanza dal trasmettitore, a seconda della potenza del trasmettitore e della lunghezza d'onda, è possibile ricevere un'onda superficiale. Dal luogo in cui termina la ricezione delle onde superficiali, il zona del silenzio e termina dove appare l'onda spaziale riflessa. Le zone di silenzio non hanno un confine netto.

Riso. 2.8 Zone di ricezione delle onde superficiali e spaziali.

All'aumentare della frequenza, il valore zona morta aumenta a causa della diminuzione dell’angolo critico. Per comunicare con un corrispondente ad una certa distanza dal trasmettitore in determinate ore del giorno e delle stagioni, c'è frequenza massima consentita, che può essere utilizzato per la comunicazione delle onde spaziali. Ciascuna regione ionosferica ha la propria frequenza massima consentita per la comunicazione.

Le onde corte e soprattutto ultracorte nella ionosfera perdono una parte insignificante della loro energia. Maggiore è la frequenza, minore è la distanza percorsa dagli elettroni durante le loro oscillazioni, di conseguenza diminuisce il numero delle loro collisioni con le molecole, cioè diminuisce la perdita di energia delle onde.

Negli strati ionizzati inferiori, le perdite sono maggiori, poiché l'aumento della pressione indica una maggiore densità del gas e, con una densità del gas maggiore, aumenta la probabilità di collisioni delle particelle.

Le onde lunghe vengono riflesse dagli strati inferiori della ionosfera, che hanno la più bassa concentrazione di elettroni, a qualsiasi angolo di elevazione, compresi quelli vicini a 90°. Il suolo con umidità media è quasi un conduttore per le onde lunghe, quindi sono ben riflesse dalla Terra. Riflessioni multiple dalla ionosfera e dalla Terra spiegano la propagazione a lungo raggio delle onde lunghe.

Propagazione delle onde lunghe non dipende dal periodo dell'anno e dalle condizioni meteorologiche, dal periodo di attività solare e dai disturbi ionosferici. Quando riflesse dalla ionosfera, le onde lunghe subiscono un grande assorbimento. Questo è il motivo per cui sono necessari trasmettitori ad alta potenza per comunicare su lunghe distanze.

Onde medie sono notevolmente assorbiti nella ionosfera e nel suolo di scarsa e media conduttività. Durante il giorno si osserva solo un'onda di superficie, poiché l'onda del cielo (più lunga di 300 m) è quasi completamente assorbita dalla ionosfera. Per la riflessione interna totale, le onde medie devono percorrere una certa distanza negli strati inferiori della ionosfera, che hanno, sebbene una bassa concentrazione di elettroni, ma una significativa densità dell'aria.

Di notte, con la scomparsa dello strato D, l'assorbimento nella ionosfera diminuisce, per cui è possibile mantenere le comunicazioni utilizzando le onde del cielo a distanze di 1500-2000 km con una potenza di trasmissione di circa 1 kW. Le condizioni di comunicazione in inverno sono leggermente migliori che in estate.

Il vantaggio delle onde medieè che non sono influenzati dai disturbi ionosferici.

Secondo l'accordo internazionale, i segnali di soccorso (segnali SOS) vengono trasmessi su onde con una lunghezza di circa 600 m.

Il lato positivo della comunicazione spaziale su onde corte e medie è la possibilità di comunicazione a lunga distanza con bassa potenza di trasmissione. Ma comunicazione delle onde spaziali ha e carenze significative.

Innanzitutto, instabilità di comunicazione dovuta ai cambiamenti nell'altezza degli strati ionizzati dell'atmosfera durante il giorno e l'anno. Per mantenere il contatto con lo stesso punto ogni giorno, devi cambiare la lunghezza d'onda 2-3 volte. Spesso, a causa dei cambiamenti nello stato dell'atmosfera, la comunicazione viene completamente interrotta per qualche tempo.

In secondo luogo, la presenza di una zona di silenzio.

Onde inferiori a 25 m Sono classificate come "onde diurne" perché viaggiano bene durante il giorno. Le “onde notturne” includono onde più lunghe di 40 m. Queste onde viaggiano bene di notte.

Le condizioni per la propagazione delle onde radio corte sono determinate dallo stato dello strato ionizzato Fg. La concentrazione di elettroni di questo strato è spesso interrotta a causa dell'irregolarità della radiazione solare, causando disturbi ionosferici e tempeste magnetiche. Di conseguenza, l'energia delle onde radio corte viene assorbita in modo significativo, il che degrada la comunicazione radio, a volte rendendola addirittura del tutto impossibile. I disturbi ionosferici si osservano particolarmente spesso alle latitudini vicine ai poli. Pertanto, la comunicazione a onde corte è inaffidabile.

Il più notevole disturbi ionosferici hanno una loro periodicità: si ripetono 27 giorni(tempo di rivoluzione del Sole attorno al proprio asse).

Nella gamma delle onde corte, l'influenza delle interferenze industriali, atmosferiche e reciproche è fortemente influenzata.

Frequenze di comunicazione ottimali sulle onde corte vengono selezionati sulla base delle previsioni radio, che sono suddivise in lungo termine E a breve termine. Le previsioni a lungo termine indicano lo stato medio atteso della ionosfera per un certo periodo di tempo (mese, stagione, anno o più), mentre le previsioni a breve termine vengono compilate per un giorno, cinque giorni e caratterizzano possibili deviazioni della ionosfera dalla sua stato medio. Le previsioni vengono compilate sotto forma di grafici come risultato dell'elaborazione di osservazioni sistematiche della ionosfera, dell'attività solare e dello stato del magnetismo terrestre.

Onde ultracorte(VHF) non vengono riflesse dalla ionosfera, la attraversano liberamente, cioè queste onde non hanno un'onda ionosferica spaziale. L'onda ultracorta superficiale, sulla quale è possibile la comunicazione radio, presenta due inconvenienti significativi: in primo luogo, l'onda superficiale non si piega attorno alla superficie terrestre e ai grandi ostacoli e, in secondo luogo, è fortemente assorbita dal suolo.

