Çfarë është emetimi i dritës nga valët e radios. Teoria e valëve të radios: program arsimor. Alokimi i spektrit të radios

Konstanta dielektrike e gazit jonizues është më e vogël se uniteti dhe varet nga frekuenca e dridhjes. Media në të cilën shpejtësia e përhapjes së valëve të radios varet nga frekuenca quhen media dispersive. Në mediat dispersive, dallohen shpejtësitë fazore dhe grupore të përhapjes së valëve të radios. Shpejtësia që karakterizon shpejtësinë e lëvizjes së frontit të valës quhet fazë. Shpejtësia e fazës përcaktohet nga formula (1.45) ose (për mediat, duke iu afruar në vetitë e tyre një dielektrike) (1.55). Prandaj, për një gaz jonizues pa marrë parasysh humbjet sipas shprehjes (4.8)

Si pasojë, secila frekuencë ka shpejtësinë e vet të fazës, dhe kjo shpejtësi është më e madhe se shpejtësia e dritës.

Për të transmetuar një sinjal, është e nevojshme të krijoni disa shqetësime - fillimi i transmetimit të lëkundjeve sinusoidale, një ndërprerje ose një impuls, domethënë, për të transmetuar një grup të caktuar të valëve (Fig. 4.8).

Në një mjedis jo shpërndarës, një grup valësh transmetohet i pa shtrembëruar. Në një medium shpërndarës, secila prej frekuencave të spektrit të impulsit transmetohet me një shpejtësi të ndryshme, dhe impulsi në tërësi transmetohet me një shpejtësi të ndryshme. Për të përcaktuar shpejtësinë e grupeve të lojërave të përhapjes së valëve në një mjedis shpërndarës, duhet të përdoret formula e njohur nga kursi "Elektrodinamika":

Pas llogaritjes së diferencës së emëruesit

ekuacioni (4.36) thjeshtohet:

Një krahasim i formulave (4.35) dhe (4.37) tregon varësinë midis fazës dhe shpejtësisë së grupit të përhapjes së valës në një gaz jonizues:

υ gr υ Ф \u003d с 2. (4.38)

Kështu, në një gaz jonizues, sinjali përhapet me një shpejtësi më të vogël se shpejtësia e dritës.

Kur frekuenca e punës afrohet me frekuencën natyrore të gazit jonizues (ω → ω 0), shpejtësia e grupit zvogëlohet (υ gr → 0), dhe shpejtësia e fazës rritet ndjeshëm (υ f → ∞). Në fakt, për shkak të humbjes së energjisë së valës në një gaz të vërtetë jonizues, shpejtësia e fazës arrin një vlerë të madhe të fundme.

Për të transmetuar një impuls, është e nevojshme të transmetoni një brez të caktuar frekuence, gjerësia e së cilës është në përpjesëtim të kundërt me kohëzgjatjen e impulsit. Secili prej grupeve të harmonikave të impulsit përhapet me shpejtësinë e vet të grupit. Nëse pulsi nuk është shumë i shkurtër dhe spektri i tij nuk është i gjerë, atëherë ndryshimi në shpejtësitë e grupeve të grupeve individuale të harmonikave të impulsit është i vogël dhe mund të supozohet se i gjithë impuls përhapet me një shpejtësi që korrespondon me shpejtësinë e grupit të frekuencës së bartësit. Pulsat e shkurtra përmbajnë një spektër të gjerë frekuencash dhe shtrembërohen kur kalojnë nëpër jonosferë. Natyra e shtrembërimit të një impuls drejtkëndëshe tregohet në Fig. 4.9.

Një grup harmonikash të larta përhapet me një shpejtësi të madhe grupi dhe krijon një impuls - një pararendës (shih Fig. 4.9, pjesa a-b). Pjesa kryesore e energjisë - "trupi" i pulsit (shih Fig. 4.9, pjesa b-c) përhapet me një shpejtësi që korrespondon me frekuencën e bartësit. Një grup harmonikash të ulët përhapet me një shpejtësi më të ulët të grupit dhe krijon një impuls të vonuar (shih Fig. 4.9, pjesa c-d), vetë impuls rezulton të jetë "i paqartë". Shtrembërimet janë të mëdha kur pulsi është i shkurtër dhe frekuenca e bartësit është afër frekuencës natyrore të gazit jonizues. Kur përhapen përmes jonosferës, shtrembërimet e shpërndarjes pësojnë impulse me një kohëzgjatje prej disa mikrosekondash. Pulsat e gjata telegrafike praktikisht nuk shtrembërohen për shkak të shpërndarjes.

ÇFARRE JANA VALAT RADIO

Valët e radios janë vibrime elektromagnetike që përhapen nëpër hapësirë \u200b\u200bme shpejtësinë e dritës (300,000 km / sek). Nga rruga, drita është gjithashtu valë elektromagnetike me veti të ngjashme me valët e radios (reflektimi, thyerja, dobësimi, etj.).

Valët e radios bartin energji të emetuar nga një oshilator elektromagnetik nëpër hapësirë. Dhe ata lindin kur fusha elektrike ndryshon, për shembull, kur një rrymë elektrike alternative kalon përmes një përcjellësi ose kur shkëndijat rrëshqasin nëpër hapësirë, d.m.th. një seri impulsesh të rrymës që ndjekin me shpejtësi njëra pas tjetrës.

Rrezatimi elektromagnetik karakterizohet nga frekuenca, gjatësia e valës dhe fuqia e energjisë së transmetuar. Frekuenca e valëve elektromagnetike tregon sa herë në sekondë ndryshon drejtimi i rrymës elektrike në emetues dhe, për këtë arsye, sa herë në sekondë madhësia e fushave elektrike dhe magnetike ndryshon në secilën pikë të hapësirës. Frekuenca matet në herc (Hz) - njësi të emërtuara pas shkencëtarit të madh gjerman Heinrich Rudolf Hertz. 1 Hz është një lëkundje për sekondë, 1 megahertz (MHz) është një milion lëkundje për sekondë. Duke ditur që shpejtësia e lëvizjes së valëve elektromagnetike është e barabartë me shpejtësinë e dritës, është e mundur të përcaktohet distanca midis pikave në hapësirë \u200b\u200bku fusha elektrike (ose magnetike) është në të njëjtën fazë. Kjo distancë quhet gjatësi vale. Gjatësia e valës në metra llogaritet duke përdorur formulën:

Ose afërsisht,
ku f është frekuenca e rrezatimit elektromagnetik në MHz.

Formula tregon se, për shembull, një frekuencë prej 1 MHz korrespondon me një gjatësi vale prej rreth. 300 m. Me rritjen e frekuencës, gjatësia e valës zvogëlohet, me uljen - mendojeni vetë. Në vijim, do të sigurohemi që gjatësia e valës të ndikojë drejtpërdrejt në gjatësinë e antenës së radio komunikimit.

Valët elektromagnetike kalojnë lirisht përmes ajrit ose hapësirës së jashtme (vakum). Por nëse një tel metalik, antenë ose ndonjë trup tjetër përcjellës takohet në rrugën e valëve, atëherë ata i japin asaj energjinë e tyre, duke shkaktuar kështu një rrymë elektrike alternative në këtë përcjellës. Por jo e gjithë energjia e valës absorbohet nga përcjellësi, një pjesë e saj reflektohet nga sipërfaqja e saj dhe ose shkon prapa ose shpërndahet në hapësirë. Nga rruga, përdorimi i valëve elektromagnetike në radar bazohet në këtë.

Një tjetër veti e dobishme e valëve elektromagnetike është aftësia e tyre për t'u përkulur rreth disa pengesave në rrugën e tyre. Por kjo është e mundur vetëm kur dimensionet e objektit janë më të vogla se gjatësia e valës, ose të krahasueshme me të. Për shembull, për të zbuluar një aeroplan, gjatësia e valës së radarit duhet të jetë më e vogël se dimensionet e saj gjeometrike (më pak se 10 m). Nëse trupi është më i gjatë se gjatësia e valës, ai mund ta pasqyrojë atë. Por mund të mos reflektojë. Mendoni për teknologjinë vjedhurazi ushtarake që zhvillon gjeometri, duke thithur materiale dhe veshje për të zvogëluar shikimin e objekteve për gjetësit.

Energjia e bartur nga valët elektromagnetike varet nga fuqia e gjeneratorit (emetuesit) dhe distanca deri në të. Shkencërisht, tingëllon kështu: fluksi i energjisë për njësi sipërfaqe është drejtpërdrejt proporcional me fuqinë e rrezatimit dhe anasjelltas proporcional me katrorin e distancës deri në emetuesin. Kjo do të thotë që diapazoni i komunikimit varet nga fuqia e transmetuesit, por në një masë shumë më të madhe nga distanca deri në të.

SHPRIRNDARJA E SPEKTROMIT

Valët e radios të përdorura në inxhinierinë e radios mbulojnë një zonë ose më shumë shkencërisht - spektri nga 10,000 m (30 kHz) në 0,1 mm (3,000 GHz). Kjo është vetëm një pjesë e spektrit të gjerë të valëve elektromagnetike. Valët e radios (në gjatësi në rënie) ndiqen nga rrezet termike ose infra të kuqe. Pas tyre ekziston një seksion i ngushtë i valëve të dritës së dukshme, atëherë - spektri i rrezeve ultraviolet, rrezeve X dhe gama - të gjitha këto janë lëkundje elektromagnetike të së njëjtës natyrë, që ndryshojnë vetëm në gjatësi vale dhe, prandaj, në frekuencë.

Megjithëse i gjithë spektri është i ndarë në rajone, kufijtë midis tyre përshkruhen në mënyrë konvencionale. Rajonet vijojnë vazhdimisht njëra pas tjetrës, kalojnë njëra në tjetrën dhe në disa raste mbivendosen.

Me marrëveshje ndërkombëtare, i gjithë spektri i valëve të radios të përdorura në komunikimin radio është i ndarë në diapazone:

Diapazoni frekuencat	Emri i intervalit të frekuencës	Emrin diapazoni i valës	Gjatësia e valës
	Frekuencat shumë të ulta (VLF)	Miriametri
	Frekuencat e ulta (LF)	Kilometër
300-3000 kHz	Frekuencat mesatare (mesatarja)	Hekometrike
	Trefish (HF)	Dhjetë metër
	Frekuenca shumë të larta (VHF)	Njehsor
300-3000 MHz	Frekuenca ultra e lartë (UHF)	Decimetri
	Frekuenca ultra të larta (mikrovalë)	Centimetri
	Frekuenca ekstreme të larta (EHF)	Milimetri
300-3000 GHz	Frekuencat hiper-të larta (HHF)	Decimilimetër

Por këto diapazone janë shumë të gjera dhe, nga ana tjetër, ndahen në seksione, të cilat përfshijnë të ashtuquajturat banda transmetimi dhe televizive, diapazone për tokën dhe aviacionin, komunikimet hapësinore dhe detare, për transmetimin e të dhënave dhe ilaçet, për radar dhe radio navigacion, etj. Secilit shërbim radio i caktohet seksioni i tij i intervalit ose frekuencave fikse.

Alokimi i spektrit ndërmjet shërbimeve të ndryshme.

Kjo ndarje është mjaft konfuze, prandaj shumë shërbime përdorin terminologjinë e tyre "të brendshme". Zakonisht, emrat e mëposhtëm përdoren për të përcaktuar brezat e alokuar për komunikime të lëvizshme tokësore:

	Diapazoni i frekuencës	Shpjegimet
		Për shkak të natyrës së shpërndarjes së tij, ajo përdoret kryesisht për komunikime në distanca të gjata.
	25.6-30.1 MHz	Diapazoni civil në të cilin individët mund të komunikojnë. Në vende të ndryshme, ky seksion është alokuar nga 40 deri në 80 frekuenca fikse (kanale).
		Gama e komunikimeve tokësore të lëvizshme. Nuk është e qartë pse, por në gjuhën ruse nuk kishte asnjë term që përcakton këtë varg.
	136-174 MHz	Gama më e zakonshme e komunikimeve tokësore të lëvizshme.
	400-512 MHz	Gama e komunikimeve tokësore të lëvizshme. Ndonjëherë kjo pjesë nuk i është caktuar një diapazoni të veçantë, por ata thonë VHF, duke nënkuptuar një brez frekuence nga 136 në 512 MHz.
	806-825 dhe 851-870 MHz	Gama tradicionale "Amerikane"; përdoret gjerësisht nga komunikimet mobile në Shtetet e Bashkuara. Ne nuk kemi marrë shumë shpërndarje.

Emrat zyrtarë të brezave të frekuencës nuk duhet të ngatërrohen me emrat e zonave të alokuara për shërbime të ndryshme. Vlen të përmendet se prodhuesit kryesorë në botë të pajisjeve për komunikime tokësore të lëvizshme prodhojnë modele të dizajnuara për të punuar brenda këtyre zonave.

Në të ardhmen, ne do të flasim për vetitë e valëve të radios në lidhje me përdorimin e tyre në tokën e komunikimeve të lëvizshme tokësore.

SI SHPRNDAHET RADIO VALAT

Valët e radios rrezatohen përmes antenës në hapësirë \u200b\u200bdhe përhapen si energji në një fushë elektromagnetike. Edhe pse natyra e valëve të radios është e njëjtë, aftësia e tyre e përhapjes varet shumë nga gjatësia e valës.

Për valët e radios, toka është një përcjellëse e energjisë elektrike (megjithëse jo shumë e mirë). Duke kaluar mbi sipërfaqen e tokës, valët e radios dobësohen gradualisht. Kjo për faktin se valët elektromagnetike ngacmojnë rrymat elektrike në sipërfaqen e tokës, për të cilën harxhohet një pjesë e energjisë. Ata. energjia absorbohet nga toka, dhe sa më shumë, aq më e shkurtër është gjatësia e valës (frekuencë më e lartë).

Përveç kësaj, energjia e valës gjithashtu dobësohet sepse rrezatimi përhapet në të gjitha drejtimet e hapësirës dhe, për këtë arsye, sa më larg nga transmetuesi është marrësi, aq më pak energji është për njësi të sipërfaqes dhe aq më pak futet në antenë.

Stacionet e transmetimit me valë të gjata mund të merren në një distancë prej disa mijëra kilometrash, dhe niveli i sinjalit ulet pa probleme, pa kërcime. Stacionet e valëve të mesme mund të dëgjohen brenda një mijë kilometrave. Sa i përket valëve të shkurtra, energjia e tyre zvogëlohet ndjeshëm me largësinë nga transmetuesi. Kjo shpjegon faktin që në agimin e zhvillimit të radios, valët nga 1 deri në 30 km janë përdorur kryesisht për komunikim. Valët më të shkurtra se 100 metra zakonisht konsideroheshin të papërshtatshme për komunikime në distanca të gjata.

