Основы распространения радиоволн радиостанции гпс электромагнитные волны

Радиосвязь - вид связи, осуществляемой посредством радиоволн, т.е. это обмен сообщениями между двумя и более абонентами с помощью электрических сигналов, переносимых через пространство радиоволнами. В основе радиосвязи лежит преобразование электрической энергии высокой частоты в электромагнитные колебания радиопередатчиком, распространение их (радиоволн) в пространстве и обратное преобразование радиоприёмником электромагнитных колебаний (радиоволн) в электрические колебания.

Электромагнитными или радиоволнами называются электромагнитные колебания с частотой --

3х10 ³ – 3х10 ¹²Гц.

Определенной частоте электромагнитных колебаний соответствует определённая длина волны.

Длиной волны называется расстояние, на которое распространяется электромагнитная энергия в течение одного периода колебаний.

Длина волны определяется по формуле:

λ=V*T,

где

- λ - длина волны, м;

- V-скорость распространения электромагнитной энергии, м/с;

- T - период колебаний, с.

T=1/F,

где

F – частота, Гц;

Таким образом, длина волны будет определяться по формуле,

λ=V/F

Радиоволны делятся на диапазоны.

• СДВ – сверхдлинные волны;

• ДВ – длинные волны;

• СВ – средние волны;

• КВ – короткие волны;

• УКВ – ультракороткие волны;

Разделяют 5 основных диапазонов:

СДВ - волны более 10 км (3-30 КГц).

ДВ - волны от 1 до 10 км (30 - 300 кГц).

СВ - от 100 м до 1 км (300 - 3000кГц).

КВ - от 10 до 100 м (3 - 30 МГЦ).

УКВ - менее 10 м свыше 30 МГц.

Особенности распространения радиоволн

Радиосвязь может осуществляться как поверхностными так и пространственными волнами.

Поверхностные волны обладают свойством дифракции, то есть способностью огибать неровности земли. Чем короче волна, тем меньше свойство дифракции.

Пространственными радиоволнами называют волны, отраженные от верхних слоев атмосферы, в направлении поверхности земли. В процессе распространения радиоволны способны отражаться, преломляться, поглощаться и рассеиваться. Явление сложения двух или нескольких волн называется интерференцией.

Рис. 1. Особенности распространения волн декаметрового диапазона:

а – явления замирания; б – зона молчания

Рассмотрим особенности распространения радиоволн различных диапазонов.

Распространение длинных и средних волн.

На длинных и средних волнах наиболее ощутимо явление дифракции.

Дальность связи на длинных волнах 1000 км, на средних до 400 км, осуществляется как поверхностной так и пространственной волной. Лучше в ночное время, отражаясь от слоя Е. На коротких волнах КВ связь может осуществляться как поверхностными и пространственными волнами. Лучшее прохождение пространств. волной с дальностью связи в 20000км в диапазоне КВ от 10 до 25 м. называются дневными (слабо поглощаются слоем Е и хорошо отражаются слоем Ф), КВ от35 до 100 м лучше проводят ночью и называются ночными.

Ультракороткие волны

Эти волны ионосферой на отражаются, а пронизывают ее и уходят в космическое пространство, также они почти не обладают свойством дифракции. Поэтому принято считать, что связь на УКВ обеспечивается в пределах прямой видимости, следовательно дальность связи будет зависеть от высоты поднятия антенн.

Рис. 2. Предельные расстояния прямой видимости между радиостанциями метрового диапазона

Дальность прямой видимости можно определить по формуле

d= 3.57х( h1 + h2 ) , где

h1 - высота приемной антенны, м;

h2 - высота передающей антенны, м;

Так как УКВ почти не обладают свойством дифракции, то за крупными препятствиями образуется радиотеневая зона, а сигнал не проходит, но за счет хорошего отражения от различных препятствий (деревья, здания, холмы и.т.д.) связь в радиотени осуществляется за счет прихода отразившихся волн. В общем случае устойчивая дальность связи поверхностной волны составляет около 70 км. Дальность связи УКВ увеличивается за счет рефракции, преломления радиоволн в нижних слоях атмосферы ввиду неоднородности слоев, а также за счет появления в ионосфере участка с повышенной ионизацией, которые чаще всего проявляют себя в период солнечной активности.

Факторы, влияющие на дальность УКВ связи:

- Мощность передатчика , Вт.

- Чувствительность приемника, мкВ.

- Глубина шумоподавления.

- Рельеф местности.

- Высота подъема и конструкции антенн.

- Промышленные помехи, электроустановки ЛЭП.

- Препятствия и экранизирующие конструкции, каменные и железобетонные здания, металлические сооружения.

Необходимо правильно выбирать места для работы с радиостанциями.

Преимущества УКВ:

- не зависит от времени суток.

- много каналов радиосвязи.

- работа областей на одних частотах.

ОЦЕНКА ДАЛЬНОСТИ РАДИОСВЯЗИ

Радиосвязь - вид связи, осуществляемый посредством радиоволн.

В основе радиосвязи лежит преобразование электрической энергии высокой частоты в электромагнитные колебания радиопередатчиком, распространение их в пространстве и обратное преобразование радиоприемником электромагнитных колебаний в электрические колебания.

Оценка дальности радиосвязи:

1. Сверхдлинные волны - СДВ = 2000 км;

2. Длинные волны - ДВ = 1000 км;

3. Средние волны - СВ = 400 км;

4. Короткие волны - КВ = 20000 км;

5. Ультракороткие волны - УКВ = 70 км.

Микрофон М преобразует звуковые колебания речи в электрические колебания тока звуковой частоты. ГВЧ преобразует энергию постоянного тока в энергию колебаний токов высокой частоты. Усиленный модулятором ток звуковой частоты подается в ГВЧ, воздействуя на параметры токов высокой частоты. В результате в антенну передатчика через фидерную линию подаются токи высокой частоты, изменяющие по амплитуде частоте или фазе. Этот процесс называется модуляцией радиочастоты РЧ, проходя по антенне образуют вокруг нее электромагнитное поле. Электромагнитные волны отделяются от антенны и распространяются со скоростью 300000 км/с. В приемную антенну приходит модулированный ток РЧ. По фидерной линии поступает на УРЧ.

Усиленный сигнал подается на детектор, преобразующие принятые сигналы РЧ в сигналы токов звуковых колебаний, изменяющихся подобно токам звуковой частоты, создаваемый микрофоном передатчика. Такое преобразование называется детектированием.

Радиосвязь бывает дуплексная и симплексная.

Симплексная связь - это двухсторонняя радиосвязь, при которой каждый абонент ведет только передачу или только прием поочередно. одна частота и одна антенна, которая переключается на приемник или радиопередатчик.

Дуплексная связь - это двухсторонняя связь, при которой ведут прием и передачу одновременно. Требуется две разные частоты, приемник и передатчик имеют свои антенны.

Достоинство: большая оперативность и пропускная способность.

Преимущества радиосвязи от проводной:

1. Быстрое развертывание на любой местности в любых условиях.

2. Высокая оперативность и живучесть.

3. Возможность передачи сообщений любому количеству абонентов как циркулярно, так и избирательно.

4. Возможность связи с подвижными объектами.