Le onde ultracorte sono ampiamente utilizzate laddove è richiesta una portata radio breve (la comunicazione è solitamente limitata alla linea di vista). In questo caso, la comunicazione viene effettuata da un'onda spaziale troposferica. Di solito è costituito da due componenti: un raggio diretto e un raggio riflesso dalla Terra (Fig. 2.9).

Riso. 2.9 Raggi diretti e riflessi di un'onda spaziale.

Se le antenne sono abbastanza vicine, entrambi i raggi raggiungeranno solitamente l'antenna ricevente, ma le loro intensità saranno diverse. Il raggio riflesso dalla Terra è più debole a causa delle perdite che si verificano durante la riflessione dalla Terra. Un raggio diretto ha quasi la stessa attenuazione di un'onda nello spazio libero. Nell'antenna ricevente il segnale totale è pari alla somma vettoriale di queste due componenti.

Le antenne riceventi e trasmittenti hanno solitamente la stessa altezza, quindi la lunghezza del percorso del raggio riflesso è leggermente diversa dal raggio diretto. L'onda riflessa ha uno sfasamento di 180°. Pertanto, trascurando le perdite sulla Terra durante la riflessione, se due raggi percorrono la stessa distanza, la loro somma vettoriale è zero, di conseguenza non ci sarà segnale sull'antenna ricevente.

In realtà il raggio riflesso percorre una distanza leggermente maggiore, quindi la differenza di fase nell'antenna ricevente sarà di circa 180°. La differenza di fase è definita dalla differenza di percorso nei rapporti di lunghezza d'onda anziché in unità lineari. In altre parole, il segnale complessivo ricevuto in queste condizioni dipende principalmente dalla frequenza utilizzata. Ad esempio, se la lunghezza d'onda operativa è 360 me la differenza di percorso è 2 m, lo sfasamento differirà da 180° di soli 2°. Di conseguenza, c'è una quasi totale assenza di segnale nell'antenna ricevente. Se la lunghezza d'onda è 4 m, la stessa differenza di percorso di 2 m causerà una differenza di fase di 180°, annullando completamente lo sfasamento di 180° della riflessione. In questo caso, la tensione del segnale raddoppia.

Ne consegue che alle basse frequenze l'uso delle onde spaziali non è di interesse per la comunicazione. È solo alle alte frequenze, dove la differenza di percorso è commisurata alla lunghezza d'onda utilizzata, che l'onda del cielo è ampiamente utilizzata.

La portata dei trasmettitori VHF aumenta in modo significativo quando gli aerei comunicano in aria e con la Terra.

A vantaggi del VHF Dovrebbe essere considerata la possibilità di utilizzare piccole antenne. Inoltre, un gran numero di stazioni radio possono funzionare contemporaneamente nella gamma VHF senza interferenze reciproche. Nella gamma delle onde da 10 a 1 m è possibile posizionare più stazioni operative contemporaneamente rispetto alle gamme delle onde corte, medie e lunghe combinate.

Le linee di relè che operano su VHF si sono diffuse. Tra due punti di comunicazione situati a grande distanza sono installati diversi ricetrasmettitori VHF, situati in linea visiva l'uno dall'altro. Le stazioni intermedie funzionano automaticamente. L'organizzazione delle linee di rilancio consente di aumentare la portata della comunicazione su VHF e implementare la comunicazione multicanale (effettuare più trasmissioni telefoniche e telegrafiche contemporaneamente).

Attualmente viene prestata molta attenzione all'uso della gamma VHF per le comunicazioni radio a lunga distanza.

Le più utilizzate sono le linee di comunicazione che operano nell'intervallo 20-80 MHz e utilizzano i fenomeni di diffusione ionosferica. Si credeva che la comunicazione radio attraverso la ionosfera fosse possibile solo a frequenze inferiori a 30 MHz (lunghezza d'onda superiore a 10 m), e poiché questa gamma è a pieno carico ed è impossibile un ulteriore aumento del numero di canali, l'interesse per la propagazione diffusa delle onde radio è abbastanza comprensibile.

Questo fenomeno risiede nel fatto che parte dell'energia della radiazione ad altissima frequenza è dispersa dalle disomogeneità esistenti nella ionosfera. Queste disomogeneità sono create da correnti d'aria di strati con diverse temperature e umidità, particelle cariche vaganti, prodotti di ionizzazione delle code di meteoriti e altre fonti ancora poco conosciute. Poiché la troposfera è sempre disomogenea, esiste sistematicamente la rifrazione diffusa delle onde radio.

La propagazione diffusa delle onde radio è simile alla diffusione della luce dei riflettori in una notte buia. Più il fascio luminoso è potente, più la luce diffusa sarà prodotta.

Quando studi lunga distanza onde ultracorte, è stato notato il fenomeno di un forte aumento a breve termine dell'udibilità dei segnali. Tali raffiche casuali durano da pochi millisecondi a diversi secondi. Tuttavia, in pratica vengono osservati durante tutta la giornata con interruzioni che raramente superano i pochi secondi. La comparsa di momenti di maggiore udibilità è spiegata principalmente dalla riflessione delle onde radio dagli strati ionizzati di meteoriti che bruciano ad un'altitudine di circa 100 km. Il diametro di questi meteoriti non supera i pochi millimetri e le loro tracce si estendono per diversi chilometri.

Da scie di meteoriti Le onde radio con una frequenza di 50-30 MHz (6-10 m) sono ben riflesse.

Ogni giorno diversi miliardi di questi meteoriti volano nell'atmosfera terrestre, lasciando dietro di sé tracce ionizzate con un'alta densità di ionizzazione dell'aria. Ciò consente di ottenere un funzionamento affidabile dei collegamenti radio a lunga distanza quando si utilizzano trasmettitori di potenza relativamente bassa. Parte integrante delle stazioni su tali linee sono le apparecchiature ausiliarie per la stampa diretta dotate di un elemento di memoria.

Poiché ogni scia di meteorite dura solo pochi secondi, la trasmissione avviene automaticamente in brevi sequenze.

Attualmente sono ampiamente utilizzate le comunicazioni e le trasmissioni televisive tramite i satelliti artificiali della Terra.

