Среднее Заочное отделение / 8 семестр / Оптоэлектроника / Оптоэлектроника Вариант 16

емник, тем меньшее количество энергии приходится на единицу площади и тем меньше ее попадает в антенну.

Передачи длинноволновых вещательных станций можно принимать на расстоянии до нескольких тысяч километров, причем уровень сигнала уменьшается плавно, без скачков. Средневолновые станции слышны в пределах тысячи километров. Что же касается коротких волн, 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.

Однако дальнейшие исследования коротких и ультракоротких волн показали, что они быстро затухают, когда идут у поверхности Земли. При направлении излучения вверх, короткие волны возвращаются обратно.

Характер распространения радиоволн зависит от длины волны, кривизны Земли, почвы, состава атмосферы, времени суток и года, состояния ионосферы, магнитного поля Земли, метеорологических условий.

Рассмотрим строение атмосферы, оказывающей существенное влияние на распро- странение радиоволн. В зависимости от времени суток и года изменяются содержание влаги и плотность воздуха.

Воздух, окружающий земную поверхность, образует атмосферу, высота которой со- ставляет приблизительно 1000-2000 км. Состав земной атмосферы неоднороден.

Слои атмосферы высотой примерно до 100-130 км по своему составу однородны. В этих слоях имеется воздух, содержащий (по объему) 78% азота и 21% кислорода. Нижний слой атмосферы толщиной 10-15 км (рис. 2.3) называется тропосферой. В этом слое имеются водяные пары, содержание которых резко колеблется с изменением метеорологических условий.

Тропосфера постепенно переходит в стратосферу. Границей считается высота, на ко- торой прекращается падение температуры.

На высотах примерно от 60 км и выше над Землей под влиянием солнечных и кос- мических лучей в атмосфере происходит ионизация воздуха: часть атомов распадается на свободные электроны и ионы. В верхних слоях атмосферы ионизация незначительна, так как газ очень разрежен (имеется небольшое число молекул в единице объема). По мере того как солнечные лучи проникают в более плотные слои атмосферы, степень ионизации увеличива- ется. С приближением к Земле энергия солнечных лучей падает, и степень ионизации опять уменьшается. Кроме того, в нижних слоях атмосферы вследствие большой плотности отри- цательные заряды долго существовать не могут; происходит процесс восстановления нейтральных молекул.

11

Ионизация в разреженной атмосфере на высотах 60-80 км от Земли и выше сохраня- ется в течение длительного времени. На этих высотах атмосфера очень разрежена, плотность свободных электронов и ионов настолько низкая, что столкновение, а отсюда и восстановле- ние нейтральных атомов происходит относительно редко.

Верхний слой атмосферы называется ионосферой. Ионизированный воздух оказыва- ет существенное влияние на распространение радиоволн.

Чем короче волна, т.е. чем больше частота, тем больший ток индуцируется в Земле и тем больше потери. Потери в Земле уменьшаются с увеличением проводимости почвы, так как волны проникают в Землю тем меньше, чем выше проводимость почвы. В Земле проис- ходят и диэлектрические потери, которые также увеличиваются с укорочением волны.

Для частот выше 1 МГц поверхностная волна фактически сильно затухает из-за по- глощения Землей и поэтому не используется, за исключением местной зоны действия. У те- левизионных частот затухание настолько большое, что поверхностная волна может исполь- зоваться на расстояниях не больше 1-2 км от передатчика.

Связь на большие расстояния осуществляется главным образом пространственными волнами.

Приведем пример распределения спектра между различными службами.

Рисунок 4 – Пример распределения спектра между различными службами

12

Список использованных источников

1 Вайсбурд Ф.И., Панаев Г.А., Савельев Б.Н. Электронные приборы и усилители. – М.: Радио и связь, 1987.

2 Булычев А.Л., Лямик П.М., Тулинов Е.С. Электронные приборы. – М: ЛАЙТ ЛТД,

2000.

3 Калашников С.Г. Электричество.− M.: Физматлит, 2004.

4 Трофимова Т.И. Курс физики.− М.: «Высшая школа», 2003.

13