Вопрос№41 Принципы радиосвяязи

1-е – уравнение выражало электромагнитную индукцию Фарадея [2];
2-е – магнитоэлектрическую индукцию, открытую Максвеллом и основанную на представлениях о токах смещения;
3-е – закон сохранения количества электричества;
4-е – вихревой характер магнитного поля.
Продолжая развивать эти идеи, Максвелл пришел к выводу, что любые изменения электрического и магнитного полей должны вызывать изменения в силовых линиях, пронизывающих окружающее пространство, т.е. должны существовать импульсы (или волны), распространяющиеся в среде. Скорость распространения этих волн (электромагнитного возмущения) зависит от диэлектрической и магнитной проницаемости среды и равна отношению электромагнитной единицы электричества к электростатической. По данным Максвелла и других исследователей, это отношение составляет примерно 300 000 000 м/с, что очень близко к скорости света, измеренной семью годами ранее французским физиком А. Физо. В октябре 1861 Максвелл сообщил Фарадею о своем открытии: свет - это электромагнитное возмущение, распространяющееся в непроводящей среде, т.е. разновидность электромагнитных волн (ЭМВ). Этот завершающий этап был отражен в работе Максвелла «Динамическая теория электромагнитного поля», а итог его работ по электродинамике подвел знаменитый «Трактат об электричестве и магнетизме» (1873). Таким образом, Максвелл математически обосновал существование ЭМВ.

Генрих Герц [3] в 1888 году экспериментально открыл электромагнитные волны и опубликовал результаты своих работ.В результате экспериментов Герц создал источник электромагнитных волн, названный им «вибратором», который представлял собой так называемый открытый колебательный контур (ОКК).
В обычном колебательном контуре (рис. 1, 1), чтобы уменьшить ёмкость конденсатора, надо увеличивать расстояние между пластинами и уменьшать площадь пластин (рис. 1, 2). Чтобы уменьшить индуктивность катушки (рис. 1, 3), надо уменьшать её число витков. В результате этих преобразований получается просто кусок провода (рис. 1, 4) илиОКК.
Чтобы возбудить колебания в ОКК, Генрих Герц использовал схему (рис. 2):

Суть происходящих в вибраторе явлений коротко заключается в следующем. Индуктор Румкорфа [4]создает на концах своей вторичной обмотки очень высокое, порядка десятков киловольт, напряжение, заряжающее сферы вибратора зарядами противоположных знаков. В определенный момент в искровом промежутке вибратора возникает электрическая искра, делающая сопротивление его воздушного промежутка столь малым, что в вибраторе возникают высокочастотные затухающие колебания, продолжающиеся во все время существования искры. Поскольку вибратор представляет собой открытый колебательный контур, происходит излучение электромагнитных волн в окружающее пространство.
В качестве детектора [5], или приемника, Герц использовал кольцо (рис. 3) с разрывом – искровым промежутком, который можно было регулировать. Диаметр кольца с величины более метра в первых опытах к их концу уменьшился до 7 см.
Приемное кольцо было названо Герцем «резонатором». Опыты показали, что изменением геометрии резонатора – размерами, взаимоположением и расстоянием относительно вибратора – можно добиться резонанса между источником ЭМВ и приемником. Наличие резонанса выражалось в возникновении искр в искровом промежутке резонатора в ответ на искру, возникающую в вибраторе. В опытах Герца посылаемая искра была длиной 3-7 мм, а искра в резонаторе – всего несколько десятых долей миллиметра. Увидеть такую искру можно было только в темноте с помощью увеличительного стекла.
После огромной серии трудоемких и чрезвычайно остроумно поставленных опытов с использованием простейших, так сказать, подручных средств Герц достиг цели. Удалось измерить длины волн и рассчитать скорость их распространения. Были доказаны:

отражение

преломление

дифракция

интерференция

поляризация

измерена скорость ЭМВ

После своего доклада 13 декабря 1888 года в Берлинском университете и публикаций 1877 - 78 гг. Герц сделался одним из самых популярных ученых, а электромагнитные волны стали повсеместно именоваться «лучами Герца».
Таким образом, Генрих Герц экспериментально доказал существование ЭМВ.Александр Степанович Попов [6] с марта 1890 г. неоднократно выступал с лекциями об открытии Герцем ЭМВ и демонстрацией его опытов. В начале 1895 г. создал приемник [7] этих волн, показав возможность регистрации последовательности электрических сигналов на расстоянии без проводов (радиосвязь). 7 мая 1895 г. сделал публичный доклад о результатах исследований в этой области и продемонстрировал прием коротких и продолжительных сигналов, переданных с помощью вибратора Герца. На основе радиоприемника построил так называемый «грозоотметчик» (с автоматической записью атмосферных разрядов на бумажную ленту) и летом 1895 г. установил его на метеостанции Лесного института в Петербурге. В 1896-1899 гг. продолжал публичные демонстрации и эксперименты по радиосвязи, в том числе с 1897 г. на судах ВМФ. В июле 1899 г. разработал чувствительный телефонный приемник, основанный на детекторном эффекте (открытом его помощниками П.Н.Рыбкиным и Д.С.Троицким), на который получил патенты в России, Англии и Франции. В 1899-1900 гг. руководил созданием первой в мире практической радиолинии между г. Котка и островом Гогланд протяженностью 47 км. Во время опытов беспроволочного телеграфирования на судах Балтийского флота, стоящих на Кронштадтском рейде, обнаружил явление отражения от кораблей ЭМВ и указал на возможность его практического использования в радиолокации (подробнее – далее).
Промышленное производство изобретенных им приборов радиотелеграфа началось в 1898 г. фирмой Э. Дюкрете (Париж, Франция), в 1901 г. Кронштадтской радиомастерской, в 1904 г. петербургской фирмой «Сименс и Гальске» (с участием капитала немецкой фирмы «Телефункен»).
В 1945 г. в СССР установлен праздник «День радио», ежегодно отмечаемый 7 мая.
Именно А.С. Попов заложил основные принципы радиосвязи и доказал возможность практического применения ЭМВ – радиоволн – для передачи информации.

2. Генератор высокой частоты
Как осуществляется связь «по радио»? Частично, но несколько односторонне я рассказал об этом в статье «Простейший радиоприёмник». Теперь настало время отдельно и более широко рассмотреть этот вопрос.
Для того чтобы передать информацию по радио нужно создать в пространстве ЭМВ. Для этого, в свою очередь, необходимо некое устройство, которое будет вырабатывать переменный ток высокой частоты. Дело в том, что энергия ЭМВ пропорциональна четвёртой степени частоты. Следовательно, чем больше частота, тем мощнее волна, тем на большее расстояние она может распространиться и перенести информацию. Это рассуждение довольно примитивно и не отражает всех особенностей создания, передачи, распространения и приёма электромагнитных ВЧ [8] -колебаний.
Схема Герца (см. снова рис. 2) создавала свободные, т.е. затухающие колебания, а для передачи сколь-нибудь серьёзной информации надо создать незатухающие колебания. Устройство, генерирующее незатухающие колебания, в физике называется «автогенератор».
Общий принцип действия автогенератора таков (рис. 4): из источника энергия поступает порциями через регулятор в колебательную систему. Величина порции энергии (кванта [9]) такова, что её хватает как раз на то, чтобы скомпенсировать затраты колебательной системы на преодоление сопротивления (трения) за одно колебание. Затем колебательная система через обратную связь посылает сигнал регулятору о том, что надо подать следующий квант энергии. Этот квант поступает в колебательную систему, снова совершается полное колебание с прежней амплитудой, снова подаётся сигнал через обратную связь, снова поступает квант энергии и т.д. Таким образом, колебательная система совершает колебания с постоянной частотой и амплитудой до тех пор, пока не иссякнет энергия источника.

Поскольку для осуществления необходимо создать незатухающие электромагнитные колебания, рассмотрим классические схемы (на уровне средней школы) генераторов ВЧ на вакуумном триоде [10] и транзисторе [11].

Итак, основой радиопередающего устройства – далее сокращённо «радиопередатчика» - является автогенератор. Генератор вырабатывает незатухающие колебания ВЧ, называемые «несущей» (рис. 5, 1).

Если передатчик излучает незатухающую ЭМВ, то в антенне приёмника электромагнитные колебания будут регистрироваться, но никакой информации при этом нести не будут. Для того, чтобы передавать какие-либо сигналы, речь, музыку, надо менять определённый параметр ВЧ-колебаний, например, амплитуду или частоту. Этот процесс называется модуляцией. Например, телеграфная модуляция состоит в прерывании излучения с помощью ключа, т.е. в посылке коротких (точка) и длинных (тире) сигналов – азбука Морзе (рис. 6).

