Реферат "Радіохвилі та їх класифікація"

Радіохви́лі — діапазон електромагнітних хвиль з довжиною хвилі від 10-5 до 1010 метра.

В експериментах Герца (1880-ті) вперше були одержані хвилі з довжиною кілька десятків сантиметрів. В 1895-99 О. Попов вперше використав радіохвилі для бездротового зв'язку. З розвиткомрадіотехніки розширявся і частотний діапазон хвиль, що можуть бути зґенеровані чи сприйняті радіоапаратурою. В природі існують і природні джерела радіохвиль у всіх частотних діапазонах. Наприклад таким джерелом може бути будь-яке нагріте тіло. Також радіохвилі можуть генеруватися деякими природними явищами (блискавка) або космічними об'єктами (нейтронні зірки).

Використовуються радіохвилі не лише для власне радіо але й для локації, дослідження космічних об'єктів, дослідження середовища, в якому вони поширюються, і в радіометеорології.

Класифікація радіохвиль за діапазонами

Характер впливу тих чи інших факторів істотно залежить від довжини хвиль. Хвилі кожного діапазону мають свої особливості поширення, але на кордонах діапазонів не існує різких змін цих особливостей. У таблиці 1.2 наведено розподіл електромагнітних хвиль за діапазонами за рекомендаціями Міжнародного консультативного комітету радіозв'язку (МККР).

Шкалу електромагнітного випромінення по діапазонах радіохвиль зображено на рис. 1. Вздовж горизонтально вісі зверху наведено шкалу частот у Герцах, знизу – шкалу радіохвиль у метрах.

Рис.1

У табл. 1. наведено розподіл електромагнітних хвиль за діапазонами згідно з Державним стандартом України та вказані відповідні номері діапазонів за рекомендаціями Міжнародного консультативного комітету радіозв'язку (МККР). У 1992 p. МККР (CCIR: Comité consultatif international pour la radio) був перетворений в International Telecommunication Union – Radiocommunication Sector (ITU – R): Сектор радіозв'язку Міжнародного Союзу електрозв'язку (МСЕ).

Таблиця 1.– Класифікація радіохвиль за діапазонами

Електромагнітні хвилі оптичного діапазону виділяються окремо:

Класифікація радіохвиль за способом поширення

За способом  поширення в навколоземному просторі радіохвилі розподіляються по чотирьох групах:

• підземні (підводні) хвилі;
• земні або поверхневі хвилі;
• тропосферні хвилі;
• іоносферні, або просторові, хвилі.

Підземні (підводні) хвилі. При падінні на земну поверхню радіохвилі  частково                            відбиваються,                            частково              заломлюються, поширюючись як підземні (підводні) хвилі і поглинаються в товщі землі або воді.

Неоднорідність структури земної поверхні і атмосфери є причиною непрямолінійного поширення радіохвиль. Земні              хвилі              –              це                            радіохвилі,              що                            поширюються              в безпосередній близькості (в масштабі довжин хвиль) від поверхні землі, частково огинають її опуклість внаслідок дифракції. До дифракції              схильні                            довгі              і              наддовгі              хвилі,              довжина                            яких порівнянна                                          з              розмірами              опуклостей.   Дальність              поширення

досягає за рахунок дифракції до 3000 – 4000 км.

Тропосферні хвилі – це радіохвилі, що поширюються на значні відстані (до 1000 км) за рахунок рефракції (викривлення траєкторії поширення радіохвиль) і розсіювання в тропосфері (туман, хмари, дощ) (рис. 1.18, б). Розсіювання хвиль проявляється на λ < 10 м, ці хвилі слабо дифрагують навколо земної кулі. В той же час, значні довжини радіотрас досягаються за рахунок напрямної хвилеводної дії тропосфери. У тропосферних хвилеводах поширюються радіохвилі λ < 3 м (рис. 1.18, а). Тропосфера неоднорідна як по висоті, так і уздовж поверхні Землі.

Іоносферними, або просторовими, хвилями називаються радіохвилі, що поширюються на великі відстані і огинають земну кулю в результаті одноразового або багаторазового їх віддзеркалення від іоносфери при λ > 10 м (рис.1.18, в), а також хвилі, що розсіюються на неоднорідностях іоносфери і відбиваються від іонізованих слідів метеорів (у діапазоні метрових хвиль). Іонізація обумовлена дією ультрафіолетових променів Сонця, внаслідок чого з’являється велика кількість вільних електронів.

а б в

а) – явище рефракції радіохвиль, б) – розсіювання УКХ, в) – вплив іоносфери на поширення радіохвиль різних діапазонів

Рисунок 1.18 – Три основних фактори впливу першого шару атмосфери на поширення радіохвиль

Радіохвилі в космосі. За межами іоносфери щільність газу та електронна щільність зменшується і на відстані, рівній 3...4,5 (