Особенности распространения КВ | RadioUniverse

Еще в первые годы использования КВ было обнаружено, что прием волн короче 50 м оказывался невозможным на расстояниях около 100 км, тогда как слышимость была исключительно хорошей на расстояниях в несколько тысяч километров. Область, в которой прием сигнала невозможен, была названа зоной молчания. Наличие зоны молчания объясняется тем, что КВ, распространяющиеся вблизи Земли, плохо огибают земной шар и сильно поглощаются земной поверхностью, так что уже на расстоянии около 100 км напряженность поля оказывается недостаточной для приема. На рис. 22 показано, что волна, распространяющаяся вдоль поверхности земли из точки А, может быть принята только на участке АБ. В то же время от ионосферы КВ могут отражаться только в том случае, если они падают достаточно полого на ионосферный слой. Такие волны, отражаясь, проходят большое расстояние и попадают в точку В и дальше, на меньшие же расстояния от передающей станции эти волны на поверхность земли не приходят.

В результате на некоторой части трассы БВ прием радиоволн невозможен; этот участок называется зоной молчания. Чем короче волна, тем шире зона молчания. Наличие зон молчания часто отмечается радиолюбителями-коротковолновиками. Им известно, что хорошо налаживается связь с корреспондентом, удаленным на 2000—3000 км, и невозможно осуществить связь с корреспондентом, находящимся на расстоянии 200—300 км.

Неприятное явление при работе на КВ — замирания. Изменения уровня сигнала получаются резкими и происходят часто. Это вызвано тем, что слой F, от которого отражаются КВ, неустойчив. Причиной замираний является то обстоятельство, что в место приема приходит несколько волн, проходящих различные пути, причем длина этих путей меняется. Для того чтобы фаза волны в диапазоне КВ изменилась на 180°, длина пути волны должна измениться менее чем на 50 м. Такие изменения высоты отражения в ионосфере могут происходить очень часто.

Для борьбы с замираниями применяют приемные антенны с узкой диаграммой направленности, ориентированной так, чтобы принималась только волна, пришедшая наиболее коротким путем. поверхности Земли. Это явление поясняется на рис. 25, а. Излучаемые антенной радиопередающего устройства радиоволны 1 отражаются от ионосферы и попадают на Землю в точку Б. На поверхности Земли всегда имеются значительные неровности (холмы, деревья, строения). Поэтому не вся энергия волны отражаются зеркально, а часть ее рассеивается во всех направлениях (2—5). Рассеянные неоднородностями волны частично вновь отражаются от ионосферы и возвращаются на Землю, причем какая-то доля энергии направляется обратно (5) в то место, где находится радиопередающее устройство.

Интересная история исследования вопроса о рассеянии КВ. Еще в 1926— 1930 гг. было замечено, что прием сигналов, излучаемых мощными КВ станциями, наблюдается в «зоне молчания». Кроме того, были замечены ошибки пеленга КВ станций. Специальные опыты показали, что эти явления объясняются рассеянием радиоволн. Однако до 1946 г. исследователи затруднялись ответить на вопрос, где же происходит это рассеянное отражение. Английский ученый Т. Л. Эккерлей открыл и исследовал рассеяние радиоволн на неоднородностях слоя Е, которое в настоящее время широко используется для дальней связи на метровых волнах. Источником рассеяния коротких волн Эккерлей также считал слой Е в точке В (рис. 25, б). Возможность того, что дальние рассеянные отражения являются результатом рассеяния радиоволн неровностями земной поверхности, Т. Л. Эккерлей категорически отрицал. Авторитет Эккерлея был настолько велик, что в течение 20 лет никто не был в состоянии опровергнуть его мнение, хотя многие исследователи занимались этим вопросом. Только в 1946 г. советский исследователь Н. И. Кабанов доказал, что дальние возвратные отражения КВ обусловлены рассеянием на неоднородностях поверхности Земли, на которую падают КВ, отразившиеся от ионосферы.

Правильное определение места рассеяния КВ позволило использовать рассеянные отражения для определения частот, на которых следует вести связь в данное время. Для этого перед началом основного сеанса передачи несколько минут передают сигнал, промодулированный импульсами. Оператор на специальном осциллографе наблюдает за величиной принятого сигнала, созданного рассеянным отражением. Горизонтальная развертка осциллографа проградуирована в километрах. Вид осциллограммы такого сигнала показан на рис. 26.

Присутствие сигнала на осциллографе указывает на то, что излучаемые антенной волны проходят, а верхняя граница применимых частот не пройдена. По величине этого сигнала можно судить о напряженности поля в месте приема, а по шкале расстояний можно определить, облучается ли нужная область территории. Такой метод определения рабочей частоты называется методом возвратно-наклонного зондирования — ВНЗ. Метод ВНЗ позволяет быстро и точно выбрать для связи нужную рабочую частоту, что особенно трудно сделать другим способом на протяженных линиях связи. Таким образом, явление рассеяния КВ, казавшееся на первых порах вредным, теперь успешно используется для контроля работы радиолиний связи. Система ВНЗ работает на линии связи Москва — Хабаровск.

Особенности распространения радиоволн коротковолнового диапазона

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
ЛЕКЦИЯ № 6
Особенности распространения
радиоволн коротковолнового диапазона
1

2.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ЛЕКЦИИ1. Физические процессы при
распространении коротких волн.
2. Процессы, затрудняющие работу
КВ-канала передачи.
3. Влияние солнечной активности и
геомагнитных возмущений на
короткие волны.
2

3. Литература для самостоятельной работы

Основная литература
1.Дементьев С.Г., Левашов Ю. А. Электродинамика и
распространение радиоволн. Стр. 73-82.
2.Халаев Н.Л. Презентация к лекции № 6 «Особенности
распространения радиоволн коротковолнового
диапазона».
3.Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и
распространение радиоволн. Стр. 324-331,
135-146.
Дополнительная литература
4. ГОСТ Р 52002-2003. Электротехника. Термины и
определения.
5. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. Стр. 268306.
3

4. ВВЕДЕНИЕ

4

5. Вопрос 1 Физические процессы при распространения радиоволн КВ-диапазона.

Вопрос 1
Физические процессы при
распространения радиоволн КВдиапазона.
5

6. КВ – поверхностные волны

1072,2
6

7. КВ – ионосферные волны

Распространение коротких волн как
ионосферных требует более
тщательного анализа
7
Состав и строение ионосферы
8

9. Влияние солнечной радиации на молекулы воздуха

9

10. Процесс ионизации имеет два направления: фотоионизация и ударная ионизация

10

11. Прочие источники ионизации

11

12. Распределение слоев электронной концентрации

12

13. Траектория волны при нормальных ионосферных условиях

13

14. Условия функционирования КВ-радиоканала

Условия функционирования КВрадиоканала
14

15. Спорадический слой

15
Вопрос 2
Процессы, затрудняющие работу
КВ-канала передачи .
Кроме выше указанных свойств КВ
существует ряд особенностей
распространения радиоволн этого
диапазона, затрудняющих приемпередачу информации в радиоканале:
-замирания;
— зоны молчания;
— радиоэхо.
Проанализируем эти явления.
16

17. Замирания

17
Природа интерференционного
замирания лучей
Интерференция этих лучей также приводит к возникновению
замираний сигналов. Наиболее важный случай интерференционных
замираний схематически показан на рисунке.
18
БОРЬБА С ЗАМИРАНИЯМИ
19

20. Зоны молчания

Зоной молчания называют
образующуюся вокруг работающего
передатчика кольцевую область, в
которой отсутствует прием
сигналов. Короткие волны, как
поверхностные поглощаются в
почве, а луч, составляющий угол β
попадает в точку С. Все более
пологие лучи попадают в более
удаленные точки на поверхности
Земли.
На нижнем рисунке показана зона
молчания в плане. Внутренний
радиус определяется условиями
распространения поверхностных
20
волн.

21. Меры устранения зоны молчания

По мере увеличения частоты размеры
зоны молчания возрастают за счет
одновременного уменьшения внутреннего
и увеличения внешнего радиусов зоны.
При уменьшении частоты внешний и
внутренний диаметр стремятся друг к
другу, принимают одинаковые значения и
зона молчания исчезает.
Если подстилающей поверхностью
является морская вода, то зоны молчания
не наблюдаются.
21

22. Радиоэхо на коротких волнах

Относительно небольшое
поглощение КВ при ионосферном
распространении позволяет
радиоволнам огибать земной шар по
ионосферному каналу (как показано на
верхнем рисунке) или за счет
переотражений от земной
поверхности и ионосферы (нижний
рисунок).
Различают прямое и обратное
радиоэхо.
Степень запаздывания эхо-сигнала
тем больше, чем больше разница в
расстояниях при прямом и обратном
22
распространениях.

