Сверхдлинные размеры это – 5.10. Особенности распространения радиоволн различных диапазонов Распространение сверхдлинных волн

Сверхдлинные размеры бесцезурные № 108 По санному пути

По санному пути так хорошо скользить в поля! Вокруг покоятся в сугробах ранние морозы. В золоте заката спят пустынные березы. И веет ветер, зябнущие щеки шевеля. И на щеках твоих горят приветливые розы... По санному пути так хорошо скользить в поля! И счастья не найти милей, чем зимнее блужданье. Вдвоем, по дымчато седым, безлюдным берегам, – Там колокольчиком баюкать снежное молчанье, Пока не станет холодно укутанным ногам, И возвращаясь в городок – в тревогу и сиянье, – Забыть, как тени облаков скользили по снегам!

Я. Годин, [1913]

№ 109 Из цикла «Алтарь страсти»

Истинное сладострастие – самодержавно, Как искусство, как религия, как тайный смысл Вечного стремленья к истине, единой, главной, Опирающейся в глубине на правду числ. Сладострастие не признает ни в чем раздела. Ни любовь, ни сострадание, ни красота, Не должно ничто соперничать с порывом тела: В нем одном на миг – вся глубина, вся высота! Дивное многообразие жрецу открыто, Если чувства все сумеет он перебороть; Свят от вечности алтарь страстей, и Афродита Божеским названием святит поныне плоть. <...>

В. Брюсов, 1918

Первое из этих стихотворений написано 7-ст. ямбом. Почти одновременно тем же редким размером и похожей редкой строфой написал стихотворение В. Пяст: совпадение, показавшееся современникам знаменательным:

Я помню темный сад и тихий шепот у забора... В вечерний час, когда погас последний отблеск дня, С тобой вдвоем вошли мы в глубь таинственного бора, Что перед нами встал стеной, пугая и маня... И ты шепнула мне слова стыдливого укора... Затем я помню сад и тихий шепот у забора...

Второе стихотворение написано 7-ст. хореем. Обычно 7-ст. ямб и 7-ст. хорей если и употреблялись, то с цезурой, дробившей стих на 4+3 стопы и тем облегчавшей их восприятие: «Стояла серая скала / на берегу морском...» (7-ст. ямб Лермонтова), «Не буди воспоминаний. / Не волнуй меня...» (7-ст. хорей Бальмонта). Здесь эти размеры употреблены без цезуры, и от этого стих ощущается особенно длинным. (В первом примере от этой удлиненности он кажется как бы скользящим, во втором – как бы громоздким и важным; возможны и другие осмысления.) Слух, не имея возможности опереться на дополнительные ударные константы, как в сверхдлинных цезурованных размерах и как в «пеонах» (см.

№ 96—98), сбивается со счета стоп; если в такое стихотворение вставить 6-стопную или 8-стопную строчку, заметить это будет трудно (ср. вольные многостопные размеры, №118—121).

Любопытно, что во втором стихотворении на самом деле даже имеется цезура – постоянный словораздел после 9-го слога (проверьте!), но она совершенно не ощущается, во-первых, потому, что проходит внутри стопы, а не между стоп, как обычно, и, во-вторых, потому что не сопровождается ударной константой. Сравните звучание «Алтаря страсти» со звучанием брюсовской же поэмы «Конь блед», написанной тоже 7-ст. хореем, но совсем без цезуры; заметите ли вы разницу?

Улица была – как буря. Толпы проходили, Словно их преследовал неотвратимый Рок. Мчались омнибусы, кэбы и автомобили, Был неисчерпаем яростный людской поток. Вывески, вертясь, сверкали переменным оком С неба, с страшной высоты тридцатых этажей; В гордый гимн сливались с рокотом колес и скоком Выкрики газетчиков и щелканье бичей. Лили свет безжалостный прикованные луны, Луны, сотворенные владыками естеств. В этом свете, в этом гуле – души были юны, Души опьяневших, пьяных городом существ... <...>

studfiles.net

IV. Силлабо-тоническая метрика

 

  • СВЕРХДЛИННЫЕ РАЗМЕРЫ С ЦЕЗУРАМИ, ВНУТРЕННИЕ РИФМЫ(№ 106—107)

  • СВЕРХДЛИННЫЕ РАЗМЕРЫ БЕСЦЕЗУРНЫЕ (№ 108—109)

  • СВЕРХКОРОТКИЕ РАЗМЕРЫ(№ 110—112)

  • РАЗНОСТОПНЫЕ УРЕГУЛИРОВАННЫЕ РАЗМЕРЫ(№ 113—114)

  • ВОЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ ТРАДИЦИОННОГО ТИПА(№ 115—117)

  • ВОЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ НЕТРАДИЦИОННОГО ТИПА(№ 118—121)

  • “ОДНОСЛОЖНЫЕ СТОПЫ”(№ 122—123)

  • “ПЯТИСЛОЖНЫЕ СТОПЫ”(№ 124—125)

  • ЛОГАЭДЫ СТОПНЫЕ И СТРОЧНЫЕ(№ 126—129)

  • ЛОГАЭДЫ АНТИЧНОГО ОБРАЗЦА: АЛКЕЕВА И САПФИЧЕСКАЯ СТРОФЫ(№ 130—132)

  • РАСШАТАННЫЙ ЛОГАЭД(№ 133)

  • “СМЕШАННЫЕ МЕТРЫ”(№ 134—135)

  • ПОЛИМЕТРИЯ, ЛОГАЭДЫ, АССОНИРУЮЩИЕ РИФМЫ(№ 136)

  • МИКРОПОЛИМЕТРИЯ (№ 137)

Сверхдлинные размеры с цезурами, внутренние рифмы № 106 Встреча

Близ медлительного Нила, там, где озеро Мерида, в царстве пламенного Ра, Ты давно меня любила, как Озириса Изида, друг, царица и сестра! И клонила пирамида тень на наши вечера.   Вспомни тайну первой встречи, день, когда во храме пляски увлекли нас в темный круг, Час, когда погасли свечи, и когда, как в странной сказке, каждый каждому был друг, Наши речи, наши ласки, счастье, вспыхнувшее вдруг!   Разве ты, в сияньи бала, легкий стан склонив мне в руки, через завесу времен, Не расслышала кимвала, не постигла гимнов звуки и толпы ответный стон? Не сказала, что разлуки – кончен, кончен долгий сон!   Наше счастье – прежде было, наша страсть – воспоминанье, наша жизнь – не в первый раз, И, за временной могилой, неугасшие желанья с прежней силой дышат в нас, Как близ Нила, в час свиданья, в роковой и краткий час!

В. Брюсов, 1907

№ 107 И ты шел с женщиной

И ты шел с женщиной, – не отрекись. Я все заметила, – не говори.

Блондинка. Хрупкая. Ее костюм был черный. Английский. На голове –

Сквозная фетэрка. В левкоях вся. И в померанцевых лучах зари

Вы шли печальные. Как я! Как я! Журчали ландыши в сырой траве.

