Детская энциклопедия

Меню сайта











Как распространяются радиоволны

Радиоволны могут излучаться через антенну в пространство и распространяться без прово­дов в виде энергии электромагнитного поля. Однако волны различной длины распростра­няются не одинаково и требуют антенн различ­ных размеров.

Земля представляет собой проводник элек­тричества, хотя и не очень хороший. Радио­волны, проходя лад Землей, возбуждают в ней электротоки. На создание этих токов тратится часть энергии, и радиоволны постепенно осла­бевают; чем волна короче, тем больше она поглощается Землей.

Радиоволна ослабевает еще и потому, что энергия, излученная передатчиком, расходится во все стороны пространства, и, чем дальше от передатчика, тем меньше приходится энергии на такую же площадь, тем меньше энергии может принять одна антенна.

Передачи длинноволновых станций можно принимать на расстояниях до нескольких ты­сяч километров, причем громкость приема умень­шается плавно, без скачков (рис. 3).

Средние волны распространяются в пределах тыся­чи километров. Ночью слышимость средне­волновых станций резко возрастает. Что же касается коротких волн, то энергия их резко убывает по мере удаления от передатчика.

Не удивительно поэтому, что в первые годы развития радиотехники для дальней связи применяли волны длиной от 1 до 30 км. Вол­ны короче 100 м считались непригодными для дальней связи и их отвели радиолюбителям.

Однако, после того как ученые глубже иссле­довали свойства коротких и ультракоротких волн, оказалось, что они быстро затухают, лишь когда идут у поверхности Земли. Распростра­няясь вверх под большим углом к горизонту, короткие волны не уходят в пространство, а возвращаются обратно. Объясняется это свойствами атмосферы. Она состоит из тропо­сферы, стратосферы и ионосферы. Верхний слой — ионосфера — отражает короткие вол­ны и помогает нам использовать их для даль­ней радиосвязи.

Это свойство ионосферы было обнаружено почти случайно. В 1921 г. один французский радиолюбитель принял на волне 20 м передачу маломощной американской радиостанции. Так, между Европой и Америкой был переброшен первый коротковолновый «радиомост». А мень­ше чем через год уже была установлена двух­сторонняя радиосвязь через Атлантический океан.

Секрет дальнодействия коротких волн за­интересовал физиков. Еще в 1902 г. американ­ский ученый Кеннеди и английский ученый Хевисайд высказали предположение, что на большой высоте должен быть слой воздуха, отражающий радиоволны. Сверхдальняя люби­тельская радиосвязь подтвердила эту догадку, а современная наука точно установила наличие ионизированных слоев воздуха, отражающих радиоволны.

Процесс распространения коротких волн протекает так. Отразившись от ионосферы, они возвращаются к Земле далеко от источника, оставив под собой сотни километров «мертвой зоны» (рис. 4).

Но, пропутешествовав к ионосфере и обратно, волна не успокаивается. Кос­нувшись Земли, она отражается от ее поверх­ности и вновь устремляется к ионосфере, снова отражается и т. д. Так, многократно отражаясь от ионосферы и земли, она может несколько раз обогнуть земной шар.

Установлено, что угол отражения зависит в первую очередь от длины волны. Чем короче волна, тем дальше от источника посылает ее ионосфера. Но эта зависимость верна лишь для волн длиною до 8—15 м. Более короткие волны ионосфера не отражает: они пронизывают ее насквозь и безвозвратно уходят в космическое пространство.

Эти ультракороткие волны ближе всех дру­гих радиоволн стоят к световым лучам и кое в чем напоминают их. Они почти не огибают земную поверхность и распространяются пря­молинейно, в пределах прямой видимости. Поэтому дальность действия ультракоротких волн невелика. Но у них есть и преимущества для радиосвязи.

Поскольку они распространяются в преде­лах прямой видимости, радиостанции, рабо­тающие на УКВ, можно строить в 150—300 км друг от друга — взаимного влияния между ними не будет. Иными словами, одна и та же частота может быть многократно использована для радиопередач с соседних станций.

Но не только это позволяет работать на ультракоротковолновом диапазоне очень мно­гим станциям. Волны длиной от 10 до 5 м охватывают полосу частот от 30 до 60 Мгц, т. е. полосу в 30 Мгц. Длинные и средние волны— от 2000 до 200 м — соответствуют частотам от 0,15 до 1,5 Мгц, т. е. занимают полосу частот всего в 1,35 Мгц. Во всем диапазоне УКВ можно расположить в 1000 раз больше радиостанций, чем в диапазонах длинных, средних и корот­ких волн, вместе взятых.

Ультракороткие волны близки к световым лучам и потому обладают еще одним интерес­ным и важным свойством. Вспомним, как устро­ен прожектор. 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 радиоволнами УКВ-диапазона. Можно их собирать зеркалами-антеннами и посылать узкими пучками. Для длинных волн такую антенну построить невозможно, так как слишком велики были бы ее размеры: диаметр зеркала должен быть намного больше, чем дли­на волны. Эта особенность УКВ позволила использовать их в первую очередь для радио-

локации, радиорелейной связи, телевидения— везде, где нужно направленное излучение.

И еще одно свойство выгодно отличает УКВ — малые помехи в радиоприеме. Этим свой­ством, в частности, объясняется, что в послед­ние годы даже дешевые приемники снабжаются наряду с обычными диапазонами одним или несколькими ультракоротковолновыми.

Самые короткие волны радиоспектра — мил­лиметровые — распространяются так же, как и УКВ, но сильно поглощаются атмосферой. Для волн короче 1 см туман, дождь, облака — уже серьезные помехи, сильно ограничивающие дальность распространения.

Таким образом, волны радиодиапазона обла­дают различными свойствами распространения, и каждый участок этого диапазона применяется там, где лучше всего могут быть использованы его особенности.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016