Посмотрим, каким образом можно реализовать автогенератор на транзисторе (рис. 7). Транзистор последовательно соединяют с колебательным контуром, который и является колебательной системой, при этом эмиттер подключают к «+», а коллектор – к «-» источника питания. Базу транзистора соединяют катушкой связи LСВ, которая индуктивно связана с контурной катушкой LK. В этом случае в процессе ЭМК в контуре поступающий на базу потенциал периодически меняет свой знак относительно потенциала эмиттера.
Когда на базу подаётся отрицательный потенциал, транзистор открыт и пропускает ток, который в этот момент совпадает по направлению с током в контуре и усиливает его за счёт энергии источника. Когда ток в контуре меняет направление на обратное, на базу поступает положительный потенциал, транзистор закрывается и прерывает ток. Ток в цепи прекращается и не препятствует перезарядке контурного конденсатора СК.
Таким образом, за счёт периодически поступающих порций энергии от источника в колебательном контуре поддерживаются незатухающие ЭМК.
С помощью ключа Кл можно прерывать этот процесс в соответствии с азбукой Морзе.

Для передачи звука нужно подать в генератор ВЧ электрические колебания звуковой частоты (рис. 5, 2) так, чтобы при их наложении амплитуда колебаний ВЧ менялась бы в такт звуковым колебаниям (рис. 5, 3) или колебаниям НЧ [12]. Этот процесс называется амплитудной модуляцией (АМ).
В простейшем случае для реализации АМ достаточно ключ на последней схеме заменить микрофоном, и в эфир будут передаваться сигналы, содержащие речь.
Схема генератора ВЧ на электронной лампе-триоде с микрофоном для модуляции показана на рис. 8. Как видим, этот генератор практически ничем не отличается от генератора на транзисторе. На рис. 9 показаны графики сигнала микрофона (НЧ) и колебаний в контуре (ВЧ), когда нет, и когда есть звук.

3. Радиосвязь
Когда-то радио называли «беспроводным телеграфом» или «газетой без бумаги» за то, что информация передавалась от передатчика к приёмнику без посредства какой-либо среды. Даже вакуум не является препятствием для радиоволн! Да и что там может препятствовать, если это пустота. Одно время пытливые умы человечества занимал противоположный вопрос: а нет ли в вакууме чего-нибудь такого, что мы никак не ощущаем, а именно оно-то и способствует передаче радиоволн в так называемой пустоте?! Казалось, что эта гипотетическая среда, наполняющая всё мировое пространство, помогла бы объяснить не только некоторые электромагнитные, но и механические, и оптические явления! И назвали эту среду ЭФИРОМ.
Много «копий» было сломано в жарких научных спорах по поводу того, есть ЭФИР или нет. В настоящее время физикой не признаётся существование эфира в классическом его понимании. Но, в то же время, существует теория о том, что вакуум – это не пустота, а неисчерпаемый океан энергии, которую только надо научиться извлекать. Кстати, великий Никола Тесла был сторонником существования эфира, и действие некоторых своих изобретений приписывал именно его свойствам. Например, автомобиль без ДВС [13], вместо которого Тесла вставил некий чёрный ящик и ездил на нем целую неделю без всякой подзарядки. Но это совсем другая история…
Отголоском былых теорий и споров осталась фраза «В эфире радиостанция…», и никто не задумывается над тем, ГДЕ именно в данный момент эта радиостанция?!

Рассмотрим рис. 10.
Микрофон передатчика под воздействием звуковых колебаний вырабатывает слабый электрический ток низкой частоты (1). С УНЧ [14] сигнал поступает в модулятор М. ГВЧ [15] вырабатывает незатухающие колебания ВЧ (2), которые также поступают в модулятор, где они модулируются по амплитуде колебаниями НЧ и поступают в антенну (3). Антенна излучает в окружающее пространство (в ЭФИР!) ЭМВ, амплитуда которых также модулирована по НЧ. Частота ГВЧ является несущей, она и определяет частоту (и волну) передающей станции.
Итак, радиоволна «запущена» в эфир. Теперь надо её «поймать».