Не испугалась я, – я поняла: она – мгновение, а вечность – я.

И улыбнулась я, под плач цветов, такая светлая. Избыток сил

В душе почувствовав, я скрылась в глубь. Весь вечер пела я.

Была – дитя.

Да, ты шел с женщиной. И только ей ты неумышленно взор ослезил.

И. Северянин, 1912

Средняя длина речевого такта (кóлона) в обычной прозе, по существующим подсчетам, – 8±1 слогов. Соответственно этим слуховым привычкам и стихи такого объема ощущаются как средние, «нормальные»: таковы 4-ст. ямб и хорей, 3-ст. дактиль, амфибрахий и анапест. Стихи меньшей стопности ощущаются каккороткие, большей стопности – какдлинные. Практически употребительны ямб и хорей не длиннее 6 стоп, а дактиль, амфибрахий и анапест не длиннее 5 стоп. Да и то, как мы видели (№ 90—95), 6-ст. хореи часто, а. 6-ст. ямбы почти всегда употребляются с цезурой, разделяющей стих на полустишия и позволяющей воспринимать его облегченно – в два приема.

Стихи длиннее употребительного объема воспринимаются как сверхдлинные, применяются редко и почти всегда с цезурами: иначе слуху почти невозможно за ними уследить. Если мало одной цезуры, то вводятся две (и делят стих не на два полустишия, а на три «третьестишия»). Цезуры могут быть подчеркнуты наращениями, усечениями слогов (№ 82) и внутренними рифмами.

Стихотворение Брюсова (тема его – «прапамять», воспоминание о своем «прежнем существовании» в Древнем Египте) написано трехстишиями 12-, 12- и 8-ст. хорея; но на каждой 4-й стопе стоит ударная константа, а после нее – цезура, и благодаря этому громоздкое трехстишие легко воспринимается как последовательность трех, трех и двух 4-стопников. (Ср. № 96—98: на какой «пеон» похож этот ритм?) Цезуры подчеркнуты внутренними рифмами. Что главное в членении стиха – не рифмы, а именно цезуры, видно из того, что в третьем, укороченном стихе присутствуют все три рифмы предыдущих стихов («И клонилапирамида/ тень на наши вечера», «Наши речи, наши ласки, / счастье, вспыхнувшее вдруг» и т.д.), но первая из них почти ускользает от внимания, потому что не находится в конце 4-стопного члена.

Стихотворение Северянина членится еще сложнее. Оно написано 10-ст. ямбом; мужская цезура (/ /) делит стих на два 5-стопных полустишия; а дактилическая цезура после 6-го слога (/) делит каждое полустишие на два «четвертьстишия», из которых первое может восприниматься как 2-ст. ямб с дактилическим, а второе как 2-ст. ямб с мужским окончанием: «И ты шел с женщиной, – / не отрекись. / / Я все заметила, – / не говори...» [Ср. эти 5-стопные полустишия с 5-ст. ямбом в № 79, с цезурой на том же месте; в каком цезура звучит отчетливее и почему? Ср. также то, что было сказано о 6-ст. ямбе Н. Крандиевской (№ 93).]

Иногда говорят, будто сверхдлинные стихи – это только графическая условность, а реально первое из наших стихотворений представляет собой вереницу 4-ст. хореев, а второе – вереницу то ли II 5-ст., то ли 2-ст. ямбов. Это не так. Попробуйте переписать оба стихотворения короткими строчками – они будут звучать отрывистее и однообразнее. Это потому, что тогда все обязательные словоразделы в них придутся на стихоразделы и будут ощущаться равными по силе. В настоящем же виде в стихотворении Брюсова легко различаются словоразделы первой степени (в конце стиха) и второй степени (на цезуре), а в стихотворении Северянина еще и третьей степени (на цезуре внутри полустиший). Вот это ощущение иерархии обязательных словоразделов и является спецификой сверхдлинных стихов. (Попробуйте прочитать стихотворение Северянина не так, как размечено выше, а с иной иерархией цезур: «И ты шел с женщиной, – / / не отрекись, / я все заметила, – / / не говори...» Какое чтение кажется более естественным и почему?)

studfiles.net

Длинные и сверхдлинные сверла по металлу:выбор,размеры,производитель

Длинные сверла по металлу  используются с целью сверления сквозных, а также глухих отверстий в шпинделях, валах и деталях с большой длиной. Им характерна низкая производительность. Шлифованное длинное сверло по металлу имеет высокую устойчивость к изломам, применяется при работе с легированной и нелегированной углеродистой сталью, цветными металлами Petrometal, серым и ковким чугуном, металлокерамикой, бронзой и латунью. Изготавливаются в соответствии с ГОСТ 886-77, ГОСТ 886-77, ГОСТ 2092-77 и ГОСТ 22094-76. В ГОСТах подана информация об основных размерах устройств. Они имеют диаметр от 1 до 20 мм, общую протяженность от 56 до 254 мм. В них, в отличие от других режущих инструментов, увеличено общее и рабочее расстояние, а также увеличен угол при вершине режущих кромок. Во всех стандартных конструкциях он равен 118 градусам, а в длинных устройствах – 135. Данная особенность позволяет работать с материалами, которые гораздо тяжелее, так как снижается нагрузка на инструмент. Это ведет за собой увеличение срока использования прибора, а также увеличение интервалов между заточками.

фото:длинные сверла по металлу

Как выбрать удлиненное сверло по металлу?

Выбирая удлиненный режущий прибор, прежде всего, обратите внимание на следующие детали:

 

  1. Угол заточки режущей части. У данного устройства он должен быть 135 градусов.
  2. Маркировку. По ней будет понятно, из какого материала изготовлен прибор, и как его можно будет применять.
  3. Цвет. Выбирайте насыщенно золотые режущие инструменты, так как они обладают наиболее сильной прочностью, в них также максимально уменьшено трение.
  4. Материал изготовления. Он влияет на возможность устройством сверлить определенные конструкции.

Также рекомендуем вам обратить внимание на модель вашего станка, его состояние, мощность, метод получения заготовки (это может быть отливка, штамповка, вырезка), точность получаемого отверстия. Обязательно узнайте, какие допуск и шероховатость имеет сверло сверхдлинное. Также учтите глубину обрабатываемого отверстия.

Виды и технические характеристики

Удлиненную конструкцию могут иметь следующие режущие инструменты:

  • Удлиненные спиральные сверла;
  • Сверла удлиненные конический хвостовик спиральные;
  • С цилиндрическим хвостовиком.

Сверла длинной серия с коническим хвостовиком имеют специальную часть инструмента, которая зажимается в патроне дрели или же станка.

Длина устройства подбирается зависимо от диаметра отверстия, размер сверла по металлу удлиненного не намного больше, стандартных размеров.