Pertanto, secondo il meccanismo di propagazione delle onde radio, le linee di comunicazione radio possono essere classificate in linee utilizzando:

il processo delle onde radio che si propagano lungo la superficie terrestre e si piegano attorno ad essa (il cosiddetto terrestre o onde superficiali);

il processo di propagazione delle onde radio all'interno della linea di vista ( Dritto onde);

riflessione delle onde radio dalla ionosfera ( ionosferico onde);

il processo di propagazione delle onde radio nella troposfera ( troposferico onde);

riflessione delle onde radio dalle scie meteoriche;

riflessione o trasmissione da satelliti artificiali della Terra;

riflessione da formazioni create artificialmente di plasma gassoso o superfici conduttrici create artificialmente.

2.4 Caratteristiche della propagazione delle onde radio di varie gamme

Le condizioni per la propagazione delle onde radio nello spazio tra il trasmettitore e il radioricevitore del corrispondente sono influenzate dalla conduttività finita della superficie terrestre e dalle proprietà dell'ambiente sopra la terra. Questa influenza è diversa per le diverse gamme d'onda (frequenze).

Miriametro E chilometro onde (AGGIUNGERE E Lontano est) possono propagarsi sia come terrestri che come ionosferiche. La presenza di un'onda terrestre che si propaga per centinaia e persino migliaia di chilometri è spiegata dal fatto che l'intensità del campo di queste onde diminuisce abbastanza lentamente con la distanza, poiché l'assorbimento della loro energia da parte della superficie terrestre o dell'acqua è piccolo. Quanto più lunga è l'onda e migliore è la conduttività del terreno, tanto più lunghe sono le distanze di comunicazione radio.

I terreni sabbiosi, asciutti e le rocce assorbono in larga misura l'energia elettromagnetica. Quando si propagano per il fenomeno della diffrazione, si piegano attorno alla superficie terrestre convessa e agli ostacoli che incontrano lungo il percorso: foreste, montagne, colline, ecc. A partire da una distanza di 300-400 km dal trasmettitore appare un'onda ionosferica riflessa dalla regione inferiore della ionosfera (dallo strato D o E). Durante il giorno, a causa della presenza dello strato D, l'assorbimento di energia elettromagnetica diventa più significativo. Di notte, con la scomparsa di questo strato, il raggio di comunicazione aumenta. Pertanto, il passaggio delle onde lunghe di notte è generalmente migliore che di giorno. Le comunicazioni globali su LW e LW vengono effettuate da onde che si propagano in una guida d'onda sferica formata dalla ionosfera e dalla superficie terrestre.

Vantaggi delle bande VLF e LW:

le onde radio delle gamme VLF e DV hanno la proprietà di penetrare nella colonna d'acqua e di propagarsi anche in alcune strutture del suolo;

a causa delle onde che si propagano nella guida d’onda sferica della Terra, la comunicazione avviene per migliaia di chilometri;

il raggio di comunicazione dipende poco dai disturbi ionosferici;

le buone proprietà di diffrazione delle onde radio in queste gamme consentono di fornire comunicazioni su centinaia e persino migliaia di chilometri utilizzando le onde terrestri;

la costanza dei parametri del collegamento radio garantisce un livello di segnale stabile nel punto di ricezione.

ScrepolaturaGamma SDV,DV,-:

Un'efficace irradiazione delle onde nelle sezioni della gamma considerata può essere ottenuta solo con l'ausilio di dispositivi di antenna molto ingombranti, le cui dimensioni sono commisurate alla lunghezza d'onda. La costruzione ed il restauro di apparati antenna di tali dimensioni in tempi limitati (per scopi militari) risulta difficoltosa;

poiché le dimensioni delle antenne reali sono inferiori alla lunghezza d'onda, la compensazione per la loro ridotta efficienza si ottiene aumentando la potenza del trasmettitore a centinaia o più kW;

la realizzazione di sistemi risonanti in questa gamma e a potenze significative determina le grandi dimensioni degli stadi di uscita: trasmettitori, la difficoltà di sintonizzarsi rapidamente su un'altra frequenza;

Per fornire energia alle stazioni radio nelle bande VLF e LW) sono necessarie grandi capacità di centrali elettriche;

uno svantaggio significativo delle bande VLF e LW è la loro ridotta capacità di frequenza;

un livello abbastanza elevato di interferenze industriali e atmosferiche;

dipendenza del livello del segnale nel punto di ricezione dall'ora del giorno.

Campo di applicazione pratica delle onde radio nelle gamme VLF e LW:

comunicazione con oggetti sottomarini;

dorsale globale e comunicazioni sotterranee;

radiofari, nonché comunicazioni nell'aviazione a lungo raggio e nella Marina.

Onde ettometriche(NE) possono propagarsi tramite onde superficiali e spaziali. Inoltre, il loro raggio di comunicazione con un'onda superficiale è più breve (non supera i 1000-1500 km), poiché la loro energia viene assorbita dal suolo più di quella delle onde lunghe. Le onde che raggiungono la ionosfera vengono intensamente assorbite dallo strato D quando esiste, ma è ben stratificato E.

Per le onde medie, il raggio di comunicazione dipende molto da ora del giorno. Durante il giorno le onde medie sono fortissime vengono assorbiti negli strati inferiori della ionosfera, che l'onda del cielo è praticamente assente. Strato notturno D e il fondo dello strato E scompaiono, quindi diminuisce l'assorbimento delle onde medie; e le onde spaziali cominciano a svolgere un ruolo importante. Pertanto, una caratteristica importante delle onde medie è che durante il giorno la comunicazione su di esse è supportata da un'onda di superficie e di notte da onde superficiali e spaziali contemporaneamente.

Vantaggi della gamma CB:

di notte in estate e per gran parte della giornata in inverno, il raggio di comunicazione fornito dall'onda ionosferica raggiunge migliaia di chilometri;

i dispositivi di antenna per onde medie risultano piuttosto efficaci e hanno dimensioni accettabili anche per le comunicazioni radiomobili;

la capacità di frequenza di questa gamma è maggiore di quella delle bande VLF e LW;

buone proprietà di diffrazione delle onde radio in questo intervallo;

le potenze dei trasmettitori sono inferiori a quelle delle bande VLF e LW;

bassa dipendenza dai disturbi ionosferici e dalle tempeste magnetiche.

Svantaggi della gamma CB:

la congestione della banda CB con potenti emittenti radiofoniche crea difficoltà nella sua diffusione;

la limitata capacità frequenziale della gamma rende difficile la manovra delle frequenze;

il raggio di comunicazione nel NE durante il giorno in estate è sempre limitato, poiché è possibile solo tramite onda terrestre;

potenze di trasmissione sufficientemente elevate;

la difficoltà di utilizzare dispositivi di antenna altamente efficienti, la complessità della costruzione e del restauro in breve tempo;

un livello abbastanza elevato di interferenza reciproca e atmosferica.

Area di applicazione pratica delle onde radio a microonde; Le stazioni radio a onde medie sono spesso utilizzate nelle regioni artiche, come backup in caso di perdita delle comunicazioni radio a onde corte ampiamente utilizzate a causa di disturbi ionosferici e magnetici, nonché nell'aviazione a lungo raggio e nella Marina.

Onde decametriche (K.B.) occupano una posizione speciale. Possono propagarsi sia come onde terrestri che come onde ionosferiche. Le onde terrestri, con potenze di trasmissione relativamente basse tipiche delle stazioni radiomobili, si propagano su distanze non superiori a diverse decine di chilometri, poiché subiscono un assorbimento significativo nel terreno, che aumenta con l'aumentare della frequenza.

A causa delle riflessioni singole o multiple della ionosfera, in condizioni favorevoli, le onde ionosferiche possono propagarsi su lunghe distanze. La loro proprietà principale è che vengono debolmente assorbiti dalle regioni inferiori della ionosfera (strati D E E) e sono ben riflessi dalle sue regioni superiori (principalmente lo strato F2 . situato ad un'altitudine di 300-500 km sopra la terra). Ciò consente di utilizzare stazioni radio a potenza relativamente bassa per la comunicazione diretta su una gamma illimitata di distanze.

Una diminuzione significativa della qualità delle comunicazioni radio KB da parte delle onde ionosferiche si verifica a causa dell'attenuazione del segnale. La natura dello sbiadimento si riduce principalmente all'interferenza di diversi raggi che arrivano nel luogo di ricezione, la cui fase cambia costantemente a causa dei cambiamenti nello stato della ionosfera.

Le ragioni dell'arrivo di più raggi nel punto di ricezione del segnale possono essere:

irradiazione della ionosfera agli angoli ai quali subiscono i raggi

diversi numeri di riflessioni dalla ionosfera e dalla Terra convergono nel punto ricevente;

il fenomeno della doppia rifrazione sotto l'influenza del campo magnetico terrestre, grazie al quale due raggi (ordinari e straordinari), riflessi da diversi strati della ionosfera, raggiungono lo stesso punto di ricezione;

eterogeneità della ionosfera, che porta alla riflessione diffusa delle onde dalle sue varie regioni, vale a dire alla riflessione di fasci di molti raggi elementari.

Lo sbiadimento può verificarsi anche a causa delle fluttuazioni di polarizzazione delle onde riflesse dalla ionosfera, che portano a un cambiamento nel rapporto tra le componenti verticale e orizzontale del campo elettrico nel punto ricevente. Le attenuazioni della polarizzazione si osservano molto meno frequentemente delle attenuazioni delle interferenze e rappresentano il 10-15% del loro numero totale.

Il livello del segnale nei punti di ricezione a causa dell'attenuazione può variare in un ampio intervallo: decine e persino centinaia di volte. L'intervallo di tempo tra lo sbiadimento profondo è una variabile casuale e può variare da decimi di secondo a diversi secondi, e talvolta di più, e la transizione dai livelli alti a quelli bassi può essere graduale o molto brusca. I cambiamenti di livello rapidi spesso si sovrappongono a quelli lenti.

Le condizioni per il passaggio delle onde corte attraverso la ionosfera variano di anno in anno, il che è associato a un cambiamento quasi periodico dell'attività solare, ad es. con un cambiamento nel numero e nell’area delle macchie solari (numero di Wolf), che sono sorgenti di radiazioni che ionizzano l’atmosfera. Il periodo di ricorrenza della massima attività solare è di 11,3±4 anni. Durante gli anni di massima attività solare, le frequenze massime applicabili (MUF) aumentano e le gamme di frequenza operativa si espandono.

Nella fig. La Figura 2.10 mostra una tipica famiglia di grafici MUF giornalieri e frequenza minima applicabile (LOF) per una potenza irradiata di 1 kW.

Riso. 2.10 Andamento delle curve MUF e NFC.

Questa famiglia di grafici giornalieri corrisponde a specifiche aree geografiche. Ne consegue che la gamma di frequenze applicabile per la comunicazione su una determinata distanza può essere molto piccola. È necessario tenere conto del fatto che le previsioni ionosferiche possono presentare errori, pertanto, quando si scelgono le frequenze massime di comunicazione, si cerca di non superare la linea della cosiddetta frequenza operativa ottimale (ORF), che è inferiore del 20-30% alla Linea MUF. Naturalmente ciò riduce ulteriormente la larghezza di lavoro del tratto di portata. La diminuzione del livello del segnale quando ci si avvicina alla frequenza massima applicabile è spiegata dalla variabilità dei parametri ionosferici.

A causa del fatto che lo stato della ionosfera cambia, la comunicazione con le onde del cielo richiede la corretta scelta delle frequenze durante il giorno:

Durante il GIORNO utilizzano frequenze di 12-30 MHz,

MATTINA e SERA 8-12 MHz, NOTTE 3-8 MHz.

Dai grafici risulta inoltre chiaro che al diminuire della lunghezza della linea di comunicazione radio diminuisce anche la gamma di frequenze applicabili (per distanze fino a 500 km di notte può essere solo 1-2 MHz).

Le condizioni di comunicazione radio per le linee lunghe risultano più favorevoli che per quelle corte, poiché ce ne sono meno e la gamma di frequenze adatte per loro è molto più ampia.