Sidoqoftë, studime të mëtejshme të valëve të shkurtra dhe ultra të shkurtra kanë treguar se ato shpejt prishen kur udhëtojnë afër sipërfaqes së Tokës. Kur rrezatimi drejtohet lart, valët e shkurtra kthehen.

Kthehu në 1902, matematikani anglez Oliver Heaviside dhe inxhinieri elektrik Amerikan Arthur Edwin Kennelly parashikuan pothuajse njëkohësisht se ekziston një shtresë ajri jonizuese mbi Tokë - një pasqyrë natyrore që reflekton valët elektromagnetike. Kjo shtresë u emërua jonosfera.

Jonosfera e Tokës supozohej të lejonte rritjen e rrezes së përhapjes së valëve të radios në distanca që tejkalojnë vijën e shikimit. Ky supozim u provua eksperimentalisht në 1923. Impulset e radio frekuencës u transmetuan vertikalisht lart dhe sinjalet e kthyera u morën. Matjet e kohës ndërmjet dërgimit dhe marrjes së impulseve bënë të mundur përcaktimin e lartësisë dhe numrit të shtresave të reflektimit.

Përhapja e valës së gjatë dhe të shkurtër.

Pasi të reflektohen nga jonosfera, valët e shkurtra kthehen në Tokë, duke lënë qindra kilometra "zonë të vdekur" nën to. Duke udhëtuar në jonosferë dhe mbrapa, vala nuk "qetësohet", por reflektohet nga sipërfaqja e Tokës dhe përsëri nxiton në jonosferë, ku reflektohet përsëri, etj. Kështu, duke reflektuar në mënyrë të përsëritur, një valë radio mund të rrethojë globin disa herë.

U zbulua se lartësia e reflektimit varet kryesisht nga gjatësia e valës. Sa më e shkurtër të jetë vala, aq më e lartë ndodh reflektimi i saj dhe, për këtë arsye, aq më e madhe është "zona e vdekur". Kjo varësi është e vlefshme vetëm për pjesën e gjatësisë së valës së shkurtër të spektrit (deri në rreth 25-30 MHz). Për gjatësi vale më të shkurtër, jonosfera është transparente. Valët depërtojnë tek ajo dhe shkojnë në hapësirën e jashtme.

Shifra tregon se reflektimi nuk varet vetëm nga frekuenca, por edhe nga koha e ditës. Kjo për faktin se jonosfera jonizohet nga rrezatimi diellor dhe gradualisht humbet reflektimin e saj me fillimin e errësirës. Shkalla e jonizimit varet gjithashtu nga aktiviteti diellor, i cili ndryshon gjatë gjithë vitit dhe nga viti në vit në një cikël shtatë vjeçar.

Shtresat reflektuese të jonosferës dhe përhapja e valëve të shkurtra në varësi të frekuencës dhe kohës së ditës.

Valët e radios VHF janë më të ngjashme në vetitë e tyre me rrezet e dritës. Ata praktikisht nuk reflektojnë nga jonosfera, përkulen shumë pak rreth sipërfaqes së tokës dhe përhapen brenda vijës së shikimit. Prandaj, diapazoni i veprimit të valëve ultra të shkurtra është i shkurtër. Por kjo ka një avantazh të caktuar për komunikimet radio. Meqenëse në intervalin VHF valët përhapen brenda vijës së shikimit, është e mundur të vendosni radio stacione në një distancë prej 150-200 km nga njëra-tjetra pa ndikim reciprok. Dhe kjo lejon që stacionet fqinje të përdorin të njëjtën frekuencë shumë herë.

Përhapja e valëve të shkurtra dhe ultra të shkurtra.

Karakteristikat e valëve të radios në diapazonin DTSV dhe 800 MHz janë edhe më afër rrezeve të dritës dhe për këtë arsye kanë një veti tjetër interesante dhe të rëndësishme. Le të kujtojmë se si funksionon një elektrik dore. Drita nga një llambë e vendosur në fokusin e reflektorit mblidhet në një rreze të ngushtë rrezesh që mund të dërgohen në çdo drejtim. Përafërsisht e njëjta gjë mund të bëhet me valët e radios me frekuencë të lartë. Mund t'i mbledhësh me pasqyra antenash dhe t'i dërgosh në trarë të ngushtë. Isshtë e pamundur të ndërtohet një antenë e tillë për valët me frekuencë të ulët, pasi dimensionet e saj do të ishin shumë të mëdha (diametri i pasqyrës duhet të jetë shumë më i madh se gjatësia e valës).

Mundësia e emetimit të valëve të drejtuara përmirëson efikasitetin e sistemit të komunikimit. Kjo për faktin se një rreze e ngushtë siguron më pak shpërndarje të energjisë në drejtimet anësore, gjë që lejon përdorimin e transmetuesve më pak të fuqishëm për të arritur një interval të caktuar komunikimi. Rrezatimi drejtues krijon më pak ndërhyrje në sistemet e tjera të komunikimit që nuk janë në përputhje me rrezen.

Marrja e valëve të radios gjithashtu mund të përfitojë nga rrezatimi i drejtuar. Për shembull, shumë janë të njohur me pjatat satelitore parabolike që përqendrojnë rrezatimin nga një transmetues satelitor në pikën ku është instaluar sensori i marrjes. Përdorimi i antenave të marrjes së drejtuar në radio-astronominë ka bërë të mundur që të bëhen shumë zbulime themelore shkencore. Aftësia për të përqendruar valët e radios me frekuencë të lartë i ka bërë ato të përdoren gjerësisht në radarë, komunikimet e radiove, transmetimet satelitore, transmetimin e të dhënave wireless, etj.

Pjatë satelitore e drejtuar parabolike (foto nga ru.wikipedia.org).

Duhet të theksohet se me zvogëlimin e gjatësisë së valës, dobësimi dhe thithja e energjisë në atmosferë rriten. Në veçanti, përhapja e valëve më të vogla se 1 cm fillon të ndikohet nga fenomene të tilla si mjegulla, shiu, retë, të cilat mund të bëhen një pengesë serioze që kufizon diapazonin e komunikimit.

Ne kemi gjetur se valët e radios kanë veti të ndryshme të përhapjes në varësi të gjatësisë së valës, dhe secila pjesë e spektrit të radios përdoret aty ku përfitimet e tij shfrytëzohen më së miri.

Historikisht, valët e radios u zbuluan kur fenomenet e dritës ishin studiuar mjaft mirë, dhe kur tashmë ekzistonte teoria e Maxwell, e cila përshkroi valët e dritës si valë elastike në eter, duke u përhapur në të me një shpejtësi karakteristike c... Kur u zbulua se shpejtësia e valëve të radios përkon me këtë shpejtësi [F2], atëherë, për gëzim, ata vendosën që drita dhe radio valët të kenë të njëjtën natyrë fizike, duke ndryshuar vetëm në intervalin e tyre të frekuencës. Deri tani, librat shkollorë dhe librat e referencës paraqesin "shkallën e valëve elektromagnetike", e cila mbulon të gjitha frekuencat e mundshme - nga zero në pafundësi. Kjo gjendje është akoma më befasuese pasi që prej kohësh njihen indikacione të drejtpërdrejta të natyrës krejtësisht të ndryshme të dritës dhe radios.

Dallimi kryesor midis të dyve është se drita është një transferim kuantik i energjisë, ndërsa valët e radios janë valore. Vini re se ne po flasim për thelbin fizik të këtyre fenomeneve, dhe jo për përshkrimin e tyre matematikor. Matematikisht, si drita ashtu edhe valët e radios mund të përshkruhen si në terma të valëve, ashtu edhe në kuptimin e kuanteve: letra do të durojë gjithçka. Fizikisht, ka një ndryshim të madh. Kur emetohet, përhapet dhe merret një valë radio, grimcat e ngarkuara mund të lëvizin në frekuencën e valës. Për sa kohë që gjeneratori punon, ngasja e vazhdueshme e ngarkesave përgjatë antenës që emeton, grimcat e ngarkuara lëkunden në hapësirën përreth po aq kohë. Në rastin e dritës, nuk ka lëvizje të grimcave të ngarkuara në frekuencën e dritës. Nga vijnë ata nëse mekanizmi i transferimit të energjisë është krejtësisht i ndryshëm? Nga rruga, edhe një elektron me masën e tij të ulët, duke qenë i lirë, nuk mund të lëkundet në frekuencat e dritës për shkak të vetive të tij inerte. Në fillim, besohej se elektronet e lidhur në atome ishin të aftë për këtë - për shembull, sipas modelit të atomit të J.J. Thomson. Por ky model u braktis në favor të modelit Rutherford-Bohr ... u formua koncepti i fotoneve ... të cilat, sipas rezolutës së Kongresit të Parë Solvay, emetohen dhe absorbohen nga atomet menjëherë... Nga kjo vijoi që në atome nuk ka lëkundje të grimcave të ngarkuara që vendosin frekuencën e fotoneve. Ju shikoni se ku kanë ardhur vetë ortodoksët: në rastin e valëve të radios, lëkundjet e grimcave të ngarkuara janë të pranishme, por në rastin e dritës, ato nuk janë. Por ata vazhduan t'ia atribuonin të njëjtën natyrë fizike valëve të radios dhe dritës. Për ta bërë atë më misterioze!

Por ky ndryshim midis pranisë ose mungesës së lëkundjeve të grimcave të ngarkuara nuk është për shkak të ndryshimit në intervalin e frekuencës - në këtë rast, kjo është një çështje parimore [D10]. Navigatori, puna e të cilit e përshkruam më lart ( 3.4 ), shërben vetëm për transferimet e energjisë kuantike, përkatësisht transferimet e kuantave të energjisë së ngacmimit nga atomi në atom, por sigurisht jo nga elektroni në elektron. Për shkak se një objekt i aftë për të marrë dhe dhënë energji të ngacmimit duhet të ketë një organizim të përshtatshëm strukturor, i cili siguron një shkallë të brendshme lirie që lejon vetë mundësinë e energjisë së ngacmimit. Dhe një elektron i lirë, i cili është një grimcë elementare, nuk ka një shkallë të tillë të brendshme të lirisë. Prandaj, një elektron nuk mund të marrë një sasi të energjisë ngacmuese dhe, në përputhje me rrethanat, nuk mund ta heqë atë.

Ajo që është thënë është e mjaftueshme për të kuptuar se drita dhe valët e radios janë dukuri fizike krejtësisht të ndryshme. Ne do të kthehemi në pyetjen e natyrës së valëve të radios më poshtë ( 5.3 ), por tani vini re sa vijon. Kur krahason konceptet tradicionale të dritës si fotone fluturuese dhe konceptet tona për të si një zinxhir i transferimeve kuantike të energjisë ngacmuese nga atomi në atom, ndryshimi i tyre themelor është i mrekullueshëm. Në qasjen tradicionale, drita "e pështyrë" nga materia ka një ekzistencë të vetë-mjaftueshme e pavarur nga materia: një foton supozohet se është i aftë të fluturojë vite drite të gjata në hapësirën ndëryjore derisa të godasë një atom që do ta thithë atë. Në qasjen tonë, drita nuk ekziston e izoluar nga materia, sepse energjia e dritës lokalizohet vetëm në atome dhe, gjatë transferimeve kuantike nga një atom në tjetrin, ajo nuk lëviz përgjatë hapësirës që ndan atomet. Dhe tani, meqenëse akademikët e kanë futur fotonin në katër grimca themelore, absolutisht të qëndrueshme, akademikët, në mbrojtje të idesë së ekzistencës së fotoneve të pavarur nga materia, kanë një eksperiment mendimi prekës. Supozoni, thonë ata, një dritë e fuqishme drite u krijua nga ne dhjetë vjet dritë larg, pas së cilës lëshuesi u çmontua menjëherë ... dhe mezi arritëm të ndërtonim marrësin deri në fund të vitit të dhjetë - por gjithsesi ne morëm sinjalin e dritës. Ku, thonë ata, ishte energjia e dritës gjatë gjithë këtyre dhjetë viteve, kur lëshuesi nuk ishte më atje, dhe marrësi nuk ishte akoma? Ne përgjigjemi: energjia e dritës u transferua nga atomi në atom në hapësirën ndëryjore, duke lëvizur drejt marrësit në ndërtim e sipër. "Atëherë," bërtasin akademikët solemnisht, "intensiteti kufizues i dritës së transmetuar do të përcaktohet nga përqendrimi i atomeve mbi të cilët" u hodh "! Sa më e ulët të jetë kjo përqendrim, aq më keq do të transmetohej drita! Por kjo nuk është kështu: në laboratorë ne kalojmë intensitetin e lazerit përmes një vakumi ultra të lartë! " Po, funksionon në laboratorë. Por rezulton sepse këtu vëllimet me një vakum ultra të lartë janë të vogla: për dërgimin e atomeve të vendosura në dritaren e hyrjes së një dhome vakumi, Navigator gjen me sukses atomet e marrësit në dritaren e tij të daljes ose në një objektiv brenda tij. Këtu, "intensiteti i lazerit" kalohet përmes një seksioni të shkurtër të vakumit ultra të lartë sikur kjo pjesë nuk ekziston fare. Por nëse një pjesë me një vakum ultra të lartë do të kishte një shtrirje mjaft të madhe, atëherë gjithçka do të kishte ndodhur ndryshe. Na duket logjike që Navigator ka një rreze maksimale të caktuar të skanimit të hapësirës në kërkim të një atomi marrës. Nëse, me arritjen e këtij rrezja kufizues, nuk zbulohet atomi i marrësit, atëherë skanimi përfundon (dhe, ndoshta, cikli i tij i ri fillon menjëherë). Pastaj, me një gjatësi mjaft të madhe të një pjese të shtegut të dritës përmes një vakumi të lartë, është pikërisht një përqendrim i vogël i lëndës që duhet të shërbejë si një kufizues i kapacitetit të transmetimit të dritës së këtij seksioni.