Стандарт DIN 340, ГОСТ 886-77
Технология изготовления Шлифование, вальцевание, штампование
Дополнительная обработка Полирование
Угол при вершине  135 градусов
Точность А 1 (Н 10) или В 1 (Н12)
Хвостовик Цилиндрический или конический
Материал изготовления Высококачественная быстрорежущая сталь
Диаметр,мм От 1 до 20
Длина,мм От 56 до 254
Заточка Возможна спиральная

Также существуют сверхдлинные сверла по металлу, они используются для сверления глубоких отверстий в сталях, которые имеют твердость 1300 Н/мм2.

Основные размеры

В таблице ниже вы можете ознакомиться с основными параметрами режущих инструментов с большим размером, а именно с их диаметром и длиной. Например, сверло 5 5 длинное имеет протяженность 139 мм.

фото:размеры удлиненный сверл по металлу

Название Диаметр,мм Длина,мм
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 1,5 70
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 2 85
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 2 85
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 2,9 95
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3 100
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3 100
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,2 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,2 106
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,3 106
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,5 106
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,5 112
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,8 112
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4,1 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4,2 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4,5 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4,5 126
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5 126
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5 132
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5 132
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5,5 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5,5 139
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 6 139
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 6 139
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 6 139
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 6,5 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 7 148
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 7 156
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 7,5 156
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 8 156
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 8 165
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 8 165
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 8,5 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 9 165
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 9 175
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 10 175
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 10 184
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 10 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 11 195
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 12 205
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 12 300

Производители

Сверло спиральное удлиненное производится в трех странах:

  1. Россия;
  2. Германия;
  3. Китай

Самые лучшие устройства производятся в Германии компанией Heller, они имеют наибольшую прочность и срок службы.

Как выбрать сверло по металлу:Видео

 

  1. Угол заточки режущей части. У данного устройства он должен быть 135 градусов.
  2. Маркировку. По ней будет понятно, из какого материала изготовлен прибор, и как его можно будет применять.
  3. Цвет. Выбирайте насыщенно золотые режущие инструменты, так как они обладают наиболее сильной прочностью, в них также максимально уменьшено трение.
  4. Материал изготовления. Он влияет на возможность устройством сверлить определенные конструкции.

Также рекомендуем вам обратить внимание на модель вашего станка, его состояние, мощность, метод получения заготовки (это может быть отливка, штамповка, вырезка), точность получаемого отверстия. Обязательно узнайте, какие допуск и шероховатость имеет сверло сверхдлинное. Также учтите глубину обрабатываемого отверстия.

Виды и технические характеристики

Удлиненную конструкцию могут иметь следующие режущие инструменты:

  • Удлиненные спиральные сверла;
  • Сверла удлиненные конический хвостовик спиральные;
  • С цилиндрическим хвостовиком.

Сверла длинной серия с коническим хвостовиком имеют специальную часть инструмента, которая зажимается в патроне дрели или же станка.

Длина устройства подбирается зависимо от диаметра отверстия, размер сверла по металлу удлиненного не намного больше, стандартных размеров.

Стандарт DIN 340, ГОСТ 886-77
Технология изготовления Шлифование, вальцевание, штампование
Дополнительная обработка Полирование
Угол при вершине  135 градусов
Точность А 1 (Н 10) или В 1 (Н12)
Хвостовик Цилиндрический или конический
Материал изготовления Высококачественная быстрорежущая сталь
Диаметр,мм От 1 до 20
Длина,мм От 56 до 254
Заточка Возможна спиральная

Также существуют сверхдлинные сверла по металлу, они используются для сверления глубоких отверстий в сталях, которые имеют твердость 1300 Н/мм2.

Основные размеры

В таблице ниже вы можете ознакомиться с основными параметрами режущих инструментов с большим размером, а именно с их диаметром и длиной. Например, сверло 5 5 длинное имеет протяженность 139 мм.

фото:размеры удлиненный сверл по металлу

Название Диаметр,мм Длина,мм
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 1,5 70
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 2 85
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 2 85
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 2,9 95
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3 100
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3 100
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,2 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,2 106
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,3 106
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,5 106
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,5 112
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 3,8 112
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4,1 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4,2 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4,5 119
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 4,5 126
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5 126
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5 132
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5 132
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5,5 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 5,5 139
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 6 139
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 6 139
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 6 139
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 6,5 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 7 148
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 7 156
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 7,5 156
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 8 156
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 8 165
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 8 165
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 8,5 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 9 165
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 9 175
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 10 175
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 10 184
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 10 300
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 11 195
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 12 205
Сверло по металлу удлиненное DIN 340 12 300

Производители

Сверло спиральное удлиненное производится в трех странах:

  1. Россия;
  2. Германия;
  3. Китай

Самые лучшие устройства производятся в Германии компанией Heller, они имеют наибольшую прочность и срок службы.

Как выбрать сверло по металлу:Видео

www.metalstanki.com.ua

Распространение сверхдлинных

Распространение сверхдлинных, длинных и средних волн

Радиоволны в зависимости от угла возвышения лучей над земной поверхности разделяются на поверхностные и пространственные. Поверхностные волны при излучении имеют угол возвышения, не превышающий 3-4° , а пространственные излучаются под большим углами к земной поверхности.F

На сверхдлинных (λ = 10⁴÷10⁵ м ) и длинных (λ = ÷м ) волнах Земля и ионосфера обладают такой высокой проводимостью, что волны резко отражаются от нижнего слоя ионосферы (D-днем и E-ночью) и от земли. Дифракция в данном случае выражена весьма ярко, и это способствуют тому, что сверхдлинные и длинные волны проникают за любые укрытия и возвышенности, встречающиеся на поверхности Земли.

Поскольку в рассматриваемом диапазоне волны почти не углубляются в почву и ионосферу. Именно это обстоятельство, а не дифракция, позволяет осуществить радиосвязь сверхдлинными и длинными волнами с любым пунктом Земли. Однако для этого требуется передатчик очень большой мощности и огромных размеров антенны. Если λ > 20 км, то поглощение энергии в морской воде и почвы не исключает возможности связи с подводными лодками, погруженными на небольшую глубину, и подземными пунктами.

Электрические свойства почвы, а также слоев D и E сравнительно стабильны. Это определяет устойчивый характер распространение сверхдлинных и длинных волн, но так как потери энергии при отражении от слоя E ночью меньше, чем при отражении от D днем , дальний прием в данном диапазоне лучше ночью, чем днем.

При переходе от длинноволнового диапазона к средневолновому ( λ =100÷1000 м) заметно уменьшается проводимость Земли и ионосферы увеличивается, приближаясь к единице. Поэтому пространственные лучи и днем проникают в слой E.

В результате двукратного прохождения волн через слой D их энергия теряется так что, днем связь пространственными лучами полностью исключается.

В радиусе 50-200 км. От передающей антенны поверхностные и пространственные лучи средних волн имеют примерно равную интенсивность. В этой области радиосвязь оказывается особенно неустойчивой из-за нижнего замирания (Фединга). Сущность фединга заключается в том, что в пункте приема поверхностных волн интерферируют с переменным сдвигом по фазе ∆F, обусловленным изменяющийся разностью хода ∆r указанных волн. Угол ∆F равен ∆r, и до статочно изменится длине пространственного луча на ∆r = , чтобы синфазные поверхностная волны стали противофазными

(∆F = ). Очевидно, чем меньше длинна волны, тем больше угол ∆F при том же значений ∆r.

Поскольку для сверхдлинных и длинных волн Земля обладает высокой проводимостью, эти волны имеют вертикальную поляризацию. При переходе к средним волнам в электрическом поле за счет уменьшения проводимости Земли появляется небольшая по величине горизонтальная составляющая. Это вызывает наклон вектора Пойнтинга волны к Земле.

studfiles.net

Сверхдлинные волны - Физическая энциклопедия

СВЕРХДЛИННЫЕ ВОЛНЫ (СДВ) - электромагнитные волны очень низкой частоты (3-30 кГц), длины к-рых в вакууме лежат в интервале 100-10 км. Мощным естеств. источником радиоволн этого диапазона являются молниевые разряды. СДВ широко используются в системах радиосвязи, радионавигации и передачи сигналов эталонных частот и единого времени, а также в геофиз. исследованиях электрич. свойств Земли, земной ионосферы, и магнитосферы Земли. Освоение диапазона СДВ и исследование закономерностей распространения радиоволн очень низкой частоты было начато в нач. 20 в.

Характерной особенностью СДВ при их распространении вокруг Земли является слабое затухание поля с удалением от излучателя и высокая его фазовая и амплитудная стабильность (по сравнению с радиоволнами более высоких частот) при регулярных и случайных вариациях свойств трассы распространения (суточные и сезонные изменения ионосферы, сезонные изменения свойств земной поверхности, ионосферные возмущения, изменение метеорологии, условий и т. д.). Это и обусловливает применение СДВ в глобальных радиосистемах высокой точности и надёжности несмотря на необходимость использования излучающих антенных систем больших размеров и более низкую скорость передачи информации. Кроме того, радиоволны этого диапазона обладают большой глубиной проникновения в проводящие среды, что делает возможным их применение для связи с погружёнными в морскую воду и в толщу земли объектами (см. Распространение радиоволн).

Распространение СДВ в земных условиях происходит в сферич. волноводном канале, образованном Землёй и ионосферой (см. Полноводное распространение радиоволн). На отражение СДВ от ионосферы оказывает влияние её ниж. часть - существенная для отражения область располагается на высотах 60-80 км днём и 80-100 км ночью. В этой области высот на очень низких частотах ионосфера представляет собой неоднородную проводящую среду, проводимость к-рой резко возрастает с высотой и приобретает, начиная с высоты 75 км, заметно выраженный анизотропный характер вследствие влияния магн. поля Земли. В дневных условиях влияние магн. поля Земли на отражение СДВ и их распространение в приземном волноводе невелико, однако ночью оно оказывается существенным. При отражении от анизотропной ионосферы в отражённом поле возникают компоненты, отсутствовавшие в падающей волне, что является причиной ошибок в системах радиопеленгации. Наличие анизотропии приводит к зависимости характеристик эл--магн. поля от азимута трассы распространения и к появлению невзаимности - изменению характеристик поля при изменении направления трассы распространения на обратное.

СДВ хорошо отражаются от ионосферы и от земной поверхности, что и приводит к их слабому затуханию при распространении в приземном волноводном канале. При излучении молниевых разрядов осн. часть их энергии распространяется в приземном волноводе в виде эл--магн. импульса, называемого атмосфериком ,а просочившаяся через ионосферу часть эл--магн. излучения образует т. н. свистящие атмосферики, спектр к-рых лежит в диапазоне 1-10 кГц.

Для описания и расчёта полей СДВ в волноводном канале Земля - ионосфера применяют 2 их осн. представления - разложение в виде суммы земной и однократно и многократно отражённых от ионосферы волн и разложение в виде ряда нормальных волн. Первое из них удобно для расчёта поля СДВ на расстояниях от излучателя не более неск. сотен км, когда число отражённых от ионосферы волн, влияющих на полное поле, мало (вдна или две волны). Для описания поля СДВ на больших расстояниях используется ряд нормальных волн, число существ, членов в к-ром уменьшается с увеличением расстояния.

Лит.: В r е m m е r Н., Terrestrial radio waves, N. Y., 1949; К р а с н у ш к и н П. Е., Я б л о ч к и н Н. А., Теория распространения сверхдлинных волн, 2 изд., М., 1963; Макаров Г. И., Новиков В. В., Орлов А. Б., Современное состояние исследований распространения СДВ в волноводном канале Земля - ионосфера (обзор), «Изд. ВУЗов. Радиофизика», 1970, т. 13, № 3, с. 321. Г. И. Макаров, В. В. Новиков.

      Предметный указатель      >>   

www.femto.com.ua

5.10. Особенности распространения радиоволн различных диапазонов Распространение сверхдлинных волн

Частота колебаний для сверхдлинных волн не превышает 30 килогерц. В этом диапазоне любые природные среды хорошо отражают радиоволны, приближаясь по своим свойствам к проводнику. С другой стороны эти волны отражаются от самых нижних слоев ионосферы. Кроме того, расстояние от поверхности Земли до ионосферы сравнимо с длиной волны и анализ структуры поля нужно проводить с точки зрения волновой теории. Электромагнитные волны находятся в приземном сферическом волноводе и могут распространяться на очень большое расстояние. Из-за весьма большой длины волны они проникают под поверхность почвы и воды, что позволяет создавать системы подземной и подводной связи. Наряду с перечисленными свойствами сверхдлинные волны обладают рядом существенных недостатков. Это, во-первых, очень малое значение несущей частоты. Из-за этого сложно получить достаточную полосу модуляции. Во-вторых, для этих волн невозможно изготовить эффективную антенну. Известно, что размеры эффективной антенны должны быть порядка длины волны или больше ее. Сделать это для сверхдлинных волн невозможно. Перечисленные недостатки настолько существенны, что сверхдлинные волны используются крайне редко.

Распространение длинных волн

Частота длинных волн не на много больше, чем у сверхдлинных. Основные закономерности поведения электромагнитных волн сохраняются, но уменьшение длины волны (= 10 – 1км) приводит к проявлению новых тенденций, которые полностью вступают в силу на более коротких волнах. Длина волны, особенно в конце диапазона, много меньше промежутка земная поверхность – ионосфера, и этот промежуток уже нельзя рассматривать как сферически волновод. С достаточной для практики точностью можно пользоваться не волновой теорией, а геометрической оптикой. В точку приема приходят две волны: земная, распространяющаяся по прямой между источником и приемником, и ионосферная, попадающая в точку приема после отражения от ионосферы. Длинные волны при отражении частично поглощаются, и подстилающую поверхность в этом диапазоне чаще всего нужно считать неидеальным металлом. Длина волны сравнима с характерными неровностями поверхности, что приводит к дополнительным потерям за счет дифракции.

Экспериментально определено, что при расчете параметров поля в точке приема для длинных волн по выражениям (5.2) или (5.23) в правой части нужно учитывать дополнительное ослабление:

, (5.45)

где rиподставляются в километрах. Если не учитывать эту поправку, то можно внести большую погрешность в расчет. Например, при расстоянии между приемником и источникомr= 5000км и= 2км,VДВ= 0,005.

Основные области применения длинных волн – радиовещание и служебная телефония. Частотный диапазон для длинных волн составляет всего 270кГц. Это обстоятельство сильно ограничивает число радиоканалов, способных одновременно работать в длинноволновом диапазоне.

Распространение средних волн

В этом диапазоне длина волны еще короче и сравнима с неоднородностями в ионосфере. Условия распространения волн различны в дневное и ночное время. Днем существует Dслой, но электронная плотность в нем такова, что средние волны проходят через него и отражаются от следующегоЕслоя. ВDслое волны претерпевают сильное ослабление, из-за чего днем ионосферная волна практически отсутствует. В дневное время средние волны распространяются как земные волны на сравнительно короткое расстояние порядка 1000 километров.

Ночью Dслой исчезает и нет условий для ослабления ионосферной волны. Средние волны распространяются как ионосферные на несколько тысяч километров. Но здесь возникают свои трудности. В ионосфере существуют неоднородности электронной плотности. При широкой диаграмме направленности приемной антенны в точку приема приходит не одна волна, а несколько. Ионосферные слои нестабильны и неоднородны, и координаты точек отражения все время меняются, а значит, изменяются фазы волн, приходящих в точку приема. Эти сигналы складываются. Относительная разность фаз сигналов все время изменяется, следовательно, будет изменяться амплитуда суммарного сигнала. Возникают замирания. Чтобы это явление не влияло на качество принятого сигнала, используют системы автоматизированной регулировки усиления (АРУ). Иногда используют нескольких антенн, разнесенных в пространстве на несколько длин волн. В суммарном сигнале замирание значительно меньше, чем в одиночном.

studfiles.net

Распространение радиоволн

Распространение радиоволн

Содержание

Введение

История исследования длинных и коротких волн

Распространение волн коротковолнового диапазона

Общие свойства радиоволн.

Распространение поверхностных (земных) радиоволн.

Распространение пространственных радиоволн.

Распространение мириаметровых и километровых волн (сверхдлинных и длинных)

Распространение гектометровых (средних) волн.

Распространение декаметровых (коротких) волн.

Распространение волн короче 10 м. (УКВ и СВЧ-волны)

Заключение

Список литературы

Введение

Подобно световым волнам, радиоволны могут практически без потерь распространяться на большие расстояния в земной атмосфере, и это делает их полезнейшими носителями закодированной информации.

После появления уравнений Максвелла стало ясно, что они предсказывают существование неизвестного науке природного явления — поперечных электромагнитных волн, представляющих собой распространяющиеся в пространстве со скоростью света колебания взаимосвязанных электрического и магнитного поля. Сам Джеймс Кларк Максвелл первым и указал научному сообществу на это следствие из выведенной им системы уравнений. В этом преломлении скорость распространения электромагнитных волн в вакууме оказалась столь важной и фундаментальной вселенской константой, что ее обозначили отдельной буквой с в отличие от всех прочих скоростей, которые принято обозначать буквой v.

В XX веке электромагнитные волны начали прочно входить в быт людей. Еще до войны в квартирах горожан появились радиолы, затем – телевизоры, в 60-е годы распространившиеся необычайно широко. В 90-х годах в наш быт стали проникать радиотелефоны, микроволновые печи, пульты дистанционного управления телевизорами, видеомагнитофонами и т.д. Все эти приборы излучают или принимают электромагнитные волны.

История исследования длинных и коротких волн

электромагнитная радиоволна диапазон длина

К радиоволнам относят электромагнитные волны, частота которых находится в диапазоне до 3000 ГГц = 3·1012 Гц. Как видно из приведенного ниже рисунка, они занимают весьма скромную часть среди известных нам видов электромагнитных излучений.

К настоящему времени человечество научилось использовать для передачи информации электромагнитные волны вплоть до ультрафиолетового диапазона.

Как Вы знаете, освоение радиоволн началось с экспериментов Г.Герца. Он проводил свои опыты на волнах длиной до 67 см и доказал, что они обладают такими же свойствами, как и свет. В практически реализованных А.С.Поповым и Г.Маркони системах беспроволочной телеграфии использовались более длинные волны. Это было сделано интуитивно: для увеличения дальности действия требовалось излучать электромагнитные колебания большой мощности. Большую мощность можно было получить только от антенн больших размеров, а большие антенны могли излучать только волны большой длины.

В первую очередь беспроволочная связь была нужна флоту. Размер антенны на корабле ограничивался высотой мачт и расстоянием между ними. Поэтому для связи использовались волны длиной 150 – 200 м. Береговые станции имели более высокие и значительно более разнесенные мачты и поэтому использовали волны до 1000 м.

Увеличение дальности действия происходило очень быстро, и не только в пределах прямой видимости. Особенно впечатляющих результатов добился Маркони. Образованная им компания Wireless Telegraph and Signal Company Limited обладала достаточными средствами, в ней работали многие известные в то время специалисты, а сам Маркони отличался неуемной энергией.

В 1896 г. он продемонстрировал аппаратуру с дальностью связи в 3 км. Через год им была достигнута дальность связи 21 км. Еще через полтора года – 70 км. В начале 1901 года – 300 км. А в декабре 1901г. Г.Маркони установил связь между Англией и Северной Америкой на расстоянии около 3700 км. Об энергии, которую развил Маркони в деле пропаганды радиосвязи, можно судить хотя бы по тому факту, что Атлантический океан он пересек восемьдесят раз.

Передающая антенна (рис. сверху), обеспечивающая дальнюю связь, занимала много сотен метров. Приемная антенна представляла собой длинный провод, закрепленный на воздушном шаре. Вообще то в линиях дальней связи на приемном конце тогда использовались различные антенны, например, ромбическая, как показано на рисунке ниже.

О размерах этой антенны можете судить, сравнивая ее с размерами мебели в подсобном помещении на первом этаже.

Спустя два года была установлена связь и с Южной Америкой (10000 км) Ниже на рисунке показано, как с годами изменялась достигнутая дальность связи.

Но как проходили электромагнитные волны на другую сторону Земли, было совершенно непонятно. В начале своих опытов и Попов и Маркони предполагали, что радиоволны, подобно свету, распространяются прямолинейно. Однако связь, установленная Г.Маркони 12 декабря 1901 года между Нью-Фаундлендом (Канада) и юго-западной Англией (расстояние 3700 км) заставила исследователей отказаться от мысли о прямолинейности распространения радиоволн.

До объяснения этого факта было далеко, а опыт показывал, что для достижения большей дальности требовалась большая длина волны. И во втором десятилетии ХХ века стали строить станции для трансатлантической связи мощностью в сотни киловатт, на волнах длиною до 15000 – 20000 м. Кривая освоения диапазона длинных радиоволн показана ниже. К 1920 году длина волны достигла 30000 м и дальнейший ее рост прекратился. С одной стороны, это объяснялось тем, что слишком уж громоздкими становились антенные системы. А с другой стороны, низкая частота электромагнитной волны (частота колебания с длиной волны λ = 30000 м равна f = c/λ = 3*108/3*104 = 104 Гц = 10 кГц) позволяла передавать только низкочастотные сообщения.

А потребность в радиосвязи все увеличивалась. Поэтому вынуждены были осваивать высокочастотные диапазоны.

Но мешало одно обстоятельство. Экспериментально было установлено, что короткие волны (короче 200 м) распространялись прямолинейно и не огибали Землю, и для связи на большие расстояния не годились. Поэтому их сочли непригодными для дальней связи и отдали радиолюбителям. А радиолюбители и этому диапазону были рады и вскоре утерли нос профессионалам. В 1921 – 1923 гг. радиолюбители Америки и Европы на этих волнах, с небольшой мощностью передатчиков перекрыли Атлантический океан, а затем установили связь между материками-антиподами.

Радиолюбительское движение, едва возникнув, ознаменовалось фундаментальным открытием: коротковолновая радиосвязь, осуществленная передатчиками мощностью в единицы ватт, возникала и держалась устойчиво в течение заметного времени на дальностях, недоступных радиостанциям, работающим в диапазоне длинных волн, хотя мощность последних достигала сотен киловатт. Этот беспримерный в истории науки факт привлек внимание многих специалистов к коротким волнам, всюду началось их изучение.

Распространение волн коротковолнового диапазона

Как же могли короткие волны распространяться на расстояния в тысячи километров? Складывалась парадоксальная ситуация: на расстоянии 100 км установить связь было нельзя, а на 1000 км можно. Представьте, Вам надо поговорить с знакомым радиолюбителем, находящимся в Коломне. Для этого Вы устанавливаете связь с радиолюбителем из Южной Америки, а он, в свою очередь, связывается с Коломной и передает от Вас привет. Парадокс, да? Но объяснение таких особенностей распространения коротких волн нашлось.

Еще в 1902 г. после осуществления Маркони радиосвязи между Англией и Северной Америкой Кеннели предположил, что электромагнитные волны могут огибать земной шар, отражаясь от электропроводящих слоев земной атмосферы. В том же 1902 г. Хевисайд, также в связи с осуществлением трансатлантической радиосвязи, указал на возможность существования в верхних слоях атмосферы проводящего слоя, от которого отражаются электромагнитные волны. В начале 20-х годов М.В.Шулейкин разработал теорию ионизации верхних слоев атмосферы и ионосферного распространения радиоволн.

Многие наблюдения, проводившиеся до 1925 г., косвенно указывали на наличие ионосферы, однако прямого доказательства ее существования не было. И только в 1926 – 1927 гг. Смит-Роз и Барфильд при облучении атмосферы обнаружили волны, падающие вниз, что указывало на наличие в атмосфере зоны, отражающей радиоволны. В 1926 г. Брайт и Тьюв, излучив вертикально вверх импульсы, получили отраженные от ионосферы волны и определили ее высоту. Это явилось прямым доказательством существования ионосферы. Таким образом, от впервые высказанной Кеннели и Хевисайдом гипотезы о наличии отражающей области в верхних слоях атмосферы и до прямого доказательства наличия ионосферы прошло около двадцати лет.

В том же 1926 г. Эпплтон и Бернет впервые обнаружили две отражающие области. Нижнюю область они назвали слоем Е, а верхнюю – слоем F, очевидно предполагая, что могут быть обнаружены слои ниже слоя Е. Так и получилось. В 1927 и 1928 гг. Эпплтон, Хейсинг и Гольдштейн, независимо друг от друга, получили косвенные указания на существование ионизированного слоя, находящегося ниже слоя Е, который был назван слоем D. В 1932 – 1933 гг. М.А.Бонч-Бруевич, и в 1934 г. Силлитоу подтвердили наличие поглощающего слоя D.

В СССР исследования по распространению радиоволн коротковолнового диапазона велись в Нижегородской радиолаборатории под руководством М.А.Бонч-Бруевича. Накопленный опыт использовался для внедрения коротковолновой связи в Арктике. Инициатором здесь выступил известный полярный радист Э.Т.Кренкель. Первая его арктическая коротковолновая станция RDO стала средством для опытной связи осенью 1927 г. между Нижним Новгородом и Малой Землей. Надежность и регулярность этой связи способствовала быстрому внедрению в эксплуатацию коротковолновой связи в Арктике.

Одновременно с исследованием ионосферы началось практическое освоение коротковолнового диапазона. В результате во второй половине 20-х годов для радиосвязи на большие расстояния широко стали применяться короткие волны, которые постепенно заменили длинные, оказавшиеся по целому ряду технических показателей менее выгодными, - узкий частотный диапазон, очень большие антенны с малым коэффициентом полезного действия, высокий уровень атмосферных помех и пр. Интерес к очень длинным (сверхдлинным) волнам снова возрос в 40-х годах в связи с применением их для радионавигации, а также для радиосвязи с подводными лодками. В СССР такая система была построена в начале 60-х годов в белорусских лесах. Она действует до сих пор. Заключен договор с Белоруссией об ее использовании до 2017 г. Система обеспечивает радиосвязь с подводными лодками, находящимися на расстоянии до 10000 км и на глубине до 200 м. Мощность излучаемого сигнала 1 МВт. Высота антенны 200 м. На антенну израсходовано 900 т проводов.

В связи с увеличивающимся объемом информации, передаваемой по каналам связи и появлением новых областей применения радиоволн (телевидение, радиолокация и др.) осваивались все более короткие волны, что видно из приведенного ниже графика.

Остановимся теперь на особенностях распространения радиоволн различных частот. В настоящее время в соответствии с Регламентом радиосвязи радиоволны подразделяются на 9 диапазонов

Приведенную классификацию можно сопоставить с широко используемой в радиовещании и радиосвязи. Мириаметровым соответствуют сверхдлинные волны (СДВ), километровым – длинные (ДВ), гектометровым – средние (СВ), метровым – короткие (КВ), дециметровым – ультракороткие (УКВ), и все остальным – сверхвысокочастотные (СВЧ).

Общие свойства радиоволн.

Распространение радиоволн в земном пространстве зависит от свойств поверхности земли и свойств атмосферы. Условия распространения радиоволн вдоль поверхности земли в значительной мере зависят от рельефа местности, электрических параметров земной поверхности и длины волны. Подобно другим волнам радиоволнам свойственна дифракция, т.е. явление огибания препятствий. Наиболее сильно дифракция сказывается в случае, когда геометрические размеры препятствий соизмеримы с длиной волны. Радиоволны, распространяющиеся у поверхности земли и частично за счет дифракции огибающие выпуклость земного шара, называются земными, или поверхностными радиоволнами.

Атмосферу земли нельзя считать однородной средой. Давление, плотность, влажность, диэлектрическая проницаемость и другие параметры в разных объемах воздушного слоя имеют различные значения. По этим причинам скорости распространения в различных объемах неодинаковы и зависят от длины волны. Траектория радиоволн в атмосфере искривляется. Явление искривления или преломления волн при распространении их в неоднородной среде получило название рефракции. Радиоволны, распространяющиеся на большой высоте в атмосфере и возвращающиеся на землю вследствие искривления траектории, рассеяния или отражения от атмосферных неоднородностей, называются пространственными, или ионосферными.

В точку приема могут приходить как пространственная, так и земная волны от одного и того же источника. Если фазы колебаний этих волн совпадают, то амплитуда суммарного поля возрастает, и наоборот - при сдвиге фазы волн на 180° суммарное поле ослабляется и может стать равным нулю. Указанное явление взаимодействия волн называется интерференцией.

4. Распространение поверхностных (земных) радиоволн

Распространение поверхностных радиоволн определяется двумя факторами: дифракцией и влиянием земной поверхности.

Как известно, воздух не вызывает ослабления радиоволн практически во всех диапазонах частот и, казалось бы, поэтому земная волна должна распространяться без поглощения. Однако это верно лишь в том случае, если земная волна проходит высоко над поверхностью земли. Если же радиоволны проходят вблизи от поверхности земли, то на их распространении сказываются свойства земной поверхности.

Если бы земная поверхность была идеально проводящей, радиоволны отражались бы от нее без потерь, т.е. земля в этом случае была бы экраном, препятствующим прохождению волн в глубь почвы. В реальных условиях земля не является ни идеальным проводником, ни идеальным изолятором. Радиоволны, попавшие в землю, возбуждают в ней переменные электрические токи, которые часть своей энергии расходуют на нагрев почвы. Величина потерь энергии в земле очень сильно зависит от частоты радиоволн и сопротивления почвы электрическому току. В почве с увеличением частоты радиоволн величина индуцируемой ЭДС возрастает, и соответственно увеличиваются токи в земле, которые создают электромагнитное поле обратного направления. Поэтому дальность распространения поверхностных радиоволн очень быстро уменьшается с увеличением частоты.

При уменьшении проводимости грунта радиоволны глубже проникают в среду и, следовательно, возрастает их поглощение. Еще А.С. Попов заметил, что над поверхностью моря дальность радиосвязи увеличивается по сравнению с дальностью связи над сушей.

Надо учитывать также, что скорость распространения радиоволн в земле меньше, чем в воздухе, и при движении их вдоль ее поверхности нижний край волны отстает от верхнего, фронт волны наклоняется, и помимо движения вдоль поверхности земли происходит распространение радиоволны сверху вниз.

Вышеперечисленные факторы ограничивают возможности использования поверхностной волны диапазонами сравнительно длинных волн (мириаметровые, километровые, гектометровые и частично декаметровые).

Распространение пространственных радиоволн.

Пространственные волны распространяются в атмосфере и не касаются земной поверхности.

Атмосферой называется газообразная оболочка Земли, простирающаяся на высоту более 1000 км. Атмосферу подразделяют на три основные сферы (слоя): тропосферу - приземный слой атмосферы, верхний слой которой лежит на высоте 10... 14 км; стратосферу - слой атмосферы до высот 60...80 км; ионосферу - ионизированный воздушный слой малой плотности над стратосферой, переходящий затем в радиационные пояса Земли. На высотах в сотни километров различные газы, составляющие воздух, располагаются слоями, более тяжелые - ниже, более легкие - выше. Таким образом, атмосфера на этих высотах неоднородна по составу.

Под влиянием лучей Солнца, космических лучей и других факторов воздух ионизируется, т.е. часть атомов газов, входящих в состав воздуха, распадается на свободные электроны и положительные ионы. Ионизированный воздух оказывает сильное влияние на распространение радиоволн.

Для различных газов максимум ионизации получается на разной высоте. Ионизированный слой атмосферы - ионосфера - состоит из нескольких слоев .

На высоте 60...80 км находится слой D, существующий только днем. Следующий слой Е располагается на высоте 90... 130 км. Еще выше находится слой F, имеющий ночью высоту 250...350 км, а днем разделяющийся на два слоя: F1 - на высоте 180...220 км и F2 - на высоте 220...500 км.

Высота, толщина и проводимость ионизированных слоев различны в разное время суток и года вследствие изменения ионизирующего действия солнечных лучей. Чем больше ионизирующее действие солнечных лучей, тем больше проводимость и толщина ионизированных слоев и тем ниже они располагаются. Днем проводимость и толщина их больше, а высота над землей меньше, чем ночью. Летом проводимость и толщина ионосферных слоев больше, а высота меньше, чем зимой. Через каждые 11 лет на Солнце повторяется максимум солнечных пятен, являющихся мощными источниками ионизирующих излучений. В это время проводимость и толщина ионизированных слоев достигают максимума, и они располагаются ниже.

Таким образом, свойства земной атмосферы, влияющие на распространение радиоволн, изменяются по довольно сложным законам. Происходят также изменения случайного характера, которые предусмотреть вообще невозможно.

Влияние ионосферы на распространение радиоволн заключается прежде всего в том, что радиоволны, попадая в ионосферу, изменяют свое направление. Происходит это вследствие неоднородного характера ионосферы. Если бы относительные диэлектрические проницаемости воздуха и ионосферы были одинаковы, то волна не меняла бы своего направления. Так как в ионосфере имеются свободные электроны, ее относительная диэлектрическая проницаемость меньше диэлектрической проницаемости неионизированного воздуха. Вследствие этого при переходе из воздуха в ионосферу происходит преломление волны, а поскольку концентрация электронов в верхних слоях ионосферы возрастает, то волна, многократно преломляясь, возвращается на землю.

Кроме изменения направления распространения радиоволн в ионосфере происходит поглощение их энергии. Объясняется это тем, что радиоволны, попадая в ионосферу, вызывают колебания находящихся там свободных электронов. Совершая колебательное движение, электроны сталкиваются с тяжелыми частицами - ионами и молекулами. При этом они теряют энергию, приобретенную от радиоволны, и передают ее указанным частицам; ионосфера нагревается. Таким образом, часть энергии радиоволны в ионосфере теряется. Чем выше частота радиоволн, тем меньше скорость колебательного движения электронов. Кинетическая энергия, получаемая ими от радиоволны и отдаваемая затем тяжелым частицам, оказывается меньше. Поэтому с повышением частоты потери энергии радиоволны в ионосфере уменьшаются.

Подводя итоги вышесказанному, можно отметить следующее:

- из-за неоднородностей ионосферы радиоволны преломляются в ней и отражаются на землю;

- с ростом частоты отражательная способность уменьшается;

- с ростом частоты уменьшается поглощение волн в ионосфере;

- состояние ионосферы и связанные с ним условия распространения имеют периодические и непериодические изменения.

Распространение мириаметровых и километровых волн

(сверхдлинных и длинных)

Отличительной особенностью этих радиоволн является их способность хорошо огибать землю. Поэтому напряженность поля земной волны значительна на расстояниях 1500...2000 км от источника электромагнитных волн. Однако практическая возможность обеспечивать на этих волнах связь на расстоянии до 20 000 км не может быть объяснена только дифракцией. Не только слой Е, но в дневные часы даже слой D имеет такую плотность ионизации, при которой радиоволны этих диапазонов способны отражаться при любом угле возвышения, в том числе и при вертикальном.

Отраженная этими слоями пространственная волна частично поглощается землей, а частично отражается от нее, вновь достигая ионизированных слоев. Такое отражение может быть многократным. Учитывая, что при отражении от ионосферы волны сильно поглощаются, для обеспечения связи требуются передатчики большой мощности. Кроме того, недостатками этого диапазона волн являются необходимость строить антенны высотой в несколько сотен метров, большой уровень атмосферных помех и невозможность размещения в этих диапазонах большого числа каналов связи.

Условия распространения в диапазонах мириаметровых и километровых волн характеризуются стабильностью. Регулярные и нерегулярные изменения напряженности выражены очень слабо. Поэтому в этих диапазонах волн созданы очень мощные радиостанции для глобальной (всемирной) радиосвязи. Такие системы имеют важное стратегическое значение и обеспечивают бесперебойную радиосвязь с объектами, находящимися на любом удалении от радиопередатчика (в том числе с подводными лодками в погруженном состоянии). В этом же диапазоне создана служба передачи точных частот, необходимая для систем связи во всех диапазонах частот, а также для систем радионавигации, службы времени и других научно-исследовательских и хозяйственных целей. В диапазоне километровых волн ведется также радиовещание с амплитудной модуляцией.

Распространение гектометровых (средних) волн.

Для этого диапазона волн характерны ограниченная дальность распространения в дневные часы и увеличение дальности в ночное время. В дневные часы пространственные волны практически отсутствуют. В слое D эти волны испытывают незначительные поглощение и преломление. Но попав в слой Е с большей степенью ионизации, они испытывают такое сильное поглощение, что на землю почти не возвращаются. Поэтому днем связь на средних волнах осуществляется только поверхностной волной. Практически дальность действия поверхностных волн ограничивается расстоянием 1000... 1500 км.

Вечером и ночью поглощение ионосферой уменьшается. Пространственная волна отражается от слоя Е и мало поглощается им. Напряженность поля в пункте приема является результатом интерференции земной и пространственной волн. Участие ионосферы в распространении средних волн в ночное время сопровождается некоторыми особенностями. Первой из таких особенностей следует считать замирания (уменьшения) амплитуды сигнала в точке приема. Предположим, что в пункте А (см. рис.) находится передатчик, а в пункте Б ведется прием.

Если днем в пункт Б доходят только земные волны, то ночью туда же могут попадать и волны, отраженные ионосферой. Поле в пункте приема становится в этом случае результатом интерференции земных и ионосферных волн. При совпадении фаз волн результирующее поле усиливается, а при противофазности ослабляется (замирает). Но степень ионизации отражающего слоя и, следовательно, глубина проникновения в него радиоволн не остаются постоянными. Они изменяются по случайному закону вследствие непостоянства ионизирующего излучения Солнца и наличия воздушных течений. В результате этого изменяется длина пути пространственных волн, а значит, и фазовый сдвиг между земной и пространственной волнами. Поэтому ночью прием улучшается, но сопровождается замираниями. На больших же расстояниях, куда земные волны практически не доходят, прием возможен лишь в темное время за счет ионосферных волн.

Бороться с замираниями довольно трудно. Наиболее эффективным средством является прием на 2-3 антенны, находящиеся на расстоянии 200-300 м друг от друга.

К недостаткам этого диапазона волн следует также отнести большой уровень атмосферных и промышленных помех.

Диапазон гектометровых волн во многих странах является основным для организации радиовещания. Передающие антенны в диапазоне СВ выполняются в виде мачт или башен

Распространение декаметровых (коротких) волн

При распространении декаметровых волн энергия поверхностной волны сильно поглощается земной поверхностью, особенно над пересеченной местностью. Явление дифракции на коротких волнах не играет заметной роли, поскольку эти волны поглощаются обычно раньше, чем станет ощутимой кривизна земли. Величина напряженности поля поверхностной волны в пункте приема зависит от направленности передающей антенны. На более коротких волнах этого диапазона сказывается также высота подъема передающей и приемной антенн над землей. Дальность распространения поверхностной волны обычно не превышает десятков километров, особенно для верхней половины диапазона (50... 10 м).

Радиосвязь на коротких волнах (KB) осуществляется ионосферными лучами. В нормальных условиях короткие волны отражаются в основном слоем F, а в нижележащих областях Е и D происходит поглощение энергии КВ. Такое прохождение KB изображено на рисунке ниже. Там же показана возможность увеличения дальности коротковолновой связи путем двух «скачков», т.е. двукратного отражения от ионосферы.

Большая дальность связи достигается благодаря тому, что при правильном выборе длины волны поглощение энергии в ионосфере на KB незначительно (гораздо меньше, чем на СВ), поэтому в пунктах возвращения отраженных волн к Земле напряженность их поля может оказаться достаточной для приема даже при сравнительно небольшой мощности передатчика.

Характер преломления зависит от угла, под которым радиоволна падает на отражающий слой.

Здесь изображены лучи распространения короткой волны. Угол θ, образованный лучом волн и касательной к поверхности Земли в пункте излучения, называется углом возвышения. При крутом падении θ = 90° волны проходят сквозь ионосферу в космос. При некотором угле θкр (критический угол зависит от степени ионизации слоя и частоты) происходит полное внутреннее отражение и луч распространяется в ионосфере параллельно земной поверхности. При углах, меньших критического, лучи возвращаются к Земле, и тем дальше от пункта излучения, чем меньше угол θ. При излучении по касательной к Земле достигается наибольшая дальность скачка, составляющая приблизительно 4000 км. Необходимая дальность связи определяет тот угол θ, под которым антенна должна излучать максимум энергии.

studfiles.net