Le tempeste ionosferiche e magnetiche possono avere un impatto significativo sullo stato delle comunicazioni radio KB (specialmente nelle regioni polari), ad es. disturbi della ionosfera e del campo magnetico terrestre sotto l'influenza di flussi di particelle cariche emesse dal Sole. Questi flussi spesso distruggono il principale strato ionosferico riflettente F2 nella regione delle alte latitudini geomagnetiche. Le tempeste magnetiche possono verificarsi non solo nelle regioni polari, ma in tutto il mondo. I disturbi ionosferici hanno periodicità e sono associati al tempo di rivoluzione del Sole attorno al proprio asse, che è pari a 27 giorni.

Le onde corte sono caratterizzate dalla presenza di zone di silenzio (zone morte). La zona di silenzio (Fig. 2.8) si verifica durante le comunicazioni radio su lunghe distanze in aree in cui l'onda superficiale non arriva a causa della sua attenuazione e l'onda del cielo viene riflessa dalla ionosfera su una distanza maggiore. Ciò si verifica quando si utilizzano antenne altamente direzionali quando si emette a piccoli angoli rispetto all'orizzonte.

Vantaggi della gamma HF:

Le onde ionosferiche possono propagarsi su lunghe distanze a causa di riflessioni singole o multiple dalla ionosfera in condizioni favorevoli. Sono debolmente assorbiti dalle regioni inferiori della ionosfera (strati D ed E) e ben riflessi da quelle superiori (principalmente dallo strato F2);

la capacità di utilizzare stazioni radio a potenza relativamente bassa per la comunicazione diretta su una gamma illimitata di distanze;

la capacità di frequenza della gamma HF è significativamente maggiore di quella delle bande VLF, LW e SV, il che consente di gestire contemporaneamente un gran numero di stazioni radio;

i dispositivi di antenna utilizzati nella gamma delle onde decametriche hanno dimensioni accettabili (anche per l'installazione su oggetti in movimento) e possono avere proprietà direzionali chiaramente definite. Hanno un tempo di implementazione breve, sono economici e possono essere facilmente riparati se danneggiati.

Svantaggi della gamma HF:

la comunicazione radio mediante onde ionosferiche può essere effettuata se le frequenze utilizzate sono inferiori ai valori massimi (MUF), determinati per ciascuna lunghezza della linea di comunicazione radio dal grado di ionizzazione degli strati riflettenti;

la comunicazione è possibile solo se le potenze dei trasmettitori ed i guadagni delle antenne utilizzate, con l'assorbimento di energia nella ionosfera, forniscono la necessaria intensità di campo elettromagnetico nel punto ricevente. Questa condizione limita il limite inferiore delle frequenze applicabili (ULF);

capacità di frequenza insufficiente per utilizzare modalità operative e manovre di frequenza a banda larga;

un numero enorme di stazioni radio che operano simultaneamente con un lungo raggio di comunicazione crea un elevato livello di interferenza reciproca;

il lungo raggio di comunicazione rende facile per il nemico usare interferenze deliberate;

la presenza di zone silenziose quando si garantisce la comunicazione su lunghe distanze;

una diminuzione significativa della qualità delle comunicazioni radio KB da parte delle onde ionosferiche a causa dello sbiadimento dei segnali derivanti dalla variabilità della struttura degli strati riflettenti della ionosfera, dal suo disturbo costante e dalla propagazione delle onde multipercorso.

Campo di applicazione pratica delle onde radio HF

Le radio KB trovano la più ampia applicazione pratica per la comunicazione con abbonati remoti.

Le onde misuratrici (VHF) comprendono una serie di sezioni della gamma di frequenza che hanno un'enorme capacità di frequenza.

Naturalmente, queste aree differiscono significativamente l'una dall'altra nelle proprietà della propagazione delle onde radio. L'energia VHF è fortemente assorbita dalla Terra (in generale, proporzionale al quadrato della frequenza), quindi l'onda terrestre si attenua abbastanza rapidamente. La VHF non è caratterizzata da una riflessione regolare dalla ionosfera, pertanto la comunicazione viene calcolata utilizzando le onde terrestri e le onde che si propagano nello spazio libero; Le onde del cielo più corte di 6-7 m (43-50 MHz), di regola, attraversano la ionosfera senza essere riflesse da essa.

La propagazione VHF avviene in linea retta, la portata massima è limitata dalla portata della linea di vista. Può essere determinato dalla formula:

dove Dmax – portata in linea di vista, km;

h1 – altezza dell'antenna trasmittente, m;

h2 – altezza dell'antenna ricevente, m.

Tuttavia, a causa della rifrazione (rifrazione), la propagazione delle onde radio viene piegata. In questo caso, il coefficiente più accurato nella formula dell'intervallo non sarà 3,57, ma 4,1-4,5. Da questa formula ne consegue che per aumentare la portata di comunicazione su VHF è necessario alzare più in alto le antenne del trasmettitore e del ricevitore.

Un aumento della potenza del trasmettitore non porta ad un aumento proporzionale del raggio di comunicazione, quindi in questo intervallo vengono utilizzate stazioni radio a bassa potenza. Quando si comunica a causa della diffusione troposferica e ionosferica, sono necessari trasmettitori di potenza significativa.

A prima vista, il raggio di comunicazione delle onde terrestri su VHF dovrebbe essere molto breve. Tuttavia, va tenuto presente che all'aumentare della frequenza aumenta l'efficienza dei dispositivi di antenna, compensando così le perdite di energia sulla Terra.

Il raggio di comunicazione delle onde terrestri dipende dalla lunghezza d'onda. La portata maggiore si ottiene sulle onde metriche, soprattutto sulle onde adiacenti alla gamma HF.

Le onde del metro hanno la proprietà diffrazione, cioè. capacità di piegarsi su terreni irregolari. L'aumento del raggio di comunicazione alle onde metriche è facilitato dal fenomeno della troposferica rifrazione, cioè. il fenomeno della rifrazione nella troposfera, che garantisce la comunicazione su rotte chiuse.