23. Выделение эхо-сигнала по временному интервалу

Распространение радиоволн вокруг земного
шара по экватору продолжается около 0,13
секунды. Одну тысячу километров волна
преодолевает за 0,003 с.
Для выделения прямого эхо-сигнала
используют первый временной показатель, при
обратном – второй.
Как прямое, так и обратное кругосветное эхо
может быть многократным. Разница в моментах
прихода сигнала и эха будет кратной 0,13 с.
23

24. Методы борьбы с эхом

Подавление обратного эха обеспечивается применением
однонаправленных приемных и передающих антенн.
Труднее устранить прямое кругосветное эхо. В основу
методов борьбы с прямым кругосветным эхом можно
положить то обстоятельство, что во время возникновения
кругосветного эха состояние ионизации в разных пунктах
отражения, вследствие разной длительности дня и ночи,
не вполне одинаково. Это позволяет выбрать радиоволны
таких частот, которые вовсе не отражаются от ионосферы.
При этом не исключается, что придется в течении
нескольких часов существования эха перейти на новую
частоту.
Наличие смарт-антенн позволяет распознавать эхо-сигнал
24
и подавлять его.
Вопрос 3..
Влияние солнечной активности и
геомагнитных возмущений на короткие
волны
25

26.

Заключение по явлению26

27. Влияние геомагнитных возмущений на условия распространения коротких волн.

27

28. Общие ионосферные возмущения

Эти возмущения создаются происходящими время от времени на Солнце
извержениями потока заряженных частиц, которые, вторгаясь в
атмосферу Земли, вызывают нагревание верхних слоев атмосферы и
нарушают нормальную структуру ионизированной области атмосферы,
главным образом, самой верхней части – области F2. Приближаясь к
Земле, корпускулярные потоки отклоняются от первоначальных
прямолинейных траекторий, завихряются и попадают, главным
образом, в полярные районы. Этим определяется географическое
распределение ионосферных возмущений. Интенсивность
ионосферных возмущений заметно снижается по мере уменьшения
географической широты.
Во время ионосферных возмущений электронная концентрация в
области F2 резко уменьшается. Область приобретает многослойный
характер, что приводит к потере устойчивости связи.
28

29. Поглощения в зоне полярных сияний

Это ионосферные возмущения местного характера, которые
по своей сути являются поглощениями. Среди них в первую
очередь следует отметить поглощения в кольцевой или
спиральной форме, проходящие на геомагнитной широте
67, 5 градуса с севера и с юга шириной до 10 градусов. Под
действием заряженных частиц с энергией до 1 Мэв, глубоко
проникающих в атмосферу на уровне областей Е или D ,
образуется сильно ионизированная область, которая
вызывает значительное поглощение распространяющихся
коротких волн. В то же время, ионизация этого слоя
недостаточна для отражения коротких волн. Поглощения в
зоне полярных сияний часто считаются предвестниками
мировых магнитных бурь. Длительность этих поглощений
измеряется часами и сутками.
29

30. Поглощения в полярной шапке

Другая разновидность ионосферных возмущений местного
характера сокращенно называемая ППШ.
В отличие от зоны полярных сияний , полярной шапкой
называют круговую область с центром в геомагнитных
полюсах, нижней границей которой является геомагнитная
широта 64 градуса.
Сильная ионизация в этой области время от времени
создается потоками космических лучей несолнечного
происхождения, обладающие энергией 10 – 100 Мэв, то есть
гораздо более энергичными частицами , чем частицы
солнечного происхождения. Они влияют на зону D , организуя
мощное поглощение коротких волн. Длительность
поглощений достигает десятков часов.
30

31. Внезапные поглощения

Так называют особый вид ионосферных возмущений,
которые вызываются происходящими время от времени на
поверхности Солнца хромосферными вспышками, которые
сопровождаются резким усилением интенсивности
коротковолнового ультрафиолетового и рентгеновского
излучений. Глубоко проникая в атмосферу Земли,
электромагнитная радиация вызывает сильную ионизацию
слоя D, а следовательно , и значительное поглощение
коротких волн.
Длительность внезапных поглощений колеблется от
нескольких минут до нескольких часов.
31
32

English     Русский Правила

Распространение радиоволн в земной коре

%PDF-1. 4 % 103 0 объект > эндообъект 98 0 объект >поток application/pdf

Журнал исследований Национального бюро стандартов является публикацией правительства США. Документы находятся в общественном достоянии и не защищены авторским правом в США. Тем не менее, обратите особое внимание на отдельные работы, чтобы убедиться, что не указаны ограничения авторского права. Для отдельных произведений может потребоваться получение других разрешений от первоначального правообладателя.

Распространение радиоволн в земной коре

Уилер, Гарольд А.

