Гоноровский И.С. Основы радиотехники (2-е издание, 1957) (1095421), страница 3
Текст из файла (страница 3)
высок Наряду с передачей сообщений по радио (радиосвязь) высоко- частот тоти я техника начала проникать в проводную связь, промьппленн енностгь науку, медицину и т. д. Второй фактор, существенный только для радиосвязи, ограничивает бор способов осущ ств ~епня пер дачи си~палов !4з всего мног !огообразия методов передачи сигналов пригодными оказываются лько те, при которых обеспечиваются благоприятные условия распространения радиоволн и сохранение структчры сигнала при распространении. Остановимся па этом гопросе несколько подробнее. При распространении радиоволн в земгюй атмосфере имеют место явления поглощения, преломления и отражения, диффракции и интерференция волн.
Все эти явления, присущие распространению саста, обладшот в данном случае рядом особенностсй, обусловленных длиной электромагнитных волн и структурой земной атмосферы. По современным воззрениям земная атмосфера представляет собой хороший диэлектрик лишь в нижних слоях, непосредственно прилегающих к поверхности земли. Под влиянпехг лучей солнца и других излучений, приходягцих из космического пространства, воздух ионизирустся и па шпает приобретать свойства полупроводников.
Наиоольшая интенсивность ионизации имеет место в верхних слоях атмос:!жры, образующих так называемую ионосферу. Хотя распределение степени ионизации по высоте весьма неравномерно и имеет расплывчатый характер, изменяющийся в зависимости от времени года, времени суток, географического положения н т. д., можно все же выделить несколько слоев, окружающих землю. В результате многочисленных исследований, основанных на изучения условий радиосвязи на различных волнах и применении специальных „ионосферных" радиостанций, удалось установить, гго ионосфера состоит из следующих основных слоев: слой !т, расположенный на высоте около гй кж, слой Ь' па высоте 100 з 150 кл и слой гг на высоте 200 —:500 кж.
Слой г! существует только днем. В слое Е плотность ионнзации также сильно снижается в ночные часы, поэтому слой тз влияет на распространение радиоволн в основном днем. В диевные часы слой Р расщепляется на два слоя Р и Ра. Высота слоя гг порядка 200 км, а 7; — 300 — 400 кж. Наиболее устойчивым из всех слоев ионосферы является слой "ь обладающий наибольшеп 'средней плотностью иопизации. 1(ак уже отмечалось, высота слоев и их толщина, а также сциень нонизации изменяются по сложному закону в зависимости ионизирующего действия солнечных и иных лучей. Поэтому Т приведенная выше картина ионосферы является весьма уело условнон.
' ,,асполо>кения слоев ем не менее, основываясь на этой картнце располо>кепи в ионосфере, можно установить главные о"ооенпости р ' ности распростра- нения радиоволн различной данны. об На длипшях волнах (Л ==3000 м и более) и у — олее) излучение антенн, х длинных волнах разычно ненаправленное, так как на таких дли меры антенны малы по сравнению с длиной во " волны и нзлу~>аемые волны распространяются примерно одинак пням вдоль земной поверхности („повар>пюстпая волна"). Главной особенностью длинных волн является их способно земную поверхность. яется их спосо ность огибать При распространении радиоволн над земной поверхностью происходит поглощение их энергии, зависящее от элек ы рельефа поверхности. Прн распространении пад хорошо проводящей поверхностью поглощение получается оыю- сигельно небольшим н затухание вол>ь ч » очень малым.
В случае >очва поле волны же полупроводника, каковым является обычная > создает в почве токи проводимости и токи сме ения, к " вызывают поте и эне ги . С р энергии. С понижением частоты потери в почве быстро убыва>от. Та к как поверхностная волна почти пе подвер- жена влиянию верхних нонизцровапных слоев атмосфе ы, то связь > х характеризуется независимостью услошш "в атмос еры, то связь распространения от суточных изменений солнечной деятельное>н. Вместе с тем наблюдается ббльшая дальность действия длипно- волновых станций зимой и ночью, нежели летом и днем. Это объясняется меньшей ионизацией воздуха зимой и ночью. При укорочении волны картина распространения их в п о- странстве, ог аниченн, р ом земной поверхностью и ионизированными я х в про- слоямн, усложняется.
Во-первых, с укорочением волны эле>ш о- мзгнитные волны все б се более принимают форму направленных луолны эле>шрооризонту, о-вторых, чей, наклоненных под некоторым углом к гори, В- и, оэтому наряду с по- уменьшается их способность к дяффракцни, Поэтом ' верхностной волной все ббльшую роль начинает иг ать г> о- странственпая волна, волна, условия распространения которой в отличие от поверхпостнов волны определя> туров ионосферы. лаются, в основном, струк- В- учн преломляются .тречаясь с ионнзнровапнымн слоями„лу н и при некоторых условиях, зависящих от угла прихода, п т- ности ионизация н частоты, отражаются и опять о> зем>по на знаю н значительном расс>оянии от антенны передатчика, где снова отражаются и т, д.
(Рис. !.4). Таким образом, яа нове х- ностну>о волну накладывается пространственная и возникает явле- ние интерференции волн. При сложении в фазе получается усиление приема, при сложении в противофазе — ослабление. Так как условия преломления и отражепня в иопизировю с ытывают, как у я;е отмечалось, непрерывные изменения, то и оасполо е р ' жение зов усилсши н ослабло>шя приема не является и.
В приемнике, находя>немея на достаточно большом стояпвь>м от передатчика, получается нерегулярное измегепне сстояннн от ". а вплоть до полного его прекращения (замирацие). с нлы приема вп. Так как к плотность ноннзацпи плавно изменяется по высоте, о условия пр л . преломлешш также нзменшотся н луч, попадая в слой "»лн Г, искривляется.
В-ли луч принимает горисл ,>нтальное направление на высоте меньшей, чем высота ота слоя максимальнон ноннзацни, то произойдет отражение и луч вернется !а землю. В противном на Рис. 1.4 случае лучи уходят за ионосферу. Ясно, что чем , ше угол, под которым излучается волна, тем благоприятнее усповия для отражения луча от ионосферы.
С другой сторо ны, прн одной одной и той же степени ионнзацни условия для отражения луча тем хуже, чей выше частота (т. е, чем короче волна). Наконец, необходимо учитывать, что с повышением частоты поглощение энергии волны в ионосфере падает. На коротких н ультракоротких волнах (Л~~ 50 >и) поглощение почти незаметно. В результате при достаточно коротких волнах основное значение приобретает прострапсггенная волна.
Наконец, прн волнах настолько коротких (Л= — 9 м), что отражение от ионосферы невозможно, радиосвязь осуществляешься только в пределах прямой видимости. Учитывая этн особенности распространения, можно перечислить области прн>ленения радиоволн различных диапазонов. Подразделение радист;олн на диапазоны, вошед>псе в практику, дано в следующей таблице: Частота динпнм н нонн Болин диинные ныны, Срнпниг нонны Промежуточные КоРоткие нонны Метровые йениметровыг Синги>нгтроныо 3 000 м и более 3 000-200 м 200-50 60-10 10 — 1 1 — 0,1 10 сз>-1 см !!нже 100 нгя 100- 1 500 1 500 — 6 000 6- 30 Мг>! 30- 300 800 — 3 000 3 000 — 30 000 и волны чльтрн, ' короткие волны Длинные волны, применявшиеся на первом этапе развития Радиотехники для радиотелеграфной связи, имеют два крупш!х недостатка; а) необходимость больших мощностей ввиду сильного поглощения поверхностной волны н б) непригодность для ~~редачи сложных (широкополосных) сигналов.
Средние волны получили широкое применение для радиовеща. ння. Основным преимуществом волн, длиннее !000 з>, явл>(ется устойчивость силы приема, недостатком — трудность обеспечен»ч дальности действия ввиду значительного поглощения поверхност н<>й волны. Поэтому на средних волнах осуществляется преиму щестаенпо местное радиовещание, рассчитанное на зоны с радиусом несколько сот километров. Лишь небольшое число сверхмощных радиостанций обслу>кивает большие районы..
В СССР, обладаюгцем огромной территорией, существует наибольшее число мощных н сверхмощных радиовещательных станций средневолнового диапазона. Начиная с 30-х годов, стало быстро развиваться радиовещание на коротких волнах. Большую роль в этом сыграло массовое радиолюбительство. Коротковолновый диапазон, который до этого считался не пригодным для регулярной радиосвязи, был отдан радиолюбителям. Когда выяснилось, что радиолюбителям, работавшим с маломощными передатчиками, удавалось устанавливать двустороннюю связь на огромные расстояния, к особенностям распространения коротких волн было привлечено внимание ученых, специалистов и различных организаций. Накопление боль>по>о экспериментального материала по условиям распространения коротких волн позволило установить оптимальные длины волн для различных часов суток н времен года, обеспечивающие благоприятные условия распространения.
Главные достоинства вещания па коротких волнах: возможность щ>лу>ения очень большой дальности действия при относительно малой мощности передатчика и возможность осуществления направленного излучения. Основным недостатком коротковолнового вещания явля>отся колебания силы приема (замирания), часто сопровождающиеся снльпымп искажениями передачи: при сложной структуре сигнала, состоящего нз большого числа составляя>щнх с различными частотами, условия интерференции, зависящие от частоты, могут оказаться неодинаковыми для различных составляющих спектра сигнала. Это явление, называемое избирательным (илн селектнвным) замиранием, приводит к време»пым вьшадепиям из спектра сигнала отдельных составляющих нлн, наоборот, к уснленшо амплитуд этих составляющих.
Таким образом, в точке приема нарушается правильное соотношение между отдельными компонентами сигнала, в результате чего иска>кается тембр и чистота передачи. Так как явление избнрателшюго замирания проявляе>ся тем сильнее, чем шире спектр сигнала, то осуществлять на коротких волнах передачи таких сложных сигналов, как, например, телевизионных, практически невозможно. Наряду с радиове;ца>щем короткие волны исключительно широко применяются в настоящее время для радиотелеграфии на магистральных линиях связи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