Nell'intervallo di lunghezze d'onda del metro si osserva spesso la propagazione delle onde radio a lunga distanza, il che è dovuto a una serie di ragioni. La propagazione a lungo raggio può verificarsi quando si formano sporadiche nubi ionizzate ( strato sporadico Fs). È noto che questo strato può apparire in qualsiasi momento dell'anno e del giorno, ma nel nostro emisfero, principalmente nella tarda primavera e all'inizio dell'estate durante il giorno. Una caratteristica di queste nubi è una concentrazione di ioni molto elevata, talvolta sufficiente a riflettere le onde dell'intera gamma VHF. In questo caso, la zona di localizzazione delle sorgenti di radiazioni rispetto ai punti riceventi si trova spesso a una distanza di 2000-2500 km, e talvolta più vicina. L'intensità dei segnali riflessi dallo strato Fs può essere molto elevata anche a potenze della sorgente molto basse.

Un'altra ragione per la propagazione a lunga distanza delle onde del metro durante gli anni di massima attività solare potrebbe essere il normale strato F2. Questa distribuzione si manifesta nei mesi invernali durante il tempo illuminato dei punti di riflessione, cioè quando l'assorbimento dell'energia delle onde nelle regioni inferiori della ionosfera è minimo. Il raggio di comunicazione può raggiungere scale globali.

La propagazione a lunga distanza delle onde metriche può verificarsi anche durante esplosioni nucleari ad alta quota. In questo caso, oltre alla regione inferiore di maggiore ionizzazione, ne appare una superiore (a livello dello strato Fs). Le onde del metro penetrano attraverso la regione inferiore, subiscono un certo assorbimento, vengono riflesse dalla regione superiore e ritornano sulla Terra. Le distanze coperte in questo caso vanno dai 100 ai 2500 km. L'intensità del campo si riflette nykh Le onde dipendono dalla frequenza: le frequenze più basse subiscono il maggiore assorbimento nella regione di ionizzazione inferiore, mentre quelle più alte subiscono una riflessione incompleta dalla regione superiore.

L'interfaccia tra le onde KB e quelle metriche avviene ad una lunghezza d'onda di 10 m (30 MHz). Le proprietà di propagazione delle onde radio non possono cambiare bruscamente, ad es. ci deve essere una regione o sezione di frequenze che lo sia transitorio. Tale sezione della gamma di frequenza è la sezione 20-30 MHz. Durante gli anni di attività solare minima (così come di notte, indipendentemente dalla fase di attività), queste frequenze sono praticamente inadatte per la comunicazione a lunga distanza mediante onde ionosferiche e il loro utilizzo è estremamente limitato. Allo stesso tempo, nelle condizioni specificate, le proprietà di propagazione delle onde in questa sezione diventano molto vicine alle proprietà delle onde metriche. Non è un caso che questa gamma di frequenze venga utilizzata nell'interesse delle comunicazioni radio focalizzate sulle onde metriche.

Vantaggi della gamma VHF:

le dimensioni ridotte delle antenne consentono di realizzare una radiazione direzionale pronunciata, compensando la rapida attenuazione dell'energia delle onde radio;

le condizioni di propagazione generalmente non dipendono dall'ora del giorno e dell'anno, così come dall'attività solare;

la limitata portata di comunicazione consente di utilizzare ripetutamente le stesse frequenze su superfici, la cui distanza tra i confini delle quali non è inferiore alla somma della portata delle stazioni radio con le stesse frequenze;

livello inferiore di interferenze involontarie (di origine naturale e artificiale) e intenzionali dovute ad antenne altamente direzionali e eg raggio di comunicazione limitato;

enorme capacità di frequenza, che consente l'uso di segnali a banda larga resistenti al rumore per un gran numero di stazioni operative simultaneamente;

quando si utilizzano segnali a banda larga per le comunicazioni radio, è sufficiente l'instabilità di frequenza della linea radio δf=10 -4;

la capacità della VHF di penetrare nella ionosfera senza significative perdite di energia ha permesso di effettuare comunicazioni radio spaziali su distanze misurate in milioni di chilometri;

canale radio di alta qualità;

a causa delle bassissime perdite di energia nello spazio libero, il raggio di comunicazione tra aerei dotati di stazioni radio a potenza relativamente bassa può raggiungere diverse centinaia di chilometri;

proprietà di propagazione a lungo raggio delle onde metriche;

bassa potenza dei trasmettitori e piccola dipendenza del raggio di comunicazione dall'alimentazione.

Svantaggi della portata VHF:

breve raggio di comunicazione radio tramite onde terrestri, praticamente limitato dalla linea di vista;

quando si utilizzano antenne altamente direzionali, è difficile lavorare con più corrispondenti;

Quando si utilizzano antenne con direzione circolare, il raggio di comunicazione, l'immunità alla ricognizione e l'immunità al rumore vengono ridotti.

Campo di applicazione pratica delle onde radio VHF La portata viene utilizzata contemporaneamente da un gran numero di stazioni radio, soprattutto perché la portata dell'interferenza reciproca tra di loro è solitamente piccola. Le proprietà di propagazione delle onde terrestri garantiscono l'uso diffuso delle onde ultracorte per la comunicazione a livello di controllo tattico, anche tra vari tipi di oggetti in movimento. Comunicazione su distanze interplanetarie.

Tenendo conto dei vantaggi e degli svantaggi di ciascuna gamma, possiamo concludere che le gamme più accettabili per le stazioni radio a bassa potenza sono le gamme delle onde del decametro (KB) e del metro (VHF).

2.5 L'influenza delle esplosioni nucleari sullo stato delle comunicazioni radio

Durante le esplosioni nucleari, la radiazione gamma istantanea, interagendo con gli atomi dell'ambiente, crea un flusso di elettroni veloci che volano ad alta velocità, principalmente nella direzione radiale dal centro dell'esplosione, e gli ioni positivi rimangono quasi al loro posto. Pertanto, per qualche tempo nello spazio si verifica una separazione delle cariche positive e negative, che porta alla comparsa di campi elettrici e magnetici. A causa della loro breve durata, questi campi vengono solitamente chiamati impulso elettromagnetico (AMY) esplosione nucleare. La durata della sua esistenza è di circa 150-200 millisecondi.

Impulso elettromagnetico (quinto fattore dannoso di un'esplosione nucleare) in assenza di misure protettive speciali, può danneggiare le apparecchiature di controllo e comunicazione e interrompere il funzionamento dei dispositivi elettrici collegati a lunghe linee esterne.

I sistemi di comunicazione, segnalazione e controllo sono i più suscettibili agli effetti dell'impulso elettromagnetico di un'esplosione nucleare. Come risultato dell'impatto dell'EMR da un'esplosione nucleare terrestre o aerea, sulle antenne delle stazioni radio viene indotta tensione elettrica, sotto l'influenza della quale rottura dell'isolamento, trasformatori, fusione di cavi, guasto di spinterometri, danni all'elettronica possono verificarsi tubi, dispositivi a semiconduttore, condensatori, resistenze, ecc.

È stato stabilito che quando l'apparecchiatura è esposta all'EMR, sui circuiti di ingresso viene indotta la massima tensione. In relazione ai transistor, si osserva la seguente dipendenza: maggiore è il guadagno del transistor, minore è la sua resistenza elettrica.

Le apparecchiature radio hanno una tensione CC non superiore a 2-4 kV. Considerando che l'impulso elettromagnetico di un'esplosione nucleare è di breve durata, la resistenza elettrica finale delle apparecchiature senza dispositivi di protezione può essere considerata più elevata: circa 8-10 kV.

Nella tabella 1 mostra le distanze approssimative (in km) alle quali vengono indotte tensioni superiori a 10 e 50 kV, pericolose per le apparecchiature, nelle antenne delle stazioni radio al momento di un'esplosione nucleare.

Tabella 1

A distanze maggiori, l'impatto dell'EMR è simile all'impatto di un fulmine non molto distante e non provoca danni alle apparecchiature.

L'impatto degli impulsi elettromagnetici sulle apparecchiature radio viene notevolmente ridotto se vengono utilizzate misure protettive speciali.

Il modo più efficace per proteggersi Le apparecchiature elettroniche situate negli edifici prevedono l'uso di schermi elettricamente conduttivi (metallici), che riducono significativamente i livelli di tensione indotta su fili e cavi interni. Vengono utilizzati mezzi di protezione simili ai mezzi parafulmini: scaricatori con bobine di drenaggio e bloccaggio, fusibili, dispositivi di disaccoppiamento, circuiti per la disconnessione automatica delle apparecchiature dalla linea.

Una buona misura protettivaè anche affidabile la messa a terra dell'apparecchiatura in un punto. È anche efficace implementare i dispositivi di ingegneria radio blocco per blocco, con protezione per ciascun blocco e l'intero dispositivo nel suo insieme. Ciò consente di sostituire rapidamente un'unità guasta con una di riserva (nelle apparecchiature più critiche le unità vengono duplicate con commutazione automatica se quelle principali sono danneggiate). In alcuni casi, è possibile utilizzare elementi di selenio e stabilizzatori per la protezione dalle interferenze elettromagnetiche.

Inoltre, può essere applicato dispositivi di protezione dall'ingresso, che sono vari relè o dispositivi elettronici che rispondono alla tensione in eccesso nel circuito. Quando arriva un impulso di tensione indotto nella linea da un impulso elettromagnetico, tolgono alimentazione al dispositivo o semplicemente interrompono i circuiti operativi.

Quando si scelgono i dispositivi di protezione, è necessario tenere conto del fatto che l'impatto dell'EMR è caratterizzato dal carattere di massa, ovvero dall'attivazione simultanea dei dispositivi di protezione in tutti i circuiti situati nell'area dell'esplosione. Pertanto i circuiti di protezione utilizzati devono ripristinare automaticamente la funzionalità dei circuiti immediatamente dopo la cessazione dell'impulso elettromagnetico.

La resistenza delle apparecchiature agli effetti della tensione che si verifica nelle linee durante un'esplosione nucleare dipende in gran parte dal corretto funzionamento della linea e dall'attento monitoraggio della funzionalità dei dispositivi di protezione.

A importanti requisiti operativi Ciò include il controllo periodico e tempestivo della resistenza elettrica dell'isolamento della linea e dei circuiti di ingresso dell'apparecchiatura, l'identificazione tempestiva e l'eliminazione dei problemi di messa a terra dei cavi, il monitoraggio della funzionalità degli scaricatori, dei fusibili, ecc.

Esplosione nucleare ad alta quota accompagnato dalla formazione di aree di maggiore ionizzazione. Nelle esplosioni ad altitudini fino a circa 20 km, la regione ionizzata è limitata prima dalla dimensione della regione luminosa e poi dalla nube esplosiva. Ad altitudini comprese tra 20 e 60 km, la dimensione della regione ionizzata è leggermente maggiore della dimensione della nube esplosiva, soprattutto al limite superiore di questo intervallo di altitudine.

Durante le esplosioni nucleari ad alta quota, nell'atmosfera compaiono due aree di maggiore ionizzazione.

Prima zona si forma nella zona dell'esplosione a causa della sostanza ionizzata delle munizioni e della ionizzazione dell'aria da parte dell'onda d'urto. Le dimensioni di quest'area in direzione orizzontale raggiungono decine e centinaia di metri.

Seconda zona una maggiore ionizzazione si verifica al di sotto del centro dell'esplosione negli strati dell'atmosfera ad altitudini di 60-90 km a causa dell'assorbimento delle radiazioni penetranti da parte dell'aria. Le distanze alle quali la radiazione penetrante produce la ionizzazione in direzione orizzontale sono centinaia e persino migliaia di chilometri.

Le aree di maggiore ionizzazione che si verificano durante un'esplosione nucleare ad alta quota assorbono le onde radio e cambiano la direzione della loro propagazione, il che porta a un'interruzione significativa del funzionamento delle apparecchiature radio. In questo caso si verificano interruzioni nella comunicazione radio e in alcuni casi viene completamente interrotta.

La natura dell'effetto dannoso dell'impulso elettromagnetico delle esplosioni nucleari ad alta quota è sostanzialmente simile alla natura dell'effetto dannoso dell'EMR delle esplosioni terrestri e aeree.

Le misure di protezione contro gli effetti dannosi degli impulsi elettromagnetici derivanti da esplosioni ad alta quota sono le stesse adottate contro l'EMP derivante da esplosioni terrestri e aeree.

2.5.1 Protezione dalle radiazioni ionizzanti ed elettromagnetiche

esplosioni nucleari ad alta quota (HEA)

L'interferenza RS può verificarsi a seguito di esplosioni di armi nucleari, accompagnate dall'emissione di potenti impulsi elettromagnetici di breve durata (10-8 secondi) e da cambiamenti nelle proprietà elettriche dell'atmosfera.

EMP (radio flash) si verifica:

Innanzitutto , a seguito dell'espansione asimmetrica di una nuvola di scariche elettriche formata sotto l'influenza delle radiazioni ionizzanti derivanti da esplosioni;

In secondo luogo , a causa della rapida espansione di un gas altamente conduttivo (plasma) formato dai prodotti dell'esplosione.

Dopo un'esplosione nello spazio, viene creata una palla di fuoco, che è una sfera altamente ionizzata. Questa sfera si espande rapidamente (ad una velocità di circa 100-120 km/h) sopra la superficie terrestre, trasformandosi in una sfera di falsa configurazione, lo spessore della sfera raggiunge i 16-20 km. La concentrazione di elettroni nella sfera può raggiungere fino a 105-106 elettroni/cm3, cioè 100-1000 volte superiore alla normale concentrazione di elettroni nello strato ionosferico D.

Le esplosioni nucleari ad alta quota (HAE) ad altitudini superiori a 30 km influenzano in modo significativo le caratteristiche elettriche dell'atmosfera su vaste aree per un lungo periodo di tempo e, pertanto, hanno una forte influenza sulla propagazione delle onde radio.

Inoltre, il potente impulso elettromagnetico che si verifica durante la IJV induce alte tensioni (fino a 10.000-50.000 V) e correnti fino a diverse migliaia di ampere nelle linee di comunicazione cablate.

La potenza dell'EMR è così grande che la sua energia è sufficiente per penetrare nello spessore della terra fino a 30 me indurre un EMF entro un raggio di 50-200 km dall'epicentro dell'esplosione.

Tuttavia, l’impatto principale degli INV è che l’enorme quantità di energia rilasciata dall’esplosione, così come gli intensi flussi di neutroni, raggi X, ultravioletti e raggi gamma portano alla formazione di aree altamente ionizzate nell’atmosfera e ad un aumento della la densità elettronica nella ionosfera, che a sua volta porta all’assorbimento delle onde radio e all’interruzione della stabilità del sistema di controllo.

2.5.2 Segni caratteristici dell'IJV

Una IJV all'interno o in prossimità di una determinata area è accompagnata da un'immediata cessazione della ricezione di stazioni distanti nella gamma di lunghezze d'onda HF.

Nel momento in cui la connessione viene interrotta, nei telefoni si sente un breve clic, quindi si sentono solo il rumore del ricevitore e deboli crepitii, come i tuoni.

Pochi minuti dopo la cessazione della comunicazione su HF, l'interferenza da stazioni distanti nella gamma di lunghezze d'onda del misuratore su VHF aumenta notevolmente.

La portata del radar e la precisione della misurazione delle coordinate vengono ridotte.

La base della protezione dei mezzi elettronici è l'uso corretto della gamma di frequenza e tutti i fattori che derivano dall'uso di INV

2.5.3 Definizioni di base:

onda radio riflessa (onda riflessa ) – un'onda radio che si propaga dopo la riflessione dall'interfaccia tra due mezzi o da disomogeneità del mezzo;

onda radio diretta (onda dritta ) – un'onda radio che si propaga direttamente dalle sorgenti al luogo ricevente;

onda radio terrestre (onda terrestre ) – un’onda radio che si propaga vicino alla superficie terrestre e comprende un’onda diretta, un’onda riflessa dalla terra e un’onda superficiale;

Onda radio ionosferica (onda del cielo ) – un'onda radio che si propaga come risultato della riflessione dalla ionosfera o della diffusione su di essa;

assorbimento delle onde radio (assorbimento ) – una diminuzione dell'energia di un'onda radio dovuta alla sua parziale conversione in energia termica a seguito dell'interazione con l'ambiente;

propagazione multipercorso delle onde radio (propagazione multipercorso ) – propagazione delle onde radio dall'antenna trasmittente a quella ricevente lungo diverse traiettorie;

altezza effettiva di riflessione dello strato (altitudine effettiva ) è l'altezza ipotetica della riflessione di un'onda radio dallo strato ionizzato, a seconda della distribuzione della concentrazione di elettroni sull'altezza e sulla lunghezza dell'onda radio, determinata attraverso il tempo che intercorre tra la trasmissione e la ricezione dell'onda ionosferica riflessa durante il sondaggio verticale presupponendo che la velocità di propagazione dell'onda radio lungo l'intero percorso sia uguale alla velocità della luce nel vuoto;

salto ionosferico (salto ) – la traiettoria della propagazione delle onde radio da un punto all’altro della superficie terrestre, il cui passaggio è accompagnato da una riflessione dalla ionosfera;

frequenza massima applicabile (MUHR) – la frequenza più alta di emissione radio alla quale avviene la propagazione ionosferica delle onde radio tra determinati punti in un dato momento in determinate condizioni, questa è la frequenza che viene ancora riflessa dalla ionosfera;

frequenza operativa ottimale (ORCA) – frequenza di emissione radio al di sotto dell'IF, alla quale è possibile effettuare comunicazioni radio stabili in determinate condizioni geofisiche. Di norma l’ORF è inferiore del 15% rispetto al MUF;

sondaggio ionosferico verticale (suono verticale ) – sondaggio ionosferico mediante segnali radio emessi verticalmente verso l’alto rispetto alla superficie terrestre, a condizione che i punti di emissione e di ricezione siano combinati;

disturbo ionosferico – un disturbo nella distribuzione della ionizzazione negli strati dell’atmosfera, che solitamente supera i cambiamenti nelle caratteristiche medie di ionizzazione per date condizioni geografiche;

tempesta ionosferica – disturbo ionosferico prolungato di elevata intensità.

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