рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Распространение ультракоротких волн.

Распространение ультракоротких волн. - раздел Информатика, Информации о фактическом техническом состоянии оборудования и автоматическом прогнозировании отказов На Укв Достигаются Большие Воз­можности В Радионавигации. Телевидение, Радиол...

На УКВ достигаются большие воз­можности в радионавигации. Телевидение, радиолокация, ближняя радионавигация осуществимы только на УКВ благодаря широкой полосе пропускания радиолиний и высо­кой направленности антенн.

В течение десятилетий применение УКВ ограничивалось требованием пря­мой (геометрической) видимости между антеннами передающей и приемной стан­ций, которое вытекает из прямолинейно­сти распространения основного потока энергии этих волн. Действительно, ди­фракция вокруг (больших преград почти несвойственна УКВ, а .потому они прак­тически не огибают выпуклость земной поверхности. В ионосфере же не может быть достигнута такая степень иониза­ции, которая была бы достаточной для нормального отражения УКВ (исключе­ние может быть в годы высокой солнеч­ной активности для нижней части мет­рового диапазона— примерно 7—10 м). Именно поэтому УКВ первоначально применялись для ближних наземных свя­зей, для местного радиовещания и те­левизионного вещания и для связей са­молетов в воздухе.

Если УКВ распространяются в при­земном слое воздуха, то они могут ис­пытывать поглощение, ослабляющее, на­пряженность ноля по сравнению с по­лем при распространения в безвоздуш­ном пространстве. Причиной поглоще­ния энергии радиоволн могут явиться капли воды в виде дождя или тумана. Правда, практически заметным это по­глощение становится только на волнах короче 3 см.

Физически процесс поглощения в каплях воды можно представить как ре­зультат наведения в них тонов смеще­ния, плотность .которых пропорциональ­на частоте. Кроме того, граница дожде­вой полосы или облака как среды с иными параметрами (для воды прони­цаемость ε = 80) создает отражение и рассеяние очень коротких волн. Линия связи на волне 2 см во время атмосфер­ных осадков становится неустойчивой. На волнах миллиметрового диапазона наблюдается значительное поглощение в молекулах водяных паров и затем в мо­лекулах кислорода.

Учитывая эти свойства, для радио­передачи вдоль земной поверхности ис­пользуют волны не короче 3 см. Напри­мер, телевизионные передачи ведутся на метровых, а в последнее время на деци­метровых волнах. Радиорелейные линии работают преимущественно на волнах 3—10 см, а также на дециметровых вол­нах. Связь же между ,подвижными на­земными объектами (автомобильный и авиационный транспорт) осуществ­ляется в основном на волнах метрового диапазона.

Требование прямой (геометрической) видимости между антеннами корреспон­дирующих радиостанций УКВ заставля­ет располагать антенны по воэможности выше. B стационарных сооружениях для подъема антенн УКВ служат спе­циальные - опоры — либо башни, либо мачты. Если представить земную по­верхность идеально шарообразной и гладкой (рис. 5.10) и принять высоту

Рис. 5.10. Предельное расстояние прямой видимости между антеннами подъема одной антенны h1 (в метрах), а другой h2, то предельное расстояние прямой видимости d (в ки­лометрах) вычисляется как:

d = 3,57 ( √h1 + √h2 )

Связь на УКВ при наличии прямой видимости между антеннами характеризуется возможностью одновременного воздействия на приемник не только пря­мой волны, но и волны, отражаемой от земной поверхности. На рис. показаны передающая антенна на высоте h1 и приемная антенна на высоте h2.

 

Рис. 5.11. Взаимодействие прямой и от­раженной волн в пункте приема: а — геометрическое построение лучей; б — зависимость результирующего по­ля от высоты передающей антенны.

 

Луч прямой волны соединяет антенны А1 и А2. Луч отраженной волны легко построить, соединив «зеркальное отра­жение» передающей антенны А11 прямой линией с приемной антенной А2. Это да­ет точку отражения на земной поверхно­сти, в которой углы падения и отраже­ния δравны между собой.

Длина прямого луча г1 меньше дли­ны отражаемого луча г2. Поэтому в точку А2 волны по этим двум путям приходят, вообще говоря, в разных фа­зах. Разность фаз зависит от разности хода (г2—г1) и от длины волны. При за­данной длине волны разность хода из­меняется с изменением высот антенн и

расстояния между ними. Если любую из этих трех величия изменять плавно, то сдвиг фаз будет периодически ме­няться от 0 до 180°, вновь до нуля и т. д. Следовательно, напряженность по­ля Е2 получит периодические изменения, как показано для .примера на рис. 5.11.,б.