В антенне приёмника радиоволны (реально ведь передатчиков много) возбуждают переменные ЭДС [16] индукции разных частот. Для выделения частоты нужной радиостанции применяется входной колебательный контур, который может иметь конденсатор переменной ёмкости или катушку с изменяемой индуктивностью. В любом случае изменение ёмкости или индуктивности приводит к изменению собственной частоты входного контура и, в тот момент, когда эта частота совпадает с несущей частотой радиостанции, наблюдается резонанс. Этот эффект позволяет выделить сигнал какой-то определённой радиостанции среди других. Тем не менее, сигнал остаётся осень слабым и его усиливает УВЧ [17] приёмника. Детектор выделяет одну половинку амплитудно-модулированного сигнала (4), сглаживает пульсации, превращая его в низкочастотный сигнал (5). УНЧ усиливает НЧ-сигнал, а громкоговоритель преобразует усиленный электрический сигнал в звуковые колебания.
Так осуществляется радиосвязь с амплитудной модуляцией.
Существует радиосвязь с частотной модуляцией (ЧМ или FM), когда амплитуда несущей остаётся постоянно, за то меняется её частота.
4. Радиолокация
Раньше я упоминал о том, что А.С. Попов ещё в 1900 году обнаружил отражение ЭМВ от кораблей и указал на возможность использования этого эффекта в радиолокации. Позднее было обнаружено, что практически все вещества отражают радиоволны. Результат отражения зависит не только от рода вещества, но и от длины волны.
Суть радиолокации заключается в следующем (рис. 11). Передатчик вырабатывает высокочастотный импульс и с помощью специальной параболической антенны посылает его в направлении объекта, например, самолёта. Радиоволна, достигая объекта, отражается от него во все стороны. Часть отражённой волны, энергия которой очень мала, улавливает приёмная параболическая антенна. Зная время t между моментом излучения и моментом приёма сигнала, легко рассчитать R расстояние до объекта: , где с – скорость распространения радиоволны [18].
Разумеется, это самая примитивная схема радиолокации. В настоящее время анализ принятого сигнала выполняется специализированным компьютером, который определяет не только расстояние, но и скорость, тип объекта, автоматически анализирует «свой-чужой», сравнивает с базой данных и выдает его тактико-технические характеристики и т.д. Имеются мобильные радиолокационные комплексы и мощные стационарные системы, отслеживающие одновременно сотни объектов вблизи поверхности Земли и в космосе над половиной территории РОССИИ.
Справка: я когда-то давно учился в Минском высшем зенитно-ракетном училище ПВО (тогда ещё СССР) на факультете СНР – станций наведения ракет. Поэтому о радиолокации знаю не понаслышке.

В радиоастрономия (рис. 12) радиолокационными методами определяют расстояния до небесных тел, отслеживают движение астрономических объектов.
В космонавтике (рис. 13) – следят за положением и перемещением различных космических аппаратов.
Карта поверхности Венеры, скрытой мощным облачным покровом, была составлена с помощью радиолокации (рис. 14).

5. Применение радиосвязи
В наш технический век радиосвязь так глубоко проникла в повседневную жизнь, что многие люди не только не понимают, но даже не пытаются задумываться над тем, откуда что берётся, как и почему оно работает.
Приведу несколько примеров.
5.1. Мобильная связь (рис. 15)
Абсолютное большинство современных людей не мыслят своей жизни без мобильного телефона. Но редко кто из них догадывается о том, что мобильный телефон – это аппарат, совмещающий в себе функции приёмника и передатчика, а мобильная связь осуществляется с помощью тех же обыкновенных РАДИОВОЛН.

5.2. Радиотелефонная связь (рис. 16)
Там, где используют рации – различные приёмопередающие устройства (полиция, скорая помощь, МЧС и т.п.), связь также осуществляется с помощью радиоволн.

5.3. Приём телевизионных сигналов с помощью антенн, которые устанавливаются на крышах домов (рис. 17), постепенно уходит в прошлое. Тем не менее, те же самые радиоволны переносят изображение

5.4. Спутниковые телевидение, телефонная связь, Интернет – всё это существует, благодаря радиоволнам, которые излучаются передатчиком, ретранслируются спутником и достигают приёмника (рис. 18).

5.5. Беспроводные мышь, клавиатура и гарнитура (рис. 19) также содержат миниатюрные приёмопередатчики, работающие в радиоволновом диапазоне.

5.6.GPS, ГЛОНАСС – глобальные системы позиционирования, с помощью которых можно определить не только своё место положения (рис. 20), но и многое другое – работают также в радиоволновом диапазоне.

5.7.Biuetooch,Wi-Fi, беспроводные компьютерные сети – это также передатчики и приёмники радиоволн (рис. 21).

5.8. Различные радиоуправляемые модели (рис. 22)обязательно имеют блок управления (передатчик) и приёмник в самой модели.

6. Радиоволны
6.1. Что такое радиоволны
Радиоволны – это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек). Напоминаю, что свет также относится к электромагнитным волнам, что и определяет их весьма схожие свойства (отражение, преломление, затухание и т.п.).
Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. Частота ЭМВ показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей. Измеряется частота в герцах (Гц) – единицах, названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1 Гц – это одно колебание в секунду, 1 мегагерц (МГц) – миллион колебаний в секунду. Зная, что скорость движения электромагнитных волн равна скорости света, можно определить расстояние между точками пространства, где электрическое (или магнитное) поле находится в одинаковой фазе. Это расстояние называется длиной волны. Длина волны (в метрах) рассчитывается по формуле: , где с – скорость света в м/с, n – частота в Гц.
Из формулы видно, что, например, n=1 МГц соответствует l=300 м. С увеличением частоты длина волны уменьшается, с уменьшением – наоборот. Электромагнитные волны свободно проходят через воздух или космическое пространство (вакуум). Но если на пути волны встречается металлический провод, антенна или любое другое проводящее тело, то они отдают ему свою энергию, вызывая тем самым в этом проводнике переменный электрический ток. Не вся энергия волны поглощается проводником, часть ее отражается от поверхности. Еще одним полезным свойством электромагнитных волн (впрочем, как и всяких других волн) является их способность огибать тела на своем пути – это явление получило название дифракция. Оно возможно лишь в том случае, когда размеры тела меньше, чем длина волны, или сравнимы с ней.
Энергия, которую несут электромагнитные волны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него. По-научному это звучит так: поток энергии, приходящийся на единицу площади, прямо пропорционален мощности излучения и обратно пропорционален квадрату расстояния до излучателя. Это значит, что дальность связи зависит от мощности передатчика, но в гораздо большей степени от расстояния до него. Например, поток энергии электромагнитного излучения Солнца на поверхность Земли достигает 1 киловатта на квадратный метр, а поток энергии средневолновой вещательной радиостанции – всего тысячные и даже миллионные доли ватта на квадратный метр.
6.2. Распределение спектра
Радиоволны (радиочастоты), используемые в радиотехнике, занимают область, или спектр от 10 000 м (30 кГц) до 0,1 мм (3 000 ГГц). Это только часть обширного спектра ЭМВ. Международными соглашениями весь спектр радиоволн, применяемых в радиосвязи, разбит на диапазоны:
Но эти диапазоны (рис. 23) весьма обширны и, в свою очередь, разбиты на участки, куда входят так называемые радиовещательные и телевизионные диапазоны, диапазоны для наземной и авиационной, космической и морской связи, для передачи данных и медицины, для радиолокации и радионавигации и т.д. Каждой радиослужбе выделен свой участок диапазона или фиксированные частоты.

6.3. Как распространяются радиоволны
Радиоволны излучаются через антенну в пространство и распространяются в виде энергии ЭМП. И хотя природа радиоволн одинакова, их способность к распространению сильно зависит от длины волны.
Земля для радиоволн представляет проводник электричества (хотя и не очень хороший). Проходя над поверхностью земли, радиоволны постепенно ослабевают. Это связано с тем, что электромагнитные волны возбуждают в поверхности земли электротоки, на что и тратится часть энергии. Т.е. энергия поглощается землей, причем тем больше, чем короче длина волны (выше частота). Кроме того, энергия волны ослабевает еще и потому, что излучение распространяется во все стороны пространства и, следовательно, чем дальше от передатчика находится приемник, тем меньшее количество энергии приходится на единицу площади и тем меньше ее попадает в антенну.
Передачи длинноволновых (ДВ) вещательных станций можно принимать на расстоянии до нескольких тысяч километров, причем уровень сигнала уменьшается плавно, без скачков. Средневолновые (СВ) станции слышны в пределах тысячи километров. Что же касается коротких волн (КВ), то их энергия резко убывает по мере удаления от передатчика. Этим объясняется тот факт, что на заре развития радио для связи в основном применялись волны от 1 до 30 км. Волны короче 100 метров вообще считались непригодными для дальней связи. На рис. 24 показано прохождение коротких и длинных радиоволн в атмосфере Земли.
Однако дальнейшие исследования коротких и ультракоротких волн (УКВ) показали, что они быстро затухают, когда идут у поверхности Земли. При направлении излучения вверх, короткие волны возвращаются обратно.
Еще в 1902 английский математик Оливер Хевисайд и американский инженер-электрик Артур Эдвин Кеннелли практически одновременно предсказали, что над Землей существует ионизированный слой воздуха – естественное зеркало, отражающее электромагнитные волны. Этот слой был назван ионосферой. Ионосфера Земли должна была позволить увеличить дальность распространения радиоволн на расстояния, превышающие прямую видимость. Экспериментально это предположение было доказано в 1923 году. Радиочастотные импульсы передавались вертикально вверх, и принимались вернувшиеся сигналы. Измерения времени между посылкой и приемом импульсов позволили определить высоту и количество слоев отражения.

Отразившись от ионосферы, короткие волны возвращаются к Земле, оставив под собой сотни километров «мертвой зоны». Пропутешествовав к ионосфере и обратно, волна не «успокаивается», а отражается от поверхности Земли и вновь устремляется к ионосфере, где опять отражается и т. д. Так, многократно отражаясь, радиоволна может несколько раз обогнуть земной шар.
Установлено, что высота отражения зависит в первую очередь от длины волны. Чем короче волна, тем на большей высоте происходит ее отражение и, следовательно, больше «мертвая зона». Эта зависимость верна лишь для коротковолновой части спектра (примерно до 25–30 МГц). Для более коротких волн ионосфера прозрачна. Волны пронизывают ее насквозь и уходят в космическое пространство.
Из рис. 25 видно, что отражение зависит не только от частоты, но и от времени суток. Это связано с тем, что ионосфера ионизируется солнечным излучением и с наступлением темноты постепенно теряет свою отражательную способность. Степень ионизации также зависит от солнечной активности, которая меняется в течение года и из года в год по семилетнему циклу.

Радиоволны УКВ диапазона по свойствам в большей степени напоминают световые лучи. Они практически не отражаются от ионосферы, очень незначительно огибают земную поверхность и распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому дальность действия ультракоротких волн невелика. Но в этом есть определенное преимущество для радиосвязи. Поскольку в диапазоне УКВ
волны распространяются в пределах прямой видимости, то можно располагать радиостанции на расстоянии 150–200 км друг от друга без взаимного влияния. А это позволяет многократно использовать одну и ту же частоту соседним станциям.
Свойства радиоволн диапазонов ДЦВ и 800 МГц еще более близки к световым лучам и потому обладают еще одним интересным и важным свойством. Вспомним, как устроен фонарик. Свет от лампочки, расположенной в фокусе рефлектора, собирается в узкий пучок лучей, который можно послать в любом направлении. Примерно то же самое можно проделать и с высокочастотными радиоволнами. Можно их собирать зеркалами-антеннами и посылать узкими пучками. Для низкочастотных волн такую антенну построить невозможно, так как слишком велики были бы ее размеры (диаметр зеркала должен быть намного больше, чем длина волны). Возможность направленного излучения волн позволяет повысить эффективность системы связи.
Связано это с тем, что узкий луч обеспечивает меньшее рассеивание энергии в побочных направлениях, что позволяет применять менее мощные передатчики для достижения заданной дальности связи. Направленное излучение создает меньше помех другим системам связи, находящихся не в створе луча.
При приеме радиоволн также могут использоваться достоинства направленного излучения. Например, многие знакомы с параболическими спутниковыми антеннами, фокусирующими излучение спутникового передатчика в точку, где установлен приемный датчик. Применение направленных приемных антенн в радиоастрономии позволило сделать множество фундаментальных научных открытий.
Необходимо отметить, что с уменьшением длины волны возрастает их затухание и поглощение в атмосфере. В частности, на распространение волн короче 1 см начинают влиять такие явления как туман, дождь, облака, которые могут стать серьезной помехой, сильно ограничивающей дальность связи.
Таким образом, мы выяснили, что волны радиодиапазона обладают различными свойствами распространения, и каждый участок этого диапазона применяется там, где лучше всего могут быть использованы его преимущества.

Поиск по сайту: