ВВЕДЕНИЕ

     Как правило, термин «радиоволны» обозначает электромагнит­ные  волны, принадлежащие  тому  или иному  диапазону частот, применяемому в радиотехнике. Специальным решением Международного союза электросвязи (МСЭ) и Международной электротехнической комиссии  (МЭК) принято различать следующие диапа­зоны радиочастот и соответствующих длин радиоволн:

     очень низкие частоты (ОНЧ) — от 3 до 30 кГц, или мириаметровые волны     (длина волны от 100 до 10 км);

     низкие частоты   (НЧ) — от 30 до 300 кГц, или километровые волны   (длина волны от  10 до  1  км);

     средние частоты  (СЧ) — от 300 кГц до 3 МГц, или гектометровые волны (длина   волны от 1 км до 100 м);

     высокие частоты   (ВЧ) — от 3 до 30 МГц,  или  декаметровые волны (длина волны от 100 до 10 м);

     очень высокие частоты   (ОВЧ) — от 30 до 300 МГц, или мет­ровые волны (длина   волны от 10 до 1 м);

     ультравысокие частоты (УВЧ) — от 300 МГц до 3 ГГц, или дециметровые волны     (длина волны от 1 м до 10 см);

     сверхвысокие частоты  (СВЧ) — от 3 до 30 ГГц,    или сантимет­ровые волны (длина волны от 10 до 1 см);

     крайне высокие частоты (КВЧ) — от 30 до 300 ГГц, или миллиметровые волны   (длина волны от 1 см до 1 мм).

      Радиотехника исторически развивалась с неуклонной тенденци­ей к освоению все более высокочастотных диапазонов. Это было связано прежде всего с необходимостью создавать высокоэффек­тивные антенные системы, концентрирующие энергию в пределах узких телесных углов. Дело в том, что антенна с узкой диаграм­мой направленности обязательно должна иметь поперечные раз­меры, существенно превышающие рабочую длину волны. Такое условие легко выполнить в метровом, а тем более в сантиметровом диапазоне, в то время как остронаправленная антенна для мириаметровых волн имела бы совершенно неприемлемые габариты.

      Вторым фактором, определяющим ценные свойства высокочас­тотных диапазонов, служит то обстоятельство, что здесь удается реализовать большое число радиоканалов со взаимно не пересекаю­щимися полосами частот. Это дает возможность, с одной стороны, широко использовать принцип частотного разделения каналов, а с другой — применять широкополосные системы модуляции, на­пример частотную модуляцию. При определенных условиях такие системы модуляции способны обеспечить высокую помехоустойчи­вость работы радиоканала.

      В практике радиовещания и телевидения сложилась также не­сколько упрощенная классификация диапазонов радиоволн. Со­гласно ей, мириаметровые волны называют сверхдлинными волна­ми (СДВ), километровые — длинными волнами (ДВ); гектометровые — средними волнами (СВ), декаметровые —короткими вол­нами (КВ), а все более высокочастотные колебания с длинами волн короче 10 м относят к ультракоротким волнам (УКВ).

1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В СВОБОДНОМ

    ПРОСТРАНСТВЕ

      Система передачи информации со­стоит из трех основных частей: передающе­го устройства, приемного устройства и про­межуточного звена — соединяющей линии. Промежуточным звеном является среда — пространство, в котором распространяются радиоволны. При распространении радиоволн по естественным трассам, т. е. в условиях, когда средой слу­жит земная поверхность, атмосфера, косми­ческое пространство, среда является тем звеном радиосистемы, которое практически не поддается управлению.

      При распространении радиоволн в сре­де происходят изменение амплитуды поля волны, изменение ско­рости и направления распространения, пово­рот плоскости поляризации и искажение передаваемых сигналов. В связи с этим, про­ектируя линии радиосвязи, необходимо:

     рассчитать   мощность пе­редающего устройства или мощность сигнала на входе приемного устройства (определить энергетические параметры линий);

     определить оптимальные рабочие волны при    заданных    условиях   распространения;

     определить истинную скорость и на­правление прихода сигналов;

    учесть возможные искажения передава­емого сигнала и определить меры по их устранению.

     Для решения этих задач необходимо знать электрические свойства земной поверх­ности и атмосферы, а также физические процессы, происходящие при распростране­нии радиоволн.

     Земная поверхность оказывает сущест­венное влияние на распространение радио­волн:

     в полупроводящей поверхности Земли радиоволны поглощаются;

     при падении на земную поверхность они отражаются;

     сфе­рическая форма земной поверхности препятствует прямолинейному распространению радиоволн.

     Радиоволны, распространяющие­ся в непосредственной близости от поверх­ности Земли, называют  земными  радиоволнами   (1 на рис.1.1). Рассматривая распространение   зем­ных   волн,   атмосферу   считают средой без потерь с относительной диэлектрической проницаемостью ε, равной единице. Влияние атмосферы  учитывают отдельно,  внося   необходимые поправки.

      В окружающей Землю атмосфере раз­личают три области, оказывающие влияние на распространение радиоволн: тропосферу, стратосферу и ионосферу. Границы между этими областями выражены не резко и за­висят от времени и  географического места.