Dhe, në fakt, ka prova që gjithçka ndodh në hapësirën e jashtme në atë mënyrë. Pse, për shembull, është konstante "konstante diellore"? fuqia e rrezatimit diellor për njësi sipërfaqe në rrezen e orbitës së Tokës? Në të vërtetë, edhe në vitet e Diellit aktiv, me rritje të formimit të njollave diellore dhe një rritje korresponduese të prodhimit të energjisë në pjesën e jashtme, fuqia e emëruar praktikisht nuk ndryshon [R5]. Ata zakonisht përpiqen të shpjegojnë këtë fenomen të stabilizimit të energjisë së rrezatimit diellor nga disa mekanizma automatik të kontrollit të natyrshëm në Diell. Difficultshtë e vështirë të besosh në një mekanizëm të tillë, duke parë pamjet video të sipërfaqes së Diellit: kjo sipërfaqe vlon dhe nxjerr dukuri monstruoze. Energjia po shpërthen, por diçka e pengon atë. Dhe na duket një version i besueshëm se “ rrjedha e energjisë elektromagnetike që vjen nga Dielli është stabilizuar nga aftësia e kufizuar e bartjes së një mjedisi hapësinor tepër të rralluar"[K5]. Nëse përqendrimi i atomeve në hapësirën ndërplanetare do të ishte një rend madhësie më i madh, Dielli do të na digjte. Ja, shikoni: kur një kometë e madhe kaloi midis Diellit dhe Tokës dhe "vështroi" mjaftueshëm, bishti i saj, i drejtuar nga Dielli, formoi një prerje tërthore me një përqendrim të shtuar të materies. Përmes këtij seksioni, Dielli pjeki Tokën më shumë se zakonisht, gjë që shkaktoi një rritje të anomalive klimatike dhe katastrofave natyrore. Duket se fama që vjen nga thellësitë e shekujve rreth kometave, si paralajmëruese të fatkeqësive dhe kataklizmave, nuk bazohet në bestytni, por në marrëdhënie reale shkak-pasojë.

Por kjo histori është, si të thuash, punët e ditëve të shkuara. A ka ndonjë gjë më moderne, nga skaji i shkencës dhe teknologjisë? Por si! Kjo është një përrallë paralajmëruese se sa e turpshme dështoi ideja e goditjes së objekteve hapësinore me rrezet lazer. Mbi të gjitha, ata bënë shembuj të lazerëve luftarakë dinamikë të gazit që digjen nëpër forca të blinduara dhe rrëzojnë raketa lundrimi. Vërtetë, ata e bëjnë këtë afër sipërfaqes së Tokës, në një atmosferë standarde. Nëse vazhdojmë nga koncepti i fotoneve fluturuese, atëherë në hapësirë \u200b\u200bkëto lazer duhet të përballen edhe më mirë me misionet luftarake. Por jo. Vetëm në filma dhe lojëra kompjuterike të fabrikuara me temën e "Luftërave të Yjeve" anijet kozmike hidhen në copa nga rrezet lazer. Por në realitet, rezulton se rrezja lazer, e cila digjet nëpër ajër përmes blindave, në hapësirë \u200b\u200bmezi përballon detyrën qesharake të çaktivizimit të elementeve të ndjeshëm ndaj dritës së satelitit spiun. Mos harroni, i dashur lexues, ka pasur një periudhë kur Nisma e Mbrojtjes Strategjike të SHBA (SDI) ishte tema kryesore në media? Ata biseduan, folën për këtë iniciativë, dhe pastaj papritmas - një herë! - dhe gjithçka ishte menjëherë e qetë. Dhe më vonë në televizionin qendror, në programin "Vremya", ishte një histori e shkurtër: në provat demonstruese të lazerit luftarak hapësinor, modeli i kokat që binte nën rrezen e tij u hodh me të vërtetë në copa - por kjo është për shkak se luftëtarët gallatë amerikanë instaluan me kujdes një pajisje shpërthyese dhe në momentin e duhur klikoi në buton. Për të qenë i sinqertë, ata nuk patën sukses: diçka i ndaloi fotonet luftarake të fluturonin në vakumin kozmik po aq të trishtueshme sa afër sipërfaqes së Tokës. Nga rruga, pyetja pse lazerët luftarakë nuk i përmbushën pritjet në hapësirë \u200b\u200bu ngrit në forume të specializuara në internet. Dhe, e dini, kjo pyetje u mor seriozisht! Një turmë avokatësh filluan t'i përgjigjen kësaj pyetjeje, duke shpikur arsyet e dështimit që rezultoi. Këtu, për shembull, një nga nocionet e tyre: koka e luftës gjatë fluturimit rrotullohet, kështu që pika e lazerit lëviz përgjatë sipërfaqes së saj, kështu që lazeri nuk e "merr" atë. Epo, vetëm një fat i keq: ata gozhduan një lazer mbrojtës strategjik, e vendosën atë në hapësirë \u200b\u200b... dhe gjithçka u shemb në ferr! Askush në krye të shkencës dhe teknologjisë nuk mund të kishte parashikuar që koka e luftës do të rrotullohej gjatë fluturimit!

Librat shkollorë të fizikës përmbajnë formula të zgjuara në intervalin e valëve të radios, të cilat nganjëherë nuk kuptohen plotësisht as nga njerëzit me arsim të veçantë dhe përvojë pune. Në artikull, ne do të përpiqemi të kuptojmë thelbin pa përdorur vështirësi. I pari që zbuloi valët e radios ishte Nikola Tesla. Në kohën e tij, ku nuk kishte pajisje të teknologjisë së lartë, Tesla nuk e kuptonte plotësisht se çfarë ishte ky fenomen, të cilin më vonë e quajti eter. Një përcjellës i rrymës alternative është origjina e një vale radio.

Burimet e valëve të radios

Burimet natyrore të valëve të radios përfshijnë objekte astronomike dhe rrufe. Një radiator artificial i valëve të radios është një përcjellës elektrik me një rrymë elektrike alternative që lëviz brenda. Energjia vibruese e një gjeneratori me frekuencë të lartë shpërndahet në hapësirën përreth përmes një antene radio. Burimi i parë i punës së valëve të radios ishte marrës radio-radio i Popov-it. Në këtë pajisje, funksioni u krye nga një depo e tensionit të lartë e lidhur me një antenë - një vibrator Hertz. Valët e radios të krijuara artificialisht përdoren për radarë të palëvizshëm dhe të lëvizshëm, transmetime radio, radio komunikime, satelitë komunikimi, navigacion dhe sisteme kompjuterike.

Diapazoni i valëve të radios

Valët e përdorura në komunikimin me radio janë në intervalin e frekuencës 30 kHz - 3000 GHz. Bazuar në gjatësinë e valës dhe frekuencën e valës, tiparet e përhapjes, diapazoni i valës së radios ndahet në 10 nën-banda:

SDV - shumë e gjatë.
DV - e gjatë.
SV - mesatare.
KV - e shkurtër.
VHF - ultrashort.
MV - njehsor.
UHF - decimetër.
CMB - centimetër.
MMV - milimetër.
SMMV - nënmilimetër

Diapazoni i frekuencës radio

Spektri i valëve të radios është i ndarë në mënyrë konvencionale në seksione. Në varësi të frekuencës dhe gjatësisë, valët e radios ndahen në 12 nën-banda. Diapazoni i frekuencës së valëve të radios lidhet me frekuencën e rrymës alternative të sinjalit. valët e radios në rregulloret ndërkombëtare të radios përfaqësohen nga 12 emra:

Me një rritje të frekuencës së një valë radio, gjatësia e saj zvogëlohet, me një rënie në frekuencën e një valë radio, ajo rritet. Përhapja në varësi të gjatësisë së saj është vetia më e rëndësishme e një vale radio.

Përhapja e valëve të radios 300 MHz - 300 GHz quhet frekuenca shumë e lartë e mikrovalëve për shkak të frekuencës së tyre mjaft të lartë. Edhe nën-bandat janë shumë të gjera, kështu që ato, nga ana tjetër, ndahen në boshllëqe, të cilat përfshijnë grupe të caktuara të transmetimit televiziv dhe radio, për komunikime detare dhe hapësinore, tokësore dhe të aviacionit, për radar dhe radio lundrim, për transmetimin e të dhënave mjekësore, etj. Përkundër faktit se e gjithë diapazoni i valëve të radios është i ndarë në rajone, kufijtë e treguar midis tyre janë të kushtëzuar. Komplotet ndjekin njëri-tjetrin vazhdimisht, duke kaluar njëra në tjetrën, dhe nganjëherë mbivendosen.

Karakteristikat e përhapjes së valës radio

Përhapja e valëve të radios është transferimi i energjisë nga një fushë elektromagnetike alternative nga një zonë e hapësirës në një tjetër. Në një vakum, valët e radios përhapen nga Kur valët e radios janë të ekspozuara ndaj mjedisit, përhapja e valëve të radios mund të jetë e vështirë. Kjo manifestohet në shtrembërimin e sinjalit, duke ndryshuar drejtimin e përhapjes, duke ngadalësuar fazën dhe shpejtësinë e grupit.

Secili lloj i valës aplikohet në një mënyrë të ndryshme. Më të gjatë mund të shmangin më mirë pengesat. Kjo do të thotë që diapazoni i valëve të radios mund të përhapet përgjatë rrafshit të tokës dhe ujit. Përdorimi i valëve të gjata është i përhapur në nëndetëse dhe anije detare, gjë që ju lejon të jeni në kontakt kudo në det. Marrësit e të gjithë fenerëve dhe stacioneve të shpëtimit akordohen në gjashtëqind metra me një frekuencë prej pesëqind kilohertz.

Përhapja e valëve të radios në breza të ndryshëm varet nga frekuenca e tyre. Sa më e shkurtër të jetë gjatësia dhe sa më e lartë të jetë frekuenca, aq më e drejtë do të jetë rruga e valës. Prandaj, sa më e ulët të jetë frekuenca e saj dhe sa më e gjatë të jetë gjatësia e saj, aq më e aftë është të përkulet rreth pengesave. Secila gamë e gjatësisë së valëve të radios ka karakteristikat e veta të përhapjes, megjithatë, në kufirin e intervalit fqinjë, nuk vërehet ndonjë ndryshim i mprehtë në tiparet dalluese.

Karakteristikë e përhapjes

Valët ultra të gjata dhe të gjata shkojnë rreth sipërfaqes së planetit, duke përhapur rrezet sipërfaqësore për mijëra kilometra.

Valët mesatare i nënshtrohen thithjes më të fortë, prandaj, ato janë në gjendje të përshkojnë një distancë prej vetëm 500-1500 kilometrash. Kur jonosfera dendësohet në këtë diapazon, një sinjal mund të transmetohet nga një rreze hapësinore, e cila siguron komunikim në disa mijëra kilometra.

Valët e shkurtra përhapen vetëm në distanca të shkurtra për shkak të thithjes së energjisë së tyre nga sipërfaqja e planetit. Ato hapësinore janë të afta të reflektojnë vazhdimisht nga sipërfaqja e tokës dhe jonosfera, për të kapërcyer distancat e gjata, duke kryer transferimin e informacionit.

Ato ultrashkurtra janë të afta të transmetojnë sasi të mëdha informacioni. Valët e radios në këtë diapazon depërtojnë përmes jonosferës në hapësirë, kështu që ato janë praktikisht të papërshtatshme për komunikimin tokësor. Valët sipërfaqësore të këtyre vargjeve emetohen në një vijë të drejtë, pa u përkulur rreth sipërfaqes së planetit.

Transmetimi i sasive të mëdha të informacionit është i mundur në brezat optikë. Më shpesh, brezi i tretë optik optik përdoret për komunikim. Në atmosferën e Tokës, ato i nënshtrohen dobësimit, kështu që në të vërtetë ata transmetojnë një sinjal në një distancë prej 5 km. Por përdorimi i sistemeve të tilla të komunikimit eliminon nevojën për të marrë leje nga inspektimet e telekomunikacionit.

Parimi i modulimit

Në mënyrë që të transmetojë informacionin, vala e radios duhet të modulohet me një sinjal. Transmetuesi lëshon radio valë të moduluara, domethënë të modifikuara. Valët e shkurtra, të mesme dhe të gjata janë të moduluara në amplituda, kështu që ato quhen AM. Para modulimit, vala bartëse udhëton me amplituda konstante. Modulimi i amplitudës për transmetimin e ndryshon atë në amplitudë, që korrespondon me tensionin e sinjalit. Amplituda e një vale radio ndryshon në proporcion të drejtpërdrejtë me tensionin e sinjalit. Valët ultra të shkurtra modulohen me frekuencë, prandaj referohen si FM. imponon një frekuencë shtesë që mbart informacion. Për të transmetuar një sinjal në distancë, ai duhet të modulohet me një sinjal me frekuencë më të lartë. Për të marrë një sinjal, duhet ta ndani atë nga vala e nën-transportuesit. Me modulimin e frekuencës, krijohet më pak ndërhyrje, por radio stacioni është i detyruar të transmetojë në VHF.

Faktorët që ndikojnë në cilësinë dhe efikasitetin e valëve të radios

Cilësia dhe efikasiteti i marrjes në radio ndikohet nga metoda e rrezatimit drejtues. Një shembull do të ishte një pjatë satelitore që drejton rrezatimin në vendndodhjen e një sensori të instaluar të marrjes. Kjo metodë lejoi përparim të konsiderueshëm në fushën e radio-astronomisë dhe bëri shumë zbulime në shkencë. Ai zbuloi mundësitë e krijimit të transmetimit satelitor, me valë dhe shumë më tepër. Doli që valët e radios janë të afta të lëshojnë nga Dielli, shumë planetë jashtë sistemit tonë diellor, si dhe mjegullnaja kozmike dhe disa yje. Supozohet se ka objekte jashtë galaktikës sonë që kanë emisione të fuqishme radioje.

Diapazoni i valëve të radios, përhapja e valëve të radios ndikohet jo vetëm nga rrezatimi diellor, por edhe nga kushtet meteorologjike. Pra, valët e njehsorëve, në fakt, nuk varen nga kushtet meteorologjike. Dhe diapazoni i përhapjes së centimetrit varet shumë nga kushtet meteorologjike. Ndodh për shkak të faktit se në mjedisin ujor gjatë shiut ose me një nivel të lartë lagështie në ajër, valët e shkurtra shpërndahen ose thithen.

Cilësia e tyre ndikohet gjithashtu nga pengesat në rrugë. Në momente të tilla, zbehja e sinjalit ndodh, ndërsa dëgjueshmëria dëmtohet ndjeshëm ose zhduket fare për disa momente ose më shumë. Një shembull do të ishte reagimi i TV ndaj një aeroplani që fluturon kur imazhi dridhet dhe shfaqen vija të bardha. Kjo për faktin se vala reflektohet nga avioni dhe kalon pranë antenës së TV-së. Fenomene të tilla me televizione dhe radio transmetues ndodhin më shpesh në qytete, pasi diapazoni i valëve të radios reflektohet në ndërtesa, kulla shumëkatëshe, duke rritur shtegun e valës.