Это свойство, означает следую­щее: если линяя радиосвязи выполнена правильно и отдельно взятый луч г1 обеспечивает по расчету уверенную связь, а фактически связь отсутствует или оказывается неуверенной, то не­большим изменением одной из указан­ных величин (h1 ,h2 d или λ ) можно достигнуть результата. Эф­фект интерференции прямого и отражен­ного лучей может наблюдаться и при таком расстоянии d, которое не допус­кает пренебрежения выпуклостью Земли. С другой стороны, при отражении мо­жет поглощаться или рассеиваться зна­чительная часть энергии луча г2, поэто­му даже при сдвиге фаз в 180° резуль­тирующее поле не будет равно нулю.

На УКB, которые способны более успеш­но огибать небольшие преграды на зем­ной поверхности, чем ДВ, можно под­держивать связь и в отсутствие прямой видимости. Такая связь, называемая часто «низовой» связью. Дальности низовой связи на MB обычно исчисляются километрами, ре­же — немногими десятками километров.

Очень интересны возможности связи на УКВ за пределами горизон­та. Такие возможности открыты в по­следние десятилетия и объясняются свойствами атмосферы, приводящими к тем или иным искривлениям лучей УКВ.

Возможны случаи, когда показатель преломления воздуха уменьшается с вы­сотой быстрее, чем при нормальном со­стоянии атмосферы. Это особенно часто наблюдается над водной поверхностью:

влажность воздуха в нижних слоях тро­посферы над волной велика и резко убывает с высотой. Тогда луч оказы­вается преломленным настолько сильно, что он может возвратиться к земной поверхности, отразиться от нее, вновь испытать преломление в тропосфере, возвратиться к Земле на удвоенном расстоянии и т. д. (рис. 5.12).

 

 

 

Рис. 5.12. Распространение УКВ в тропосферном вол­новоде.

Другая возможность дальней и сравнительно устойчи­вой связи на УКВ создается рассеянием их энергии в местных (локальных) неоднородностях тропосферы. Известно, что такие неоднород­ности постоянно создаются и распада­ются благодаря вихревым движениям воздуха на высоте 3—5 км и более. Не­однородности характеризуются в элект­рическом отношении коэффициентом преломления, отличающимся от нормаль­ного.

Лучи УКВ, проходя сквозь тропо­сферные неоднородности, испытывают частичное отражение рассеянного харак­тера (рис. 5.13,а). Рассеянно отражен­ные лучи направляются преимуществен­но вперед и вниз, так что некоторая часть энергии радиоволн достигает Зем­ли на расстояниях, исчисляемых сот­нями километров. Эти расстояния мож­но подсчитать, зная высоту неоднород­ности тропосферы h и построив из этой области две касательные прямые к поверхности Земли (рис. 5.13,6). Так, если принять h ≈ 3 км, то можно гео­метрически вычислить расстояние (дугу) FВ ≈ 400 км. Если в пунктах А и В расположить радиостанции, то можно получить радиолинию тропосферной связи (точнее, линию связи на УКВ с использованием рассеянного отражения

 

Рис. 5.13. Связь с рассеянным отражением УКВ:

а — рассеяние на неоднородностях; б - дальность тропосферной связи в тропосфере). Обычно такие линия рассчитываются на дальности до 200— 300 км, но могут быть и более протя­женные линии (до нескольких тысяч километров).

Однако создание линии тропосфер­ной связи — значительно более сложная задача, нежели линии KB диапазона на то же расстояние. Благодаря рассеян­ному отражению волн от тропосферной неоднородности напряженность поля па­дает с расстоянием более резко, чем при прямой видимости. Поэтому требуются значительные мощности передатчиков (от 1 до 50 кВт), антенны больших размеров с высокой направленностью и высокочувствительные приемники. Лишь после создания такой аппаратуры и уда­лось открыть явление тропосферного рассеяния. Рассеянное отражение УКВ ( метровых) наблюдается также в нижних слоях ионосферы.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Информации о фактическом техническом состоянии оборудования и автоматическом прогнозировании отказов

Тема Качественная оценка... Автоматизированные системы контроля АСК служат для опре деления обслуживания аппаратуры В эксплуатируемых...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Распространение ультракоротких волн.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Общие закономерности распространения радиоволн
  Электромагнитные волны обладают свойством огибать преграды. Это свойст­во (дифракция—огибание) изу­чается в физике применительно к вол­нам оптического диапазона. Пр

Распространение длинных радиоволн
Сверхдлинные и длинные волны (λ >1000 м, f<3-105 Гц) обладают, как нам известно, наибольшей способностью огибать выпуклость земного шара. Одна­ко практическая возможность держ

Электромагнитные волны в космическом пространстве
Для систем обычной наземной ра­диопередачи оценку воздействия сигнала на приемную установку выражают напряженностью электрического поля ра­диоволн в пункте приема. Но такая оценка, удобная для ради

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги