Учебное пособие: Основы радиосвязи

где А – некоторый коэффициент; S – площадь раскрыва антенны.

Как видно из приведённых соотношений, для увеличения направленных свойств антенны нужно увеличивать отношение размеров антенны к длине излучаемой волны.

3.8 Влияние атмосферы на распространение радиоволн

Радиоволны, излученные антеннами, распространяются в околоземном пространстве. На условия распространения радиоволн влияют два основных фактора:

особенности строения атмосферы;

частота излучаемых колебаний.

Рассмотрим состав и процессы в атмосфере, влияющие на распространение радиоволн. Атмосфера простирается от поверхности Земли до высоты ~20000 км и имеет следующие слои (рис.3.17):

тропосфера, занимающая промежуток 0-15 км над поверхностью;

стратосфера, 15-60 км;

ионосфера, 60-20000км.

Тропосфера состоит из электрически нейтральных молекул газов. Особенностью ее является неоднородная плотность и изменяющаяся диэлектрическая проницаемость .

Стратосфера содержит разряженный однородный газ, по своим электрическим свойствам она близка к вакууму.

Ионосфера содержит ионизированный газ, состоящий из электронов и ионов. На границе стратосферы имеется слой озона О3.

На распространение радиоволн влияют следующие основные явления:

1) дифракция радиоволн, т.е. огибание ими Земли;

2) рефракция (искривление) волн в тропосфере;

3) отражение от земной поверхности;

4) отражение от ионосферы (рис.3.18).

5) поглощение энергии радиоволн газами и метеоосадками;

6) отражение от строений и растений на поверхности земли;

7) ослабляющая или усиливающая интерференция волн, приходящих к приемной антенне разными путями.

Степень влияния перечисленных явлений на распространение радиоволн в атмосфере зависит от диапазона частот колебаний напряженностей поля. В зависимости от того, какое явление преобладает в том или ином частотном диапазоне, различают следующие типы радиоволн (рис.3.18).

Земные - на них сильное влияние оказывает дифракция, т.е. огибание земной поверхности;

Тропосферные- распространяются в тропосфере и испытывают влияние рефракции;

Ионосферные – при распространении отражаются от ионосферы и Земли;

Прямые – распространяются по прямой линии.

3.9 Особенности распространения радиоволн в различных частотных диапазонах

Все частоты электромагнитных колебаний, отнесенные к радиоволнам: 3кГц – 3ГГц, разделены на 9 диапазонов. В таблице приведены обозначения и наименования этих диапазонов в зависимости от частоты и длины волны. Там же указаны преимущественные области использования различных диапазонов. Длины волн, соответствующие различным частотам, рассчитаны при допущении, что скорость распространения волн равна скорости света в вакууме

Рассмотрим как влияет диапазон частот на условие распространение радиоволн.

1. Очень низкие и низкие частоты (ОНЧ) и (НЧ) от 3 до 300 кГц соответствуют длинным волнам. Для них характерна дифракция. Это земные волны. Прием радиосигналов может быть осуществлен на расстоянии до нескольких тысяч километров.

2. Средние частоты (СЧ). Радиоволны этих частот подвержены дифракции, рефракции и, в зависимости от времени суток, отражению от ионосферы. Волны на