Diapazoni i frekuencës radio dhe përdorimi i tij për komunikim radio

2.1 Bazat e përhapjes në radio

Komunikimi me radio siguron transmetimin e informacionit në një distancë duke përdorur valët elektromagnetike (valët e radios).

Valët e radios - këto janë lëkundje elektromagnetike që përhapen në hapësirë \u200b\u200bme shpejtësinë e dritës (300,000 km / sek). Nga rruga, drita gjithashtu i referohet valëve elektromagnetike, të cilat përcaktojnë vetitë e tyre shumë të ngjashme (reflektimi, thyerja, dobësimi, etj.).

Figura: 2.1 Struktura e një vale elektromagnetike.

Frekuenca matet në herc (Hz) - njësi të emërtuara pas shkencëtarit të madh gjerman Heinrich Rudolf Hertz. 1Hz është një lëkundje për sekondë, 1 MegaHertz (MHz) është një milion lëkundje për sekondë. Duke ditur që shpejtësia e lëvizjes së valëve elektromagnetike është e barabartë me shpejtësinë e dritës, është e mundur të përcaktohet distanca midis pikave në hapësirë \u200b\u200bku fusha elektrike (ose magnetike) është në të njëjtën fazë. Kjo distancë quhet gjatësi vale.

Gjatësia e valës (në metra) llogaritet duke përdorur formulën:

, ose rreth

ku f është frekuenca e rrezatimit elektromagnetik në MHz.

Mund të shihet nga formula që, për shembull, një frekuencë prej 1 MHz korrespondon me një gjatësi vale prej rreth 300 m. Me një rritje të frekuencës, gjatësia e valës zvogëlohet, me një rënie, ajo rritet.

Valët elektromagnetike kalojnë lirisht përmes ajrit ose hapësirës së jashtme (vakum). Por nëse një tel metalik, antenë ose ndonjë trup tjetër përcjellës takohet në rrugën e valës, atëherë ata i japin asaj energjinë e tyre, duke shkaktuar kështu një rrymë elektrike alternative në këtë përcjellës. Por jo e gjithë energjia e valës absorbohet nga përcjellësi; një pjesë e saj reflektohet nga sipërfaqja. Nga rruga, përdorimi i valëve elektromagnetike në radar bazohet në këtë.

Një tjetër pronë e dobishme e valëve elektromagnetike (si dhe çdo valë tjetër) është aftësia e tyre për t'u përkulur rreth trupave gjatë rrugës. Por kjo është e mundur vetëm kur madhësia e trupit është më e vogël se gjatësia e valës, ose e krahasueshme me të. Për shembull, për të zbuluar një aeroplan, gjatësia e valës së radarit duhet të jetë më e vogël se dimensionet e saj gjeometrike (më pak se 10m). Nëse trupi është më i gjatë se gjatësia e valës, ai mund ta pasqyrojë atë. Por mund të mos reflektojë - mos harroni "Vjedhurazi".

Energjia e bartur nga valët elektromagnetike varet nga fuqia e gjeneratorit (emetuesit) dhe largësia prej tij, d.m.th. fluksi i energjisë për njësi sipërfaqe është drejtpërdrejt proporcional me fuqinë e rrezatimit dhe në përpjesëtim të kundërt me katrorin e distancës deri në radiator. Kjo do të thotë që diapazoni i komunikimit varet nga fuqia e transmetuesit, por në një masë shumë më të madhe nga distanca deri në të.

Për shembull, rrjedha e energjisë së rrezatimit elektromagnetik nga Dielli në sipërfaqen e Tokës arrin 1 kilovat për metër katror, \u200b\u200bndërsa rrjedha e energjisë e një radiotelevizioni me valë të mesme është vetëm e mijta dhe madje e miliona e vat për metër katror.

2.2 Alokimi i spektrit të radios

Valët e radios (frekuencat e radios) të përdorura në inxhinierinë e radios mbulojnë një spektër nga 10,000 m (30 kHz) në 0,1 mm (3,000 GHz). Kjo është vetëm një pjesë e spektrit të gjerë të valëve elektromagnetike. Valët e radios (në gjatësi në rënie) ndiqen nga rrezet termike ose infra të kuqe. Pas tyre ekziston një seksion i ngushtë i valëve të dritës së dukshme, atëherë - spektri i rrezeve ultraviolet, rrezeve X dhe gama - të gjitha këto janë lëkundje elektromagnetike të së njëjtës natyrë, që ndryshojnë vetëm në gjatësinë e valës dhe, pra, në frekuencë.

Por këto diapazone janë shumë të gjera dhe, nga ana tjetër, ndahen në seksione, të cilat përfshijnë të ashtuquajturat banda transmetuese dhe televizive, diapazone për tokën dhe aviacionin, komunikimet hapësinore dhe detare, për transmetimin e të dhënave dhe ilaçet, për radar dhe radio navigacion, etj. Secilit shërbim radio i caktohet seksioni i tij i intervalit ose frekuencave fikse. Në realitet, për qëllime të komunikimit me radio, përdoren lëkundjet në intervalin e frekuencës nga 10 kHz në 100 GHz. Përdorimi i një ose një intervali tjetër të frekuencës për komunikim varet nga shumë faktorë, në veçanti, nga kushtet e përhapjes së valëve të radios me diapazone të ndryshme, diapazoni i kërkuar i komunikimit, realizueshmëria e vlerave të fuqisë së transmetuesit në intervalin e frekuencës së zgjedhur, etj

Me marrëveshje ndërkombëtare, i gjithë spektri i valëve të radios të përdorura në komunikimin radio është i ndarë në diapazone (Tabela 1):

Tabela 1

Artikulli Nr.	Emri i diapazonit			Kufijtë e diapazonit
Artikulli Nr.	Valët	Kushtet e vjetruara	Frekuencat	Valët e radios	Frekuencat
1	Matësit DKMGMVDecaMega		Frekuenca jashtëzakonisht të ulëta (ELF)	100.000-10.000km	3-30 Hz
2	MGMVMegametër		Frekuencat ultra të ulta (ELF)	10.000-1.000 km	30-3.000Hz
3	GCMMVHekt-kilometër		Frekuencat infra të ulëta (LF)	1.000-100 km	0,3-3 kHz
4	MRMV	ADV	Frekuencë shumë e ulët (VLF) VLF	100-10 km	3-30kHz
5	KMVKilometër	DV	Frekuencat e ulta (LF) LF	10-1 km	30-300kHz
6	GCMVHektametër	SV	Frekuencat mesatare (MF) VF	1000-100m	0,3-3 MHz
7	DKMVDecameter	Kv	Trefish (HF) HF	100-10m	3-30 MHz
8	MVMetër	VHF	Frekuencë shumë e lartë (VHF) VHF	10-1m	30-300 MHz
9	DCMV	VHF	Frekuencë ultra e lartë (UHF) UHF	10-1 dm	0,3-3 GHz
10	Centimetër SMVS	VHF	Frekuencë shumë e lartë (SHF) SHF	10-1 cm	3-30 GHz
11	Milimetri MMV	VHF	Frekuencë ekstreme e lartë (EHF) EHF	10-1 mm	30-300 GHz
12	DCMMVDetsimilli- metër Submillie- metër	SHUM	Frekuencat hiper-të larta (HHF)	1-0,1 mm	0,3-3 THz
13	Drita			< 0,1 мм	\u003e 3 THz

Figura: 2.2 Një shembull i alokimit të spektrit ndërmjet shërbimeve të ndryshme.

Kthehu në 1902, matematikani anglez Oliver Heaviside dhe inxhinieri elektrik Amerikan Arthur Edwin Kennelly parashikuan pothuajse njëkohësisht se ekziston një shtresë e jonizuar ajri mbi Tokë - një pasqyrë natyrore që reflekton valët elektromagnetike. Kjo shtresë u emërua jonosferë.

Jonosfera e Tokës supozohej të lejonte rritjen e rrezes së përhapjes së valëve të radios në distanca që tejkalojnë vijën e shikimit. Ky supozim u provua eksperimentalisht në 1923. Impulset RF u transmetuan vertikalisht lart dhe sinjalet e kthyera u morën. Matjet e kohës ndërmjet dërgimit dhe marrjes së impulseve bënë të mundur përcaktimin e lartësisë dhe numrit të shtresave të reflektimit.

2.3 Ndikimi i atmosferës në përhapjen e valëve të radios

Natyra e përhapjes së valëve të radios varet nga gjatësia e valës, lakimi i Tokës, toka, përbërja atmosferike, koha e ditës dhe e vitit, gjendja e jonosferës, fusha magnetike e Tokës dhe kushtet meteorologjike.

Le të shqyrtojmë strukturën e atmosferës, e cila ka një ndikim të rëndësishëm në përhapjen e valëve të radios. Përmbajtja e lagështisë dhe dendësia e ajrit ndryshojnë në varësi të kohës së ditës dhe vitit.

Ajri që rrethon sipërfaqen e tokës formon një atmosferë që është afërsisht 1000-2000 km e lartë. Përbërja e atmosferës së tokës është heterogjene.

Figura: 2.3 Struktura e atmosferës.

Shtresat e atmosferës deri në rreth 100-130 km të larta janë homogjene në përbërje. Këto shtresa përmbajnë ajër që përmban (nga vëllimi) 78% azot dhe 21% oksigjen. Shtresa e poshtme e atmosferës me trashësi 10-15 km (Fig. 2.3) quhet troposferë... Kjo shtresë përmban avuj uji, përmbajtja e së cilës luhatet ndjeshëm me ndryshimin e kushteve meteorologjike.

Troposfera gradualisht kthehet në stratosferë... Kufiri është lartësia në të cilën ndalet rënia e temperaturës.

Në lartësi prej rreth 60 km dhe më lart mbi Tokë, nën ndikimin e rrezeve diellore dhe kozmike, ndodh jonizimi i ajrit në atmosferë: disa prej atomeve prishen në të lirë elektronet dhe jonet... Në atmosferën e sipërme, jonizimi është i papërfillshëm, pasi gazi është shumë i rrallë (ekziston një numër i vogël i molekulave për njësi të vëllimit). Ndërsa rrezet e diellit depërtojnë në shtresat më të dendura të atmosferës, shkalla e jonizimit rritet. Me afrimin në Tokë, energjia e rrezeve të diellit zvogëlohet dhe shkalla e jonizimit zvogëlohet përsëri. Përveç kësaj, në shtresat e ulëta të atmosferës, për shkak të dendësisë së lartë, ngarkesat negative nuk mund të ekzistojnë për një kohë të gjatë; ekziston një proces i restaurimit të molekulave neutrale.

Jonizimi në një atmosferë të rrallë në lartësi prej 60-80 km nga Toka dhe më e lartë vazhdon për një kohë të gjatë. Në këto lartësi, atmosfera është shumë e rrallë, dendësia e elektroneve dhe joneve të lira është aq e ulët sa përplasjet, dhe kështu rivendosja e atomeve neutrale, janë relativisht të rralla.

Atmosfera e sipërme quhet jonosferë. Ajri i jonizuar ka një efekt të rëndësishëm në përhapjen e valëve të radios.

Gjatë ditës, formohen katër shtresa të rregullta ose maksimumet e jonizimit - shtresa D, E, F 1 dhe F 2 Shtresa F 2 ka jonizimin më të lartë (numri më i madh i elektroneve të lira për njësi të vëllimit).

Pas perëndimit të diellit, rrezatimi jonizues bie ndjeshëm. Rivendosja e molekulave dhe atomeve neutrale ndodh, gjë që çon në uljen e shkallës së jonizimit. Shtresat zhduken plotësisht natën D dhe F 2, jonizimi i shtresës E zvogëlohet ndjeshëm, dhe shtresa F 2 ruan jonizimin me pak zbutje.

Figura: 2.4 Varësia e përhapjes së valës radio nga frekuenca dhe koha e ditës.

Lartësia e shtresave të jonosferës ndryshon gjatë gjithë kohës në varësi të intensitetit të rrezeve të diellit. Gjatë ditës, lartësia e shtresave të jonizuara është më e vogël, natën është më e lartë. Në verë në gjerësitë tona gjeografike, përqendrimi i elektroneve në shtresat e jonizuara është më i lartë se në dimër (me përjashtim të shtresës) F 2) Shkalla e jonizimit varet gjithashtu nga niveli i aktivitetit diellor, i përcaktuar nga numri i njollave diellore. Periudha e aktivitetit diellor është afërsisht 11 vjet.

Proceset e parregullta të jonizimit të shoqëruara me të ashtuquajturat shqetësime jonosferike vërehen në gjerësitë gjeografike polare.

Ekzistojnë disa shtigje që një valë radio merr për të arritur antenën marrëse. Siç është vërejtur tashmë, valët e radios që përhapen mbi sipërfaqen e tokës dhe e mbështjellin atë për shkak të fenomenit të difraksionit quhen valë sipërfaqësore ose toke (drejtimi 1, Fig. 2.5). Valët që përhapen në drejtimet 2 dhe 3 quhen hapësinor... Ato ndahen në jonosferike dhe troposferike. Këto të fundit vërehen vetëm në intervalin VHF. Jonosferik valët quhen të reflektuara ose të shpërndara nga jonosfera, troposferik - valët e pasqyruara ose të shpërndara nga shtresa jo homogjene ose "kokrra" të troposferës.

Figura: 2.5 Mënyrat e përhapjes së valëve të radios.

Vala sipërfaqësore baza e përparme e saj prek Tokën, siç tregohet në Fig. 2.6. Me një burim pikë, kjo valë gjithmonë ka polarizim vertikal, meqenëse përbërësi horizontal i valës absorbohet nga Toka. Me një distancë të mjaftueshme nga burimi, e shprehur në gjatësi vale, çdo segment i frontit të valës është një valë aeroplan.

Sipërfaqja e Tokës thith një pjesë të energjisë së valëve sipërfaqësore që përhapen përgjatë saj, pasi Toka ka rezistencë aktive.

Figura: 2.6 Përhapja e valëve sipërfaqësore.

Sa më e shkurtër të jetë vala, d.m.th. sa më e lartë të jetë frekuenca, aq më shumë rrymë induktohet në Tokë dhe aq më e madhe është humbja. Humbjet në Tokë zvogëlohen me një rritje të përçueshmërisë së tokës, pasi që valët depërtojnë në Tokë, aq më pak rritet përçueshmëria e tokës. Humbjet dielektrike ndodhin edhe në Tokë, të cilat gjithashtu rriten me shkurtimin e valës.

