Диапазоны радиоволн

Хотя полный диапазон электромагнитных волн безграничен, в современной радиотехнике пока используются волны не длиннее 30000 м и не короче 5 мм. В этой области различают длинные, средние, промежуточные, короткие и ультракороткие волны, характерными особенностями которых определяется области их применения.

Ультракороткие волны (у.к.в.) в свою очередь подразделяются на ряд поддиапазонов. Сведения о характерных особенностях различных волн приведены в табл. 6.

Независимо от длины волны все электромагнитные колебания распространяются в однородной среде с одинаковой скоростью. В вакууме и атмосфере земли скорость распространения составляет около 300 000 км/сек. 

 

Таблица 6

Диапазоны радиоволн

Колебания, образующие электромагнитное поле, распространяются в пространстве от области их возбуждения в радиальных направлениях, откуда и возникло слово „радио". Распространяющиеся колебания могут быть поглощены (или отражены в обратном направлении) и рассеяны встретившимся препятствием либо скоплением препятствий, размеры которого превосходят длину волны, и почти без ослабления минуют одиночные препятствия относительно малых размеров.

Диапазоны радиоволн

Диапазоны радиоволн

Рис. 31. Схема электромагнитного поля (а) и иллюстрация роли ионосферы в распространении радиоволн (б).

 

При распространении электромагнитных волн в пространстве перемещаются максимумы напряженности изменяющихся взаимно перпендикулярных электрического и магнитного полей, из которых и состоит электромагнитная волна.

На рис. 31 показана схема распространяющейся вправо электромагнитной волны, излучаемой вертикально ориентиров ванным вибратором. Плоскость, в которой происходят изменения электрической составляющей электромагнитного поля и положение которой определяется положением излучателя, называется плоскостью поляризации радиоволн.

Обнаружение колебаний с помощью приемных антенн производится наилучшим образом лишь в случае, если передающая и приемная антенны располагаются в одной плоскости и по возможности параллельно друг другу. Электромагнитное поле, набегающее на приемную антенну, индуктирует в ней переменную э.д.с., частота которой равна, а форма подобна тем колебаниям в передающей антенне, которые породили электромагнитное поле. В этом и состоит физическая основа осуществления всех радиопередач.

Распространяясь во все стороны от вибратора, электромагнитное поле убывает по интенсивности пропорционально первой степени расстояния в направлении, перпендикулярном к вибратору, и несколько быстрее в других направлениях.

В самых первых лабораторных опытах с электромагнитными волнами применялись частоты 109 гц, чему соответствует λ = 30 см. При переходе к опытам на больших расстояниях выяснилось, что при первоначально известных радиотехнических средствах (искровые радиопередатчики и др.) чем длиннее волна, тем легче обеспечить излучение большой мощности. Поэтому первые двадцать лет своего существования радиотехника развивалась главным образом в направлении использования длин волн, измеряемых километрами и даже десятками километров.

С появлением ламповых генераторов начались опыты практического применения радиоволн порядка сотен метров, при которых аппаратура была уже не столь громоздкой, а затем было открыто свойство коротких волн (т. е. короче 100 м) при относительно ничтожных мощностях распространяться на огромные расстояния.

С развитием радиовещания, а затем телевидения были подробно изучены и волны короче 10 м, а в последнее десятилетие начали находить себе применение не только волны короче 1 м, но даже миллиметровые радиоволны, соответствующие частотам порядка 5·1010 гц. Столь короткие радиоволны оказываются пригодными для специальных видов радиолокационных устройств.

Прямолинейное распространение электромагнитных колебаний возможно лишь в среде, обладающей высокой однородностью диэлектрической проницаемости и связанной с ней величины коэффициента преломления. В земных условиях распространение радиоволн совершается в атмосфере, которая, как известно, по структуре своей однородностью не отличается. В ней имеются температурные аномалии различных масштабов и вихревые образования, сопровождающиеся вариациями плотности воздуха, всевозможные аэрозоли, водяной пар, ионные скопления (в особенности в верхних слоях, так и называемых — „ионосфера") и др.

Смотрите также