2.2 Классификация радиоволн по типу распространения
Условия распространения радиоволн, исходя из их свойств, на разных частотах проявляются в большей или меньшей степени и соответственно должны учитываться при выборе частот в каждом отдельном случае. Поведение волн на различных частотах позволяет классифицировать их по типу распространения.
Распространение околоземной волны
Волны в диапазонах, начиная с ОНЧ (3...30 кГц) и далее НЧ (30...300 кГц) и СЧ (300...3 000 кГц), распространяются близко к земной поверхности и называются околоземными волнами (Рис. 1.11).
Чтобы избежать затухания в результате короткого замыкания на землю, сигнал, использующий околоземную волну, должен быть вертикально поляризованным.
Околоземная волна состоит из поверхностной и пространственной волны. Поверхностная волна распространяется вдоль земной поверхности и ослабляется за счет поглощения землей, а волновой фронт наклоняется в результате дифракции. Потери увеличиваются с частотой, и, следовательно, радиус действия радиостанций, работающих на очень низких частотах, больше, чем у среднечастотных станций. Затухание частично возмещается возвращением энергии верхней части волны вследствие атмосферной рефракции.
Распространение поверхностных радиоволн.
Поверхностная волна - это волна распространения вдоль земной поверхности.
Дальность связи поверхностными волнами зависит от длины волны и уровня излучаемой мощности, а также от состояния (электрических характеристик) земной поверхности. Положительным качеством линий радиосвязи земными волнами, является независимость напряженности поля от состояния ионосферы и обусловленное этим относительное постоянство сигнала в точке приёма, необходимое при отсутствии отраженной от ионосферы волны или малой ее интенсивности.
Недостатком линии связи земными волнами является их малая дальность. Это объясняется сильным поглощением энергии радиоволн проводящим слоем земли и экранизирующим действием ее сферической поверхности. С ростом длины волны действие этих факторов ослабляется, поэтому для связи на значительные расстояния используются средние, длинные и сверхдлинные волны. На трассах малой протяженности связь земной волной может обеспечиваться и в диапазонах коротких и ультракоротких волн (100-150км).
С увеличением проводимости почвы потери электромагнитной энергии уменьшаются. Поэтому при распространении земной волны над сырой почвой или водной поверхностью дальность связи возрастает. Потери энергии снижаются при уменьшении наводимых токов. Вертикально-поляризованная волна наводит в поверхности земли меньше токи, чем волны с горизонтальной поляризацией. Антенны с вертикальной поляризацией в общем случае дают более прижатое к земле излучение, чем антенны с горизонтальной поляризацией, благодаря чему дальность связи при использовании этих антенн для приема и передачи возрастет по сравнению с использованием антенн с горизонтальной поляризацией.
Рис. 1 Распространение поверхностных радиоволн.
Если передающая и приемная антенна находятся на линии прямой видимости, то напряженность поля в месте приема значительно больше, чем при связи дифракционной волной за линией горизонта. В этом случае волна от передатчика к приемнику распространяется как в свободном пространстве с минимальным ослаблением, обусловленным лишь рассеиванием энергий в пространстве. Однако к приемной антенне помимо прямой, приходит волна, отраженная от поверхности земли между двумя антеннами. Поэтому возможно ослабление поля в точке приема при связи в пределах прямой видимости на верхнем участке коротковолнового диапазона и на ультракоротковолновом диапазоне. Изменение высоты установки хотя бы одной из антенн в этом случае может изменить уровень принимаемого сигнала.