Për frekuencat mbi 1 MHz, vala sipërfaqësore në fakt është shumë e dobësuar për shkak të thithjes nga Toka dhe për këtë arsye nuk përdoret përveç në zonën lokale të mbulimit. Në frekuencat televizive, zbutja është aq e madhe sa që vala sipërfaqësore mund të përdoret në distanca jo më shumë se 1-2 km nga transmetuesi.

Komunikimi në distanca të gjata kryhet kryesisht nga valët e hapësirës.

Për të marrë thyerje, pra kthimin e një vale në Tokë, vala duhet të emetohet në një kënd të caktuar në raport me sipërfaqen e tokës. Quhet këndi më i madh i rrezatimit në të cilin një valë radio e një frekuence të caktuar kthehet në tokë kënd kritik për një shtresë të dhënë jonizuese (Fig. 2.7).

Figura: 2.7 Ndikimi i këndit të rrezatimit në kalimin e valës qiellore.

Çdo shtresë e jonizuar ka të vetat frekuenca kritike dhe kënd kritik.

Në fig. 2.7 tregon një rreze që thyhet lehtësisht nga një shtresë Emeqenëse rrezja hyn në një kënd nën këndin kritik të kësaj shtrese. Rreze 3 kalon zonën Epor kthehet në Tokë në një shtresë F 2 sepse hyn në një kënd nën këndin kritik të shtresës F 2 Rreze 4 gjithashtu kalon përmes shtresës E... Hyn në shtresë F 2 në këndin e tij kritik dhe kthehet në Tokë. Rreze 5 kalon nëpër të dy zonat dhe humbet në hapësirë.

Të gjitha rrezet e paraqitura në Fig. 2.7 i referohen një frekuence. Nëse përdoret një frekuencë më e ulët, kërkohen kënde më të mëdha kritike për të dy rajonet; anasjelltas, nëse frekuenca rritet, të dy rajonet kanë kënde më të vogla kritike. Nëse vazhdoni të rrisni frekuencën, atëherë do të vijë një moment kur vala që përhapet nga transmetuesi paralel me Tokën do të tejkalojë këndin kritik për çdo rajon. Kjo gjendje ndodh në një frekuencë prej rreth 30 MHz. Mbi këtë frekuencë, komunikimi i valëve të qiellit bëhet jo i besueshëm.

Pra, secila frekuencë kritike ka këndin e vet kritik, dhe anasjelltas, secili kënd kritik ka frekuencën e vet kritike. Si pasojë, çdo valë qielli, frekuenca e së cilës është e barabartë ose më e ulët se ajo kritike, do të kthehet në Tokë në një distancë të caktuar nga transmetuesi.

Në fig. 2.7, rrezja 2 bie në shtresën E në një kënd kritik. Vini re se ku vala e reflektuar godet Tokën (kur kendi kritik tejkalohet, sinjali humbet); Vala hapësinore, pasi ka arritur shtresën e jonizuar, reflektohet prej saj dhe kthehet në Tokë në një distancë të madhe nga transmetuesi. Në një distancë nga transmetuesi, në varësi të fuqisë së transmetuesit dhe gjatësisë së valës, është e mundur të merrni një valë sipërfaqësore. Nga ku mbaron pritja e valës sipërfaqësore, zona e heshtjes dhe përfundon aty ku shfaqet vala hapësinore e reflektuar. Zona e heshtjes nuk ka një kufi të mprehtë.

Figura: 2.8 Zonat e pritjes së valëve sipërfaqësore dhe hapësinore.

Ndërsa frekuenca rritet, sasia zonë e vdekur rritet për shkak të zvogëlimit të këndit kritik. Për të komunikuar me një korrespondent në një distancë të caktuar nga transmetuesi në kohë të caktuara të ditës dhe stinëve, ekziston frekuenca maksimale e lejueshmei cili mund të përdoret për komunikimin e valëve të qiellit. Secili rajon jonosferik ka frekuencën e vet maksimale të lejuar për komunikim.

Valët e shkurtra dhe, për më tepër, ultra të shkurtra në jonosferë humbin një pjesë të parëndësishme të energjisë së tyre. Sa më e lartë të jetë frekuenca, aq më pak shteg kalojnë elektronet gjatë lëkundjeve të tyre, si rezultat i së cilës zvogëlohet numri i përplasjeve të tyre me molekulat, d.m.th., humbjet e energjisë së valës zvogëlohen.

Në shtresat e ulëta të jonizuara, humbjet janë më të mëdha, pasi një presion i rritur tregon një dendësi më të lartë të gazit, dhe me një dendësi më të lartë të gazit, probabiliteti i përplasjes së grimcave rritet.

Valët e gjata reflektohen nga shtresat e poshtme të jonosferës, të cilat kanë përqendrimin më të ulët të elektronit, në çdo kënd të lartësisë, duke përfshirë ato afër 90 °. Toka me lagështi të mesme është pothuajse një përcjellëse për valët e gjata, kështu që ato reflektojnë mirë nga Toka. Reflektime të shumëfishta nga jonosfera dhe Toka shpjegojnë përhapjen me distancë të largët të valëve të gjata.

Përhapja e valës së gjatë nuk varet nga koha e vitit dhe kushtet meteorologjike, nga periudha e aktivitetit diellor dhe nga shqetësimet jonosferike. Kur pasqyrohen nga jonosfera, valët e gjata i nënshtrohen përthithjes së madhe. Kjo është arsyeja pse transmetuesit e fuqisë së lartë janë të nevojshëm për komunikim në distancë të gjatë.

Valët mesatare janë zhytur në mënyrë të konsiderueshme në jonosferë dhe tokë me përçueshmëri të dobët dhe të mesme. Gjatë ditës, vërehet vetëm një valë sipërfaqësore, pasi një valë hapësinore (më e gjatë se 300 m) thithet thuajse plotësisht në jonosferë. Për reflektim të plotë të brendshëm, valët mesatare duhet të përshkojnë një rrugë të caktuar në shtresat e ulëta të jonosferës, të cilat, megjithëse kanë një përqendrim të ulët të elektroneve, kanë një dendësi të konsiderueshme të ajrit.

Natën, me zhdukjen e shtresës D, përthithja në jonosferë zvogëlohet, si rezultat i së cilës është e mundur të mbahet komunikimi në valët e hapësirës në distanca prej 1500-2000 km me një fuqi transmetuese rreth 1 kW. Kushtet e komunikimit janë disi më të mira në dimër sesa në verë.

Virtyti i valëve të mesme është se ato nuk preken nga shqetësimet jonosferike.

Sipas marrëveshjes ndërkombëtare, sinjalet e shqetësimit (sinjalet SOS) transmetohen në valë prej rreth 600 m.

Ana pozitive e komunikimit skywave në valët e shkurtra dhe të mesme është mundësia e komunikimit në distancë të gjatë me fuqi të ulët të transmetuesit. Por lidhja e valës hapësinoreka dhe disavantazhe te konsiderueshme.

Para së gjithash, paqëndrueshmëria e komunikimit për shkak të ndryshimeve në lartësinë e shtresave jonizuese të atmosferës gjatë ditës dhe vitit. Për të ruajtur komunikimin me të njëjtën pikë, duhet të ndryshoni gjatësinë e valës 2-3 herë në ditë. Shpesh, për shkak të një ndryshimi në gjendjen e atmosferës, komunikimi prishet plotësisht për disa kohë.

Së dyti, prania e një zone të heshtjes.

Valët më të shkurtra se 25 m referohen si "valë të ditës" pasi ato udhëtojnë mirë gjatë ditës. "Valët e natës" janë valë më të gjata se 40 m. Këto valë përhapen mirë natën.

Kushtet për përhapjen e valëve të shkurtra të radios përcaktohen nga gjendja e shtresës jonizuese Fg. Përqendrimi i elektronit të kësaj shtrese shpesh shqetësohet për shkak të parregullsisë së rrezatimit diellor, i cili shkakton shqetësime jonosferike dhe stuhi magnetike. Si rezultat, energjia e valëve të shkurtra të radios absorbohet ndjeshëm, gjë që degradon komunikimin radio, madje ndonjëherë e bën atë plotësisht të pamundur. Çrregullimet jonosferike vërehen veçanërisht shpesh në gjerësitë gjeografike afër poleve. Prandaj, komunikimi me valë të shkurtra atje nuk është i besueshëm.

Më e shquara çrregullime jonosferike kanë periodicitetin e tyre: përsëriten pas 27 ditë (koha e rrotullimit të Diellit rreth boshtit të tij).

Në intervalin e valëve të shkurtra, ndikimi i ndërhyrjeve industriale, atmosferike dhe reciproke është i fortë.

Frekuencat optimale të komunikimit në valë të shkurtra zgjidhen në bazë të parashikimeve të radios, të cilat ndahen në afatgjatë dhe afatshkurtër... Parashikimet afatgjata tregojnë gjendjen mesatare të pritshme të jonosferës për një periudhë të caktuar kohe (muaj, sezon, vit ose më shumë), ndërsa parashikimet afatshkurtra bëhen për një ditë, pesë ditë dhe karakterizojnë devijimet e mundshme të jonosferës nga gjendja e saj mesatare. Parashikimet bëhen në formën e grafikëve si rezultat i përpunimit të vëzhgimeve sistematike të jonosferës, aktivitetit diellor dhe gjendjes së magnetizmit tokësor.

Valët ultra të shkurtra (VHF) nuk pasqyrohen nga jonosfera, ato kalojnë lirisht nëpër të, d.m.th. këto valë nuk kanë një valë hapësinore jonosferike. Vala ultrashort sipërfaqësore, në të cilën është e mundur komunikimi radio, ka dy pengesa domethënëse: së pari, vala sipërfaqësore nuk përkulet rreth sipërfaqes së tokës dhe pengesa të mëdha, dhe, së dyti, ajo absorbohet fuqishëm në tokë.

Valët ultra të shkurtra përdoren gjerësisht kur kërkohet një distancë e shkurtër e një stacioni radio (komunikimi zakonisht është i kufizuar në shikimin e vijës). Në këtë rast, komunikimi kryhet nga një valë hapësinore troposferike. Zakonisht përbëhet nga dy përbërës: një rreze e drejtpërdrejtë dhe një rreze e reflektuar nga Toka (Fig. 2.9).

Figura: 2.9 Rrezet e drejtpërdrejta dhe të pasqyruara të valës së qiellit.

Nëse antenat janë mjaft afër, të dy rrezet zakonisht arrijnë në antenën marrëse, por intensitetet e tyre janë të ndryshme. Rrezja e reflektuar nga Toka është më e dobët për shkak të humbjeve që ndodhin gjatë reflektimit nga Toka. Rreze direkte ka thuajse të njëjtën zbutje si vala e hapësirës së lirë. Në antenën marrëse, sinjali total është i barabartë me shumën vektoriale të këtyre dy përbërësve.

Antenat marrëse dhe transmetuese zakonisht janë të së njëjtës lartësi, kështu që gjatësia e rrugës së rrezes së reflektuar është paksa e ndryshme nga rrezja e drejtpërdrejtë. Vala e reflektuar është 180 ° jashtë fazës. Kështu, duke neglizhuar humbjet në Tokë gjatë reflektimit, nëse dy rreze kanë kaluar të njëjtën distancë, shuma e tyre vektoriale është zero, si rezultat, nuk do të ketë asnjë sinjal në antenën marrëse.

Në realitet, rrezja e reflektuar udhëton një distancë pak më të gjatë, prandaj ndryshimi i fazës në antenën marrëse do të jetë rreth 180 °. Diferenca e fazës përcaktohet nga diferenca e shtegut për sa i përket gjatësisë së valës, jo në njësitë lineare. Me fjalë të tjera, sinjali total i marrë në këto kushte varet kryesisht nga frekuenca e përdorur. Për shembull, nëse gjatësia e valës operacionale është 360 m dhe ndryshimi i shtegut është 2 m, zhvendosja e fazës do të ndryshojë nga 180 ° me vetëm 2 °. Si rezultat, ekziston një mungesë pothuajse e plotë e një sinjali në antenën marrëse. Nëse gjatësia e valës është 4 m, i njëjti ndryshim i shtegut prej 2 m do të shkaktojë një ndryshim të fazës 180 °, duke kompensuar plotësisht ndryshimin e fazës 180 ° në reflektim. Në këtë rast, sinjali dyfishohet në tension.

Nga kjo rrjedh se në frekuenca të ulëta përdorimi i valëve hapësinore nuk është me interes për komunikim. Vetëm në frekuenca të larta, ku ndryshimi i shtegut është në përpjesëtim me gjatësinë e valës së përdorur, vala e qiellit përdoret gjerësisht.

Diapazoni i transmetuesve VHF rritet ndjeshëm kur avionët janë në ajër dhe me tokën.

TE avantazhet e VHF duhet të përfshijë mundësinë e përdorimit të antenave të vogla. Përveç kësaj, një numër i madh i stacioneve të radios mund të veprojnë njëkohësisht në brezin VHF pa ndërhyrje reciproke. Më shumë stacione mund të vendosen njëkohësisht në intervalin e gjatësisë së valës 10 deri në 1 m sesa në gjatësinë e valës së shkurtër, të mesme dhe të gjatë të kombinuara.

Linjat e rele VHF janë bërë të përhapura. Midis dy pikave të komunikimit të vendosura në një distancë të madhe, janë instaluar disa marrës VHF, të vendosura brenda vështrimit të njëri-tjetrit. Stacionet e ndërmjetme punojnë automatikisht. Organizimi i linjave rele ju lejon të rrisni diapazonin e komunikimit në VHF dhe të kryeni komunikim shumëkanal (të kryeni njëkohësisht disa transmetime telefonike dhe telegrafike).

Tani i kushtohet shumë vëmendje përdorimit të brezit VHF për radio-komunikim në distanca të gjata.

Linjat e komunikimit më të përdorura që veprojnë në intervalin 20-80 MHz dhe që përdorin fenomenet e shpërndarjes jonosferike. Besohej se komunikimi me radio përmes jonosferës është i mundur vetëm në frekuenca nën 30 MHz (gjatësi vale mbi 10 m), dhe pasi që kjo diapazon është plotësisht e ngarkuar dhe një rritje e mëtejshme e numrit të kanaleve në të është e pamundur, interesi për përhapjen e shpërndarë të valëve të radios është i kuptueshëm.