Подключаемый модуль Adobe Acrobat 9.13 Paper Capture2010-12-02T16:11:15-05:00Adobe Acrobat 9.02012-01-09T14:53:23-05:002012-01-09T14:53:23-05:00uuid:bb952ca9-c5c6 -4e10-928f-09d7ce4c78f7uuid:1acaa592-5084-451d-8771-706a69822460uuid:bb952ca9-c5c6-4e10-928f-09d7ce4c78f7default1

converteduuid:90267fa2-484b-4f47-9228-d80b847c25e5converted to PDF/A-1bpdfaPilot2012-01-09T14:53 :19-05:00

False1B

http://ns. adobe.com/pdf/1.3/pdfAdobe PDF Schema

internalОбъект имени, указывающий, был ли документ изменен для включения информации треппингаTrappedText

http://ns.adobe.com/xap/1.0/mm/xmpMMXMP Media Management

внутренний идентификатор на основе UUID для конкретного воплощения документаInstanceIDURI

internalОбщий идентификатор для всех версий и представлений документа.OriginalDocumentIDURI

http://www.aiim.org/pdfa/ns/id/pdfaidPDF/A ID Schema

internalPart of PDF/A standardpartInteger

внутреннее изменение стандарта PDF/AamdText

внутренний уровень соответствия стандарту PDF/A, соответствие тексту

конечный поток эндообъект 76 0 объект >

эндообъект 99 0 объект [>] эндообъект 97 0 объект > эндообъект 94 0 объект > эндообъект 95 0 объект > эндообъект 96 0 объект > эндообъект 104 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница> > эндообъект 1 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 8 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 14 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 21 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 28 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 35 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 41 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 42 0 объект [43 0 Р 44 0 Р 45 0 Р] эндообъект 46 0 объект > поток

MIC Веб-сайт использования радио｜Назначение частоты｜Основные виды использования и характеристики радиоволн

1. i. Очень низкая частота (VLF)

   Радиоволна ОНЧ имеет очень большую длину волны от 10 до 100 км и распространяется по поверхности земли мимо небольших гор.

2. ii. Низкая частота (НЧ)

   Низкочастотная радиоволна имеет длину волны от 1 до 10 км и распространяется очень далеко. НЧ использовался для радиотелеграфии примерно до 1930; однако постепенно он не использовался для этой цели, поскольку для этого требовались крупногабаритная антенна и передающее устройство, а высокочастотная связь была в значительной степени развита. НЧ частично используется для звукового вещания в Европе, Африке и некоторых других регионах, а в Японии он используется станциями Loran C для радионавигации, навигационными маяками для судов и самолетов, а также станциями сигналов стандартной частоты и времени, передающими информацию. на стандартной частоте и сигнале времени.

3. iii.Средняя частота (MF)

   Радиоволна MF имеет длину волны от 100 м до 1000 м и распространяется путем отражения от слоя E ионосферы, сформированного на высоте около 100 км. Из-за характеристик дарио-волны СЧ, обеспечивающих стабильное распространение на большие расстояния, она подходит для звукового вещания. В то время как для передачи СЧ-радиоволн требуется крупногабаритный передатчик и антенна, для его приема необходим только приемник простого типа.

4. iv.Высокая частота (ВЧ)

   КВ-радиоволна имеет длину волны от 10 до 100 м и может распространяться на противоположную сторону планеты, многократно отражаясь от F-слоя ионосферы, формирующегося на высоте около 200-400 км над поверхностью земли. Поскольку он обеспечивает связь на большие расстояния, он используется для связи с океанскими судами, авиационной связи, международного вещания и радиолюбительской связи.

5. v.Очень высокая частота (VHF)

   УКВ-радиоволны имеют длину волны от 1 м до 10 м и распространяются прямо, не отражая ионосферу, и в то же время достигают за горами или зданиями. Поскольку он может нести больше информации, чем высокая частота, он используется для телевизионного вещания в диапазоне УКВ, FM-вещания или мобильной связи.

6. vi.Сверхвысокая частота (УВЧ)

   Радиоволны УВЧ имеют длину волны от 10 см до 1 м и обладают большей прямолинейностью, чем очень короткие волны, когда они проникают за небольшие горы или здания. Он используется для мобильной связи, так как подходит для передачи большого количества информации с помощью небольших антенн, передатчиков и приемников. Он также используется для телевещания в диапазоне УВЧ.

7. vii.Сверхвысокая частота (СВЧ)

   Радиоволна СВЧ имеет длину волны от 1 см до 10 см. Поскольку он распространяется прямолинейно, он подходит для передачи в определенном направлении. Поскольку он пригоден для передачи довольно большого количества информации, его используют для фиксированных связей между телефонными станциями, спутниковой связи и спутникового вещания. Кроме того, он также используется для радаров.

8. viii. Чрезвычайно высокая частота (КВЧ)

   Радиоволна КВЧ имеет очень короткую длину волны от 1 мм до 10 мм.