Ky fenomen konsiston në faktin se një pjesë e energjisë së rrezatimit me frekuencë ultra të lartë shpërndahet nga parregullsitë në jonosferë. Këto inhomogjenitet krijohen nga rrymat e ajrit të shtresave me temperatura dhe lagështirë të ndryshme, grimca të ngarkuara enden, produkte jonizuese të bishtave të meteorit dhe burime të tjera ende të studiuara dobët. Meqenëse troposfera është gjithnjë jo homogjene, thyerja e shpërndarë e valëve të radios ekziston sistematikisht.

Përhapja e shpërndarë e valëve të radios është si shpërndarja e vëmendjes në një natë të errët. Sa më e fuqishme të jetë rrezja e dritës, aq më shumë drita shpërndan ajo.

Kur studion përhapja e largët të valëve ultra të shkurtra, u vërejt fenomeni i një rritje të mprehtë afatshkurtër të dëgjueshmërisë së sinjaleve. Shpërthime të tilla të një natyre të rastësishme zgjasin nga disa milisekonda në disa sekonda. Sidoqoftë, në praktikë, ato vërehen gjatë ditës me ndërprerje që rrallë i kalojnë disa sekonda. Shfaqja e momenteve të dëgjueshmërisë së rritur është kryesisht për shkak të reflektimit të valëve të radios nga shtresat jonizuese të meteoritëve që digjen në një lartësi prej rreth 100 km. Diametri i këtyre meteoritëve nuk i kalon disa milimetra dhe gjurmët e tyre shtrihen për disa kilometra.

Nga pista meteorësh valët e radios me një frekuencë 50-30 MHz (6-10 m) janë reflektuar mirë.

Disa miliardë nga këta meteoritë fluturojnë në atmosferën e tokës çdo ditë, duke lënë pas shtigje jonizuese me një dendësi të lartë të jonizimit të ajrit. Kjo bën të mundur marrjen e funksionimit të besueshëm të lidhjeve radio në distanca të gjata duke përdorur transmetues me fuqi relativisht të ulët. Një pjesë integrale e stacioneve në linja të tilla janë pajisjet ndihmëse të shtypjes direkte të pajisura me një element memorie.

Meqenëse çdo shteg meteoriti zgjat vetëm disa sekonda, transmetimi është automatik në shpërthime të shkurtra.

Komunikimi dhe transmetimet televizive përmes satelitëve artificialë të tokës tani përdoren gjerësisht.

Kështu, sipas mekanizmit të përhapjes së valës radio, linjat e komunikimit radio mund të klasifikohen në linja duke përdorur:

procesi i përhapjes së valëve të radios përgjatë sipërfaqes së tokës me përkuljen rreth saj (e ashtuquajtura tokësore ose valët sipërfaqësore);

procesi i përhapjes së valëve të radios brenda vijës së shikimit ( drejt valët);

pasqyrimi i valëve të radios nga jonosfera ( jonosferik valët);

procesi i përhapjes së valëve të radios në troposferë ( troposferik valët);

pasqyrimi i valëve të radios nga shtigjet e meteorëve;

reflektimi ose ritransmetimi nga satelitët artificialë të tokës;

reflektimi nga formacionet e krijuara artificialisht të plazmës së gazit ose sipërfaqeve përçuese të krijuara artificialisht.

2.4 Karakteristikat e përhapjes së valëve të radios të brezave të ndryshëm

Kushtet për përhapjen e valëve të radios në hapësirën ndërmjet transmetuesit dhe marrësit radio të korrespondentëve ndikohen nga përcjellshmëria e fundme e sipërfaqes së tokës dhe vetitë e mediumit mbi tokë. Ky efekt është i ndryshëm për gjatësi vale (frekuenca) të ndryshme.

Miriametri dhe kilometër dallgët (ADV dhe DV) mund të përhapet si tokësor ashtu edhe jonosferik. Prania e një vale toke, që përhapet në qindra e madje mijëra kilometra, shpjegohet me faktin se forca e fushës së këtyre valëve zvogëlohet mjaft ngadalë me distancën, pasi thithja e energjisë së tyre nga toka ose sipërfaqja e ujit është e vogël. Sa më e gjatë të jetë vala dhe sa më e mirë të jetë përçueshmëria e tokës, aq më gjatë sigurohet komunikimi radio.

Tokat e thata me rërë dhe shkëmbinjtë thithin energji elektromagnetike në një masë të madhe. Kur përhapen për shkak të fenomenit të difraksionit, ata përkulen rreth sipërfaqes së tokës konvekse, pengesa që hasen në rrugë: pyjet, malet, kodrat, etj. Duke filluar nga një distancë prej 300-400 km nga transmetuesi, shfaqet një valë jonosferike, e reflektuar nga rajoni i poshtëm i jonosferës (nga shtresa D ose E). Gjatë ditës, për shkak të pranisë së shtresës D, thithja e energjisë elektromagnetike bëhet më e rëndësishme. Natën, me zhdukjen e kësaj shtrese, diapazoni i komunikimit rritet. Kështu, kalimi i valëve të gjata natën në përgjithësi është më i mirë se gjatë ditës. Komunikimet globale në VLF dhe LW kryhen nga valët që përhapen në një udhëzues sferik të formuar nga jonosfera dhe sipërfaqja e tokës.

Avantazhi i brezit SDV-, DV:

valët e radios VLF dhe LW kanë vetinë të depërtojnë në kolonën e ujit, dhe gjithashtu të përhapen në disa struktura toke;

për shkak të valëve që përhapen në udhëzuesin sferik të Tokës, komunikimi sigurohet për mijëra kilometra;

diapazoni i komunikimit varet pak nga shqetësimet jonosferike;

vetitë e mira të difraksionit të valëve të radios në këto diapazone bëjnë të mundur sigurimin e komunikimit për qindra e madje mijëra kilometra me një valë toke;

qëndrueshmëria e parametrave të lidhjes radio siguron një nivel të qëndrueshëm të sinjalit në pikën e marrjes.

disavantazhetSDV-, DV, - vargjet:

rrezatimi efektiv i valëve të pjesëve të konsideruara të diapazonit mund të arrihet vetëm me ndihmën e pajisjeve shumë të mëdha të antenës, dimensionet e të cilave janë në përpjesëtim me gjatësinë e valës. Ndërtimi dhe restaurimi i pajisjeve të antenave të kësaj madhësie në një kohë të kufizuar (për qëllime ushtarake) është i vështirë;

meqenëse përmasat e antenave të prodhuara në të vërtetë janë më të vogla se gjatësia e valës, atëherë kompensimi për efikasitetin e tyre të zvogëluar arrihet duke rritur fuqinë e transmetuesve në qindra ose më shumë kW;

krijimi i sistemeve rezonante në këtë diapazon dhe me fuqi të konsiderueshme përcakton madhësitë e mëdha të fazave të daljes: transmetuesit, kompleksiteti i akordimit të shpejtë në një frekuencë tjetër;

për furnizimin me energji të stacioneve radio VLF- dhe banda DV), kërkohen termocentrale të mëdha;

një disavantazh i rëndësishëm i intervalit VLF dhe LW është kapaciteti i tyre me frekuencë të ulët;

një nivel mjaft të lartë të zhurmës industriale dhe atmosferike;

varësia e nivelit të sinjalit në pikën e marrjes nga koha e ditës.

Zona e aplikimit praktik të valëve të radios VLF-, DV-band:

komunikimi me objekte nënujore;

shtylla kurrizore dhe komunikimet nëntokësore;

fenerë radiofonikë, si dhe komunikime në aviacionin me rreze të gjatë dhe në Marinë.

Valët e hektometrit (SV) mund të përhapet nga valët sipërfaqësore dhe hapësinore. Për më tepër, diapazoni i komunikimit me një valë sipërfaqësore është më i vogël (nuk i kalon 1000-1500 km), pasi energjia e tyre absorbohet nga toka më shumë sesa ajo e valëve të gjata. Valët që arrijnë në jonosferë absorbohen intensivisht nga shtresa Dkur ekziston, por shkarkohet mirë në një shtresë E.

Për valët e mesme, diapazoni i komunikimit është shumë i varur nga koha e ditës. Gjatë ditës, valët e mesme janë aq të forta absorbohet në shtresat e poshtme të jonosferës, që vala e qiellit praktikisht mungon. Shtresa e natës D dhe pjesa e poshtme e shtresës E zhduken, kështu që përthithja e valëve të mesme zvogëlohet; dhe valët e hapësirës fillojnë të luajnë një rol të madh. Kështu, një tipar i rëndësishëm i valëve të mesme është se gjatë ditës komunikimi mbi to mirëmbahet nga një valë sipërfaqësore, dhe natën - nga të dy sipërfaqet dhe valët hapësinore njëkohësisht.

Përfitimet e bandës CB:

gjatë natës në verë dhe gjatë pjesës më të madhe të ditës në dimër, diapazoni i komunikimit i siguruar nga vala jonosferike arrin mijëra kilometra;

pajisjet e antenës me valë të mesme janë mjaft efektive dhe kanë dimensione të pranueshme edhe për radio-komunikimet mobile;

kapaciteti i frekuencës së këtij diapazoni është më i madh se ai i intervalit VLF dhe LW;

vetitë e mira të difraksionit të valëve të radios në këtë diapazon;

fuqia e transmetuesve është më e vogël se ajo e brezave VLF dhe LW;

varësia e ulët nga shqetësimet jonosferike dhe stuhitë magnetike.

Disavantazhet e intervalit CB:

bllokimi i brezit MW me radio stacione të fuqishme transmetuese krijon vështirësi në përdorimin e gjerë;

gjerësia e kufijve të frekuencës e bën të vështirë manovrimin e frekuencave;

diapazoni i komunikimit në VL gjatë ditës së verës është gjithmonë i kufizuar, pasi është i mundur vetëm nga një valë toke;

fuqi mjaft të larta të transmetuesit;

është e vështirë të përdoren pajisje shumë efikase të antenës, kompleksiteti i ndërtimit dhe restaurimit në një kohë të shkurtër;

një nivel mjaft i lartë i ndërhyrjeve reciproke dhe atmosferike.

Zona e zbatimit praktik të valëve të radios CB; Stacionet e radios me valë të mesme përdoren më shpesh në rajonet e Arktikut, si një kopje rezervë në rastet e humbjes së komunikimeve radio me valë të shkurtër gjerësisht të përdorura për shkak të shqetësimeve jonosferike dhe magnetike, si dhe në aviacionin me rreze të gjatë dhe në Marinën.

Valët dekametër (KB) zënë një pozitë të veçantë. Ata mund të përhapin valët tokësore dhe jonosferike. Me fuqi relativisht të ulët transmetuese tipike për radio stacionet lëvizëse, valët e tokës përhapen në distanca që nuk i kalojnë disa dhjetëra kilometra, pasi ato përjetojnë thithje të konsiderueshme në tokë, e cila rritet me rritjen e frekuencës.

Valët Jonosferike për shkak të reflektimeve të vetme ose të shumëfishta nga jonosfera në kushte të favorshme mund të përhapen në distanca të gjata. Prona e tyre kryesore është se ato absorbohen dobët nga rajonet e ulëta të jonosferës (shtresat) D dhe E) dhe pasqyrohen mirë nga rajonet e sipërme të saj (kryesisht nga shtresa F2 ... e vendosur në një lartësi prej 300-500 km mbi tokë). Kjo bën të mundur përdorimin e radio stacioneve relativisht të ulët të energjisë për komunikim të drejtpërdrejtë në një distancë pafundësisht të gjerë distancash.

Një rënie e konsiderueshme në cilësinë e komunikimit radio HF nga valët jonosferike ndodh për shkak të zbehjes së sinjalit. Natyra e zbehjes zvogëlohet kryesisht në ndërhyrjen e disa rrezeve që arrijnë në vendin pritës, faza e të cilave ndryshon vazhdimisht për shkak të një ndryshimi në gjendjen e jonosferës.

Arsyet për mbërritjen e disa trarëve në vendin e marrjes së sinjaleve mund të jenë:

rrezatimi i jonosferës në kënde në të cilat rrezet pësojnë

numër i ndryshëm reflektimesh nga jonosfera dhe Toka, konvergojnë në pikën e pritjes;

fenomeni i birefringence nën ndikimin e fushës magnetike të Tokës, për shkak të së cilës dy rreze (të zakonshëm dhe të jashtëzakonshëm), që reflektojnë nga shtresa të ndryshme të jonosferës, arrijnë në të njëjtën pikë marrëse;

inhomogjeniteti i jonosferës, duke çuar në reflektimin difuz të valëve nga rajonet e saj të ndryshme, d.m.th. te reflektimi i rrezeve të shumë rrezeve elementare.

Zbehja mund të ndodhë edhe për shkak të luhatjeve të polarizimit të valëve kur pasqyrohen nga jonosfera, duke çuar në një ndryshim në raportin e përbërësve vertikalë dhe horizontalë të fushës elektrike në pikën e marrjes. Zbehja e polarizimit vërehet shumë më rrallë sesa venitja e ndërhyrjeve dhe përbën 10-15% të numrit të tyre të përgjithshëm.

Si rezultat i zbehjes, niveli i sinjalit në pikat e marrjes mund të ndryshojë në një gamë të gjerë - dhjetëra dhe madje qindra herë. Intervali kohor midis zbehjes së thellë është një vlerë e rastësishme dhe mund të ndryshojë nga të dhjetat e sekondës në disa sekonda, dhe nganjëherë më shumë, dhe kalimi nga një nivel i lartë në një nivel të ulët mund të jetë i qetë dhe shumë i papritur. Ndryshimet e niveleve të shpejta shpesh mbivendosen me ato të ngadalta.

Kushtet për kalimin e valëve të shkurtra nëpër jonosferë ndryshojnë nga viti në vit, gjë që shoqërohet me një ndryshim pothuajse periodik të aktivitetit diellor, d.m.th. me një ndryshim në numrin dhe zonën e njollave të diellit (numri i Ujkut), të cilat janë burime rrezatimi që jonizojnë atmosferën. Periudha e përsëritjes së aktivitetit maksimal diellor është 11.3 4 vjet. Gjatë viteve të aktivitetit maksimal diellor, frekuencat maksimale të përdorshme (MUF) rriten dhe zonat e frekuencave të funksionimit zgjerohen.

Në fig. 2.10 tregon një familje tipike të parcelave ditore MUF dhe frekuencave më pak të përdorshme (LUF) për një fuqi të rrezatuar prej 1 kW.

Figura: 2.10 Ecuria e lakoreve MUF dhe NUF.

Kjo familje e tabelave ditore korrespondon me zona specifike gjeografike. Nga kjo rrjedh se diapazoni i zbatueshëm i frekuencës për komunikim në një distancë të caktuar mund të jetë shumë i vogël. Duhet të kihet parasysh se parashikimet jonosferike mund të kenë një gabim, prandaj, kur zgjedhin frekuencat maksimale të komunikimit, ata përpiqen të mos tejkalojnë vijën e të ashtuquajturës frekuencë optimale e operimit (OPF), duke kaluar nën vijën MUF me 20-30%. Goesshtë e vetëkuptueshme që gjerësia e punës e diapazonit zvogëlohet më tej nga kjo. Ulja e nivelit të sinjalit kur afrohet me frekuencën maksimale të përdorshme shpjegohet me ndryshueshmërinë e parametrave të jonosferës.

Për shkak të faktit se gjendja e jonosferës ndryshon, komunikimi nga një valë jonosferike kërkon zgjedhjen e saktë të frekuencave gjatë ditës:

DITA duke përdorur frekuencat 12-30 MHz,

Mëngjes dhe Mbrëmje 8-12 MHz, NATT 3-8 MHz.

Grafikët gjithashtu tregojnë se me një rënie në gjatësinë e linjës së komunikimit radio, diapazoni i frekuencave të zbatueshme zvogëlohet (për distanca deri në 500 km gjatë natës, mund të jetë vetëm 1-2 MHz).

Kushtet e komunikimit në radio për linjat e gjata janë më të favorshme sesa për ato të shkurtra, pasi që ka më pak prej tyre, dhe diapazoni i frekuencave të përshtatshme për ta është shumë më i gjerë.

Stuhitë jonosferike dhe magnetike mund të kenë një efekt të rëndësishëm në gjendjen e komunikimit radio HF (veçanërisht në rajonet polare), d.m.th. trazimet e jonosferës dhe fushës magnetike të Tokës nën ndikimin e rrymave të grimcave të ngarkuara shpërtheu nga Dielli. Këto rryma shpesh shkatërrojnë shtresën kryesore reflektuese jonosferike F2 në rajonin e gjerësive gjeografike të larta. Stuhitë magnetike mund të shfaqen jo vetëm në rajonet polare, por në të gjithë globin. Çrregullimet jonosferike kanë një periodicitet dhe shoqërohen me kohën e revolucionit të Diellit rreth boshtit të tij, e cila është e barabartë me 27 ditë.

Valët e shkurtra karakterizohen nga prania e zonave të heshtjes (zona të vdekura). Zona e heshtjes (Fig. 2.8) ndodh gjatë komunikimit me radio në distanca të gjata në zonat ku vala sipërfaqësore nuk arrin për shkak të zbutjes së saj dhe vala e hapësirës reflektohet nga jonosfera në një distancë më të madhe. Kjo ndodh kur përdorni antena të ngushta të rrezeve kur rrezatoni në kënde të vogla në horizont.

Avantazhet e bandës HF:

valët jonosferike mund të udhëtojnë në distanca të gjata për shkak të reflektimeve të vetme ose të shumëfishta nga jonosfera në kushte të favorshme. Ata absorbohen dobët nga rajonet e poshtme të jonosferës (shtresat D dhe E) dhe pasqyrohen mirë nga ato të sipërme (kryesisht nga shtresa F2);

aftësia për të përdorur radio stacione relativisht të ulët të energjisë për komunikim të drejtpërdrejtë në një distancë pafundësisht të gjerë;

kapaciteti i frekuencës së brezit HF është shumë më i madh se ai i brezave VLF, DV dhe MW, gjë që bën të mundur funksionimin e një numri të madh të radio stacioneve njëkohësisht;

pajisjet e antenave të përdorura në diapazonin e valës dekametër kanë dimensione të pranueshme (madje edhe për instalim në objekte në lëvizje) dhe mund të kenë veti të theksuara të drejtimit. Ata kanë një kohë të shkurtër vendosjeje, janë të lirë dhe rikuperohen lehtësisht nga dëmtimi.

Disavantazhet e brezit HF:

komunikimi radio nga valët jonosferike mund të kryhet nëse frekuencat e përdorura janë nën vlerat maksimale (MUF) të përcaktuara për secilën gjatësi të linjës radio komunikuese nga shkalla e jonizimit të shtresave reflektuese;

komunikimi është i mundur vetëm nëse fuqia e transmetuesve dhe përfitimet e antenave të përdorura, me thithjen e energjisë në jonosferë, sigurojnë forcën e nevojshme të fushës elektromagnetike në pikën e marrjes. Kjo gjendje kufizon kufirin e poshtëm të frekuencave të përdorshme (LUF);

kapacitet i pamjaftueshëm i frekuencës për përdorimin e mënyrave të funksionimit me bandë të gjerë dhe manovrimi i frekuencës;

një numër i madh i stacioneve radio që funksionojnë njëkohësisht me një diapazon të gjatë komunikimi krijon një nivel të madh të ndërhyrjeve të ndërsjella;

diapazoni i gjatë i komunikimit e bën të lehtë për armikun që të përdorë ndërhyrje të qëllimshme;

prania e zonave të heshtjes kur siguroni komunikim në distanca të gjata;

një rënie e konsiderueshme në cilësinë e komunikimit radio HF nga valët jonosferike për shkak të zbehjes së sinjaleve që lindin për shkak të ndryshueshmërisë së strukturës së shtresave reflektuese të jonosferës, shqetësimit të saj të vazhdueshëm dhe përhapjes multipate të valëve.

Zbatimi praktik i valëve të radios HF

Radio stacionet KB gjejnë zbatimin më të gjerë praktik për komunikim me pajtimtarët në distancë.

Valët e njehsorëve (VHF) përfshijnë një numër seksionesh të diapazonit të frekuencës me kapacitet jashtëzakonisht të madh të frekuencës.

Natyrisht, këto zona ndryshojnë ndjeshëm nga njëra-tjetra në vetitë e përhapjes së valës radio. Energjia e VHF absorbohet fuqimisht nga Toka (në rastin e përgjithshëm, proporcionale me katrorin e frekuencës), kështu që vala e Tokës dobësohet shpejt. Për VHF, reflektimi i rregullt nga jonosfera është i pazakontë, prandaj, komunikimi llogaritet në përdorimin e një vale toke dhe një valë që përhapet në hapësirën e lirë. Valët e hapësirës më të shkurtër se 6-7 m (43-50 MHz), si rregull, kalojnë përmes jonosferës pa u reflektuar prej saj.

Përhapja e VHF ndodh në një vijë të drejtë, diapazoni maksimal është i kufizuar nga vija e shikimit. Mund të përcaktohet nga formula:

ku Dmax është diapazoni i vështrimit, km;

h1 është lartësia e antenës transmetuese, m;

h2 - marrja e lartësisë së antenës, m.

Sidoqoftë, për shkak të thyerjes (thyerjes), përhapja e valëve të radios është e lakuar. Në këtë rast, në formulën e intervalit, koeficienti nuk do të jetë 3.57, por 4.1-4.5. Nga kjo formulë del se për të rritur gamën e komunikimit VHF, është e nevojshme të ngrihen më lart antenat e transmetuesit dhe marrësit.

Një rritje në fuqinë e transmetuesit nuk çon në një rritje proporcionale në diapazonin e komunikimit, prandaj, stacionet e radios me fuqi të ulët përdoren në këtë interval. Komunikimi për shkak të shpërndarjes troposferike dhe jonosferike kërkon transmetues me fuqi të konsiderueshme.

Në shikim të parë, diapazoni i komunikimit nga valët tokësore në VHF duhet të jetë shumë i vogël. Sidoqoftë, duhet të kihet parasysh se me një rritje të frekuencës, efikasiteti i pajisjeve të antenës rritet, për shkak të së cilës kompensohen humbjet e energjisë në Tokë.

Diapazoni i komunikimit nga valët tokësore varet nga gjatësia e valës. Diapazoni më i gjatë arrihet në valët e njehsorit, veçanërisht në valët ngjitur me brezin HF.

Valët e njehsorëve kanë vetinë difraksioni, d.m.th. prona për t'u përkulur rreth terrenit të pabarabartë. Rritja e diapazonit të komunikimit në valët e njehsorit lehtësohet nga fenomeni i troposferikut thyerja, d.m.th. dukuria e thyerjes në troposferë, e cila siguron komunikimin në rrugët e mbyllura.

Në intervalin e valëve metër, shpesh vërehet përhapja me distancë e largët e valëve të radios, e cila është për shkak të një numri arsyesh. Përhapja me rreze të gjatë mund të ndodhë me formimin e reve sporadike të jonizuara ( shtresa sporadike Fs). Dihet që kjo shtresë mund të shfaqet në çdo kohë të vitit ose ditës, por për hemisferën tonë - kryesisht në fund të pranverës dhe në fillim të verës gjatë ditës. Një tipar i këtyre reve është një përqendrim jonik shumë i lartë, ndonjëherë i mjaftueshëm për të reflektuar valët e të gjithë diapazonit VHF. Në këtë rast, zona e vendndodhjes së burimeve të rrezatimit në krahasim me pikat e marrjes është më së shpeshti në një distancë prej 2000-2500 km, dhe nganjëherë edhe më afër. Intensiteti i sinjaleve të reflektuar nga shtresa Fs mund të jetë shumë i lartë edhe në fuqi shumë të ulëta të burimit.

Një arsye tjetër për përhapjen në distancë të gjatë të valëve të njehsorit gjatë viteve të aktivitetit maksimal diellor mund të jetë shtresa e rregullt F2. Ky përhapje manifestohet në muajt e dimrit në kohën e ndriçuar të pikave të reflektimit, d.m.th. kur thithja e energjisë valore në rajonet e poshtme të jonosferës është minimale. Në këtë rast, diapazoni i komunikimit mund të arrijë shkallët globale.

Përhapja në distancë e gjatë e valëve të njehsorit mund të ndodhë edhe gjatë shpërthimeve bërthamore në lartësi të madhe. Në këtë rast, përveç rajonit të poshtëm të jonizimit të rritur, shfaqet një i sipërm (në nivelin e shtresës Fs). Valët e njehsorëve depërtojnë në rajonin e poshtëm, duke përjetuar disa thithje, reflektohen nga pjesa e sipërme dhe kthehen në Tokë. Distancat e përshkruara në këtë rast janë në intervalin nga 100 deri në 2500 km. Fuqia e fushës reflektohet ato valët varen nga frekuenca: frekuencat më të ulta pësojnë thithjen më të madhe në rajonin e jonizimit të ulët, dhe ato më të lartat përjetojnë reflektim jo të plotë nga rajoni i sipërm.

Ndërfaqja midis valëve KB dhe metër kalon në një gjatësi vale prej 10 m (30 MHz). Karakteristikat e përhapjes së valëve të radios nuk mund të ndryshojnë papritmas, d.m.th. duhet të ketë një rajon ose një seksion të frekuencave që është kalimtare... Një seksion i tillë i intervalit të frekuencës është një seksion prej 20-30 MHz. Gjatë viteve të aktivitetit minimal diellor (si dhe natën, pavarësisht nga faza e aktivitetit), këto frekuenca janë praktikisht të papërshtatshme për komunikim në distanca të gjata nga valët jonosferike dhe përdorimi i tyre është jashtëzakonisht i kufizuar. Në të njëjtën kohë, në kushtet e treguara, vetitë e përhapjes së valëve në këtë zonë bëhen shumë afër vetive të valëve të njehsorëve. Nuk është rastësi që kjo pjesë e frekuencave përdoret në interes të komunikimeve radio, të orientuara në valët e njehsorëve.

Avantazhet e bandës VHF:

dimensionet e vogla të antenave bëjnë të mundur realizimin e një rrezatimi të theksuar të drejtimit që kompenson zbutjen e shpejtë të energjisë së valës radio;

kushtet e përhapjes në përgjithësi nuk varen nga koha e ditës dhe vitit, si dhe aktiviteti diellor;

diapazoni i kufizuar i komunikimit lejon përdorimin e shumëfishtë të të njëjtave frekuenca në sipërfaqet sipërfaqësore, distanca midis kufijve të së cilës nuk është më e vogël se shuma e gamës së stacioneve radio me të njëjtat frekuenca;

niveli më i ulët i ndërhyrjeve të paqëllimshme (natyrore dhe artificiale) dhe të qëllimshme për shkak të antenave të ngushta drejtuese dhe ogdiapazoni i kufizuar i komunikimit;

kapacitet i madh i frekuencës, duke lejuar përdorimin e sinjaleve me bandë të gjerë anti-bllokuese për një numër të madh stacionesh që funksionojnë njëkohësisht;

kur përdorni sinjale me brez të gjerë për komunikimin radio, paqëndrueshmëria e frekuencës së lidhjes radio është e mjaftueshme δf \u003d 10 -4;

aftësia e VHF për të depërtuar në jonosferë pa humbje të konsiderueshme të energjisë bëri të mundur kryerjen e radio komunikimeve hapësinore në distanca të matura në miliona kilometra;

radio kanal me cilësi të lartë;

për shkak të humbjeve shumë të ulëta të energjisë në hapësirën e lirë, diapazoni i komunikimit midis avionëve të pajisur me radio stacione relativisht të ulëta të energjisë mund të arrijë disa qindra kilometra;

vetia e përhapjes me distancë të largët të valëve të njehsorit;

fuqi e ulët e transmetuesve dhe një varësi e vogël e intervalit të komunikimit nga fuqia.

Disavantazhet e brezit VHF:

diapazon i shkurtër i komunikimit radio nga një valë toke, praktikisht i kufizuar nga vija e shikimit;

kur përdorni antena të drejtuara ngushtë, është e vështirë të punosh me disa korrespondentë;

kur përdorni antena me direktivitet rrethor, diapazoni i komunikimit, mbrojtja e inteligjencës dhe imuniteti i zhurmës zvogëlohen.

Fusha e zbatimit praktik të valëve të radios VHF-Dianazon Diapazoni përdoret njëkohësisht nga një numër i madh i stacioneve të radios, veçanërisht pasi diapazoni i ndërhyrjeve reciproke midis tyre është, si rregull, i vogël. Karakteristikat e përhapjes së valëve të tokës sigurojnë një aplikim të gjerë të valëve ultra të shkurtra për komunikim në lidhjen e kontrollit taktik, përfshirë midis llojeve të ndryshme të objekteve të lëvizshme. Komunikimi në distanca ndërplanetare.

Duke marrë parasysh avantazhet dhe disavantazhet e secilës bandë, mund të konkludojmë se diapazonet më të pranueshme për radio-stacionet me fuqi të ulët janë gjatësia e valës dekametër (KB) dhe metër (VHF).

2.5 Ndikimi i shpërthimeve bërthamore në gjendjen e komunikimeve radio

Në shpërthimet bërthamore, rrezatimi gama i menjëhershëm, duke bashkëvepruar me atomet e mjedisit, krijon një rrymë elektronesh të shpejtë që fluturojnë me shpejtësi të lartë, kryesisht në drejtimin radial nga qendra e shpërthimit dhe joneve pozitive, të cilat qëndrojnë praktikisht në vend. Kështu, në hapësirë \u200b\u200bpër disa kohë, ekziston një ndarje e ngarkesave pozitive dhe negative, e cila çon në shfaqjen e fushave elektrike dhe magnetike. Për shkak të kohëzgjatjes së tyre të shkurtër, këto fusha zakonisht quhen impuls elektromagnetik (Amy) shpërthimi bërthamor. Kohëzgjatja e ekzistencës së tij është afërsisht 150-200 milisekonda.

Pulsi elektromagnetik (faktori i pestë dëmtues i një shpërthimi bërthamor) në mungesë të masave të veçanta të mbrojtjes, mund të dëmtojë pajisjet e kontrollit dhe komunikimit, të prishë funksionimin e pajisjeve elektrike të lidhura me linjat e gjata të jashtme.

Sistemet e komunikimit, sinjalizimit dhe kontrollit janë më të ndjeshme ndaj efektit të një impuls elektromagnetik nga një shpërthim bërthamor. Si rezultat i ndikimit të EMP të një shpërthimi bërthamor në tokë ose ajër në antenat e radio stacioneve, induktohet një tension elektrik në to, nën ndikimin e të cilit prishja e izolimit, transformatorëve, shkrirja e telave, dështimi i mbajtësve, dëmtimi i llambave elektronike, pajisjeve gjysmëpërçuese, kondensatorëve, rezistencave, etj. ...

Beenshtë vërtetuar që kur aplikohet EMP në pajisje, tensioni më i lartë induktohet në qarqet hyrëse. Në lidhje me tranzitorët, vërehet varësia e mëposhtme: sa më e lartë të jetë fitimi i tranzitorit, aq më e ulët është forca e tij dielektrike.

Pajisjet e radios kanë një forcë dielektrike të tensionit të vazhdueshëm jo më shumë se 2-4 kV. Duke marrë parasysh që impulsi elektromagnetik i një shpërthimi bërthamor është jetëshkurtër, forca përfundimtare elektrike e pajisjeve pa pajisje mbrojtëse mund të konsiderohet më e lartë - afërsisht 8-10 kV.

Tabela 1 tregon distancat e përafërta (në km) në të cilat në antenat e radio stacioneve në kohën e një shpërthimi bërthamor, induktohen tensione të rrezikshme për pajisjet, që tejkalojnë 10 dhe 50 kV.

Tabela 1

Në distanca më të mëdha, efekti i EMR është i ngjashëm me efektin e një shkarkimi rrufe jo shumë të largët dhe nuk shkakton dëmtime të pajisjeve.

Efekti i një impuls elektromagnetik në pajisjet e radios zvogëlohet ndjeshëm në rastin e zbatimit të masave të veçanta të mbrojtjes.

Mënyra më afektive për tu mbrojtur pajisje radio-elektronike të vendosura në struktura është përdorimi i ekraneve elektrike (elektrike) përçuese, të cilat zvogëlojnë ndjeshëm madhësinë e tensioneve të shkaktuara në tela dhe kabllo të brendshëm. Përdoren pajisje mbrojtëse të ngjashme me mjetet e mbrojtjes nga rrufeja: mbajtëse me mbështjellje kulluese dhe mbyllëse, lidhje sigurie, pajisje shkëputjeje, qarqe automatike të shkyçjes për pajisjet nga linja.

Një masë e mirë mbrojtëse është gjithashtu një argumentim i besueshëm i pajisjeve në një pikë. Alsoshtë gjithashtu efektive të zbatohen pajisjet e inxhinierisë radiofonike në blloqe, me mbrojtjen e secilit bllok dhe të gjithë pajisjes në tërësi. Kjo bën të mundur zëvendësimin e shpejtë të një njësie të dështuar me një të tepërt (në pajisjet më kritike, njësitë dublikohen me ndërprerje automatike kur ato kryesore dëmtohen). Në disa raste, elementët e selenit dhe stabilizuesit mund të përdoren për të mbrojtur kundër PMM.

Përveç kësaj, mund të aplikohet pajisje mbrojtëse hyrëse, të cilat janë rele të ndryshme ose pajisje elektronike që reagojnë ndaj mbitensionit në qark. Kur arrin një impuls i tensionit, i induktuar në vijë nga një impuls elektromagnetik, ata fikin energjinë nga pajisja ose thjesht thyejnë qarqet e punës.

Kur zgjidhni pajisje mbrojtëse, duhet të kihet parasysh se ndikimi i EMP karakterizohet nga masiviteti, domethënë shkaktimi i njëkohshëm i pajisjeve mbrojtëse në të gjitha qarqet e kapura në zonën e shpërthimit. Prandaj, skemat e zbatuara të mbrojtjes duhet të rikthejnë automatikisht funksionimin e qarqeve menjëherë pas përfundimit të pulsit elektromagnetik.

Rezistenca e pajisjeve ndaj efekteve të tensioneve që dalin në linja gjatë një shpërthimi bërthamor varet në një masë të madhe nga funksionimi i saktë i linjës dhe monitorimi i kujdesshëm i funksionimit të pajisjeve mbrojtëse.

TE kërkesat e rëndësishme të funksionimit përfshin një kontroll periodik dhe në kohë të fuqisë elektrike të izolimit të linjës dhe qarqeve hyrëse të pajisjeve, identifikimin në kohë dhe eleminimin e tokëzimit të telit në zhvillim, monitorimin e aftësisë për përdorimin e arrestuesve, lidhjeve të siguresave, etj

Shpërthim bërthamor në lartësi të madhe shoqeruar me formimin e zonave me jonizim te rritur. Në shpërthimet në lartësi deri në rreth 20 km, rajoni i jonizuar kufizohet së pari nga madhësia e rajonit të ndriçuar, dhe pastaj nga reja e shpërthimit. Në lartësi prej 20-60 km, dimensionet e rajonit jonizues janë disi më të mëdha se dimensionet e reve të shpërthimit, veçanërisht në kufirin e sipërm të këtij diapazoni lartësie.

Gjatë shpërthimeve bërthamore në lartësi të mëdha, dy rajone të jonizimit të shtuar shfaqen në atmosferë.

Zona e parë formohet në zonën e shpërthimit për shkak të substancës jonizuese të municionit dhe jonizimit të ajrit nga vala goditëse. Dimensionet e kësaj zone në drejtimin horizontal arrijnë dhjetëra e qindra metra.

Zona e dytë jonizimi i rritur ndodh nën qendrën e shpërthimit në atmosferë në lartësi prej 60-90 km si rezultat i thithjes së rrezatimit depërtues nga ajri. Distancat në të cilat rrezatimi depërtues prodhon jonizim në drejtim horizontal janë qindra dhe madje mijëra kilometra.

Zonat e jonizimit të rritur që vijnë nga një shpërthim bërthamor në lartësi të lartë thithin valët e radios dhe ndryshojnë drejtimin e përhapjes së tyre, gjë që çon në një përçarje të konsiderueshme në funksionimin e pajisjeve radio. Në këtë rast, ndodhin ndërprerje në komunikimin radio, dhe në disa raste ajo ndërpritet plotësisht.

Natyra e efektit dëmtues të impulsit elektromagnetik të shpërthimeve bërthamore në lartësi të lartë është në thelb e ngjashme me natyrën e efektit dëmtues të PMM të shpërthimeve tokësore dhe ajrore.

Masat e mbrojtjes kundër efektit dëmtues të impulsit elektromagnetik të shpërthimeve në lartësi të lartë janë të njëjtat si kundër EMP të shpërthimeve në tokë dhe ajër.

2.5.1 Mbrojtja nga rrezatimi jonizues dhe elektromagnetik

shpërthime bërthamore në lartësi të lartë (HNE)

Ndërhyrja me RS mund të ndodhë si rezultat i shpërthimeve të armëve bërthamore, të shoqëruara nga emetimi i impulseve të fuqishme elektromagnetike me kohëzgjatje të shkurtër (10-8 sek) dhe ndryshimeve në vetitë elektrike të atmosferës.

EMR (blic radio) ndodh:

para së gjithash , si rezultat i zgjerimit asimetrik të resë së shkarkimeve elektrike të formuara nën ndikimin e rrezatimit jonizues nga shpërthimet;

së dyti , për shkak të zgjerimit të shpejtë të një gazi shumë të përçueshëm (plazma) të formuar nga produktet e shpërthimit.

Pas një shpërthimi në hapësirë, krijohet një top zjarri, i cili është një sferë shumë e jonizuar. Kjo sferë zgjerohet me shpejtësi (me një shpejtësi prej rreth 100-120 km / h) mbi sipërfaqen e tokës, duke u shndërruar në një sferë me konfigurim të rremë, trashësia e sferës arrin 16-20 km. Përqendrimi i elektroneve në një sferë mund të arrijë 105-106 elektron / cm3, d.m.th., 100-1000 herë më i lartë se përqendrimi normal i elektroneve në shtresën jonosferike D.

Shpërthimet bërthamore në lartësi të lartë (HNE) në lartësi mbi 30 km ndikojnë ndjeshëm në karakteristikat elektrike të atmosferës për një kohë të gjatë në zona të mëdha, dhe, për këtë arsye, kanë një efekt të fortë në përhapjen e valëve të radios.

Përveç kësaj, një impuls i fuqishëm elektromagnetik që lind gjatë IYE shkakton tensione të larta (deri në 10,000-50,000 V) dhe rryma deri në disa mijëra amper në linjat e komunikimit tela.

Fuqia e PMM është aq e madhe sa energjia e tij është e mjaftueshme për të depërtuar në trashësinë e tokës deri në 30 m dhe për të nxitur EMF brenda një rreze prej 50-200 km nga epiqendra e shpërthimit.

Sidoqoftë, efekti kryesor i IJW është se sasia e madhe e energjisë e lëshuar gjatë shpërthimit, si dhe fluksi intensiv i neutroneve, rrezeve X, rrezeve ultraviolet dhe gama, çojnë në formimin e rajoneve shumë të jonizuara në atmosferë dhe një rritje të dendësisë së elektroneve në jonosferë, e cila nga ana tjetër çon në për thithjen e valëve të radios dhe prishjen e stabilitetit të funksionimit të sistemit të kontrollit.

2.5.2 Shenjat karakteristike të IJV

SY në një zonë të caktuar ose afër saj shoqërohet nga një ndërprerje e menjëhershme e pritjes së stacioneve të largëta në intervalin e valëve HF.

Në momentin e ndërprerjes së komunikimit, një klikim i shkurtër vërehet në telefona, dhe pastaj dëgjohen vetëm zhurmat e vetë marrësit dhe kërcitjet e dobëta si rrufetë.

Disa minuta pas përfundimit të komunikimit në HF, ndërhyrja nga stacionet e largëta në intervalin e valëve në VHF rritet ndjeshëm.

Diapazoni i radarit dhe saktësia e matjes së koordinatave zvogëlohen.

Mbrojtja e pajisjeve elektronike bazohet në përdorimin e saktë të intervalit të frekuencës dhe të gjithë faktorëve që lindin si rezultat i përdorimit të IYA

2.5.3 Përkufizimet themelore:

radio valë e reflektuar (vala e reflektuar ) Isshtë një valë radio që përhapet pas reflektimit nga ndërfaqja ndërmjet dy mediave ose nga inohomogjenitetet mesatare;

radio valë e drejtpërdrejtë (vala e drejtë ) A është një valë radio që përhapet drejtpërdrejt nga burimet në vendin e pritjes;

radio valë tokësore (vala e tokës ) - një valë radio që përhapet afër sipërfaqes së tokës dhe përfshin një valë të drejtpërdrejtë, një valë të reflektuar nga toka dhe një valë sipërfaqësore;

radio valë jonosferike (vala jonosferike ) A është një valë radio që përhapet si rezultat i reflektimit nga jonosfera ose shpërndarjes në të;

thithjen e valëve të radios (thithjen ) - një rënie në energjinë e një valë radio për shkak të kalimit të saj të pjesshëm në energji termike si rezultat i ndërveprimit me mjedisin;

multipath (multipath ) - përhapja e valëve të radios nga transmetimi në antenën marrëse përgjatë disa shtigjeve;

lartësia efektive e reflektimit të shtresës (lartësia efektive ) A përcaktohet lartësia hipotetike e pasqyrimit të valës radio nga shtresa jonizuese, në varësi të shpërndarjes së përqendrimit të elektronit mbi lartësinë dhe gjatësinë e valës radio, në lidhje me kohën ndërmjet transmetimit dhe marrjes së valës jonosferike të reflektuar gjatë tingullit vertikal nën supozimin se shpejtësia e përhapjes së valës radio përgjatë gjithë rrugës është e barabartë me shpejtësinë e dritës në vakum;

kërcim jonosferik (kërcim ) A është rruga e përhapjes së një vale radio nga një pikë në sipërfaqen e Tokës në një tjetër, kalimi përgjatë së cilës shoqërohet me një reflektim nga jonosfera;

frekuenca maksimale e përdorshme (MUF) - frekuenca më e lartë e emetimit të radios në të cilën ekziston përhapja jonosferike e valëve të radios ndërmjet pikave të dhëna në një kohë të caktuar në kushte të caktuara, kjo është frekuenca që reflektohet akoma nga jonosfera;

frekuenca optimale e funksionimit (ORK) - frekuenca e emetimit të radios nën IF, në të cilën radio komunikimi i qëndrueshëm mund të kryhet në kushte të caktuara gjeofizike. Në mënyrë tipike, ORF është 15% më e ulët se MUF;

tingëllim vertikal jonosferik (tingëllimë vertikale ) - tingëllim jonosferik me anë të sinjaleve radio të emetuara vertikalisht lart në krahasim me sipërfaqen e Tokës, me kusht që pikat e emetimit dhe të marrjes të jenë të përafruara;

shqetësim jonosferik - shkelje në shpërndarjen e jonizimit në atmosferë, e cila zakonisht tejkalon ndryshimin në karakteristikat mesatare të jonizimit për kushtet e dhëna gjeografike;

stuhi jonosferike - shqetësim afatgjatë jonosferik i intensitetit të lartë.

Kategoritë
- Windows 10
- Shfletuesit
- Telefonat inteligjentë
- Antivirus
- OnRoad
- Kushtet
- Mollë
- Android
- Programet
- Ios

Popullore