Свойства радиоволн разных диапазонов

Диапазоны радиоволн

В радиовещательных приёмниках радиоволны условно разделены на следующие диапазоны:

• длинные (2000-600 м или 150 - 500 кГц);

• средние (600-200 м или 500 - 1500 кГц);

• короткие (100 - 10 м или 3 - 30 МГц);

• ультракороткие (менее 10 м или более 30 МГц).

Более научно обоснованным и узаконенным Госстандартом является деление волн на:

• километровые (частота < 300 кГц);

• гектометровые (300 - 3000 кГц);

• декаметровые (3-30 МГц);

• метровые (30 - 300 МГц);

• дециметровые (300 - 3000 МГц);

• сантиметровые (3 - 30 ГГц);

• миллиметровые и субмиллиметровые (> 30 ГГц).

Использование радиоволн разных диапазонов в тех или иных областях определяется их свойствами, которые кратко рассматриваются ниже.

Километровые волны:

• Диапазон длин волн (частот): более 1 000 м (менее 300 кГц).

• Недостаток: плохая излучательная способность антенн (низкий к.п.д. антенны).

• Используются для создания систем устойчивого радиовещания и
связи на большие расстояния, для связи под водой, куда не проникают
волны более высоких частот.

Гектометровые волны:

• Диапазон длин волн (частот): 1000 - 100 м (300 - 3000 кГц).

• Имеет место эффект замирания поля (фединг) из-за:

■ изменения плотности ионосферы;

■ взаимодействия "пространственных" и "земного" лучей, пришедших в одну точку (рис.2.48).

• Используется для радиовещания и связи на флоте и в авиации.

На волне X = 600 м передавался международный сигнал бедствия "SOS".

Декаметровые волны:

• Диапазон длин волн (частот): 100-10м (3-30 МГц).

• Явление дифракции несущественно из-за резкого возрастания потерь энергии при отражении от Земли (рис.2.49).

• Поле в точке приема создается в основном за счет преломления волн в ионизированном слое атмосферы (пунктирная линия на рис.2.49).

• Имеет место замирание поля и пропадание связи из-за преломле­ния волн в ионосфере и взаимодействия лучей (рис.2.48 и рис.2.49).

• На создание поля влияют солнечные вспышки, рассеяние волн на мелких неоднородностях ионосферы, "расщепление" (разделение) лучей из-за наличия магнитного поля Земли.

• Применяются при создании протяженных (магистральных) линий радиосвязи и для любительской связи.

Метровые волны:

• Диапазон длин волн (частот): 10 - 1 м (30 - 300 МГц).

• Практически отсутствует явление дифракции.

• Имеет место явление рефракции волн в атмосфере, когда волны распространяются не по прямым линиям, а по дугам.

• На волнах короче 4 м начинает существенно сказываться явление рассеяния радиоволн на малых неоднородностях атмосферы и ионосферы, в результате чего поле оказывается очень слабым, но по-прежнему устойчивым.

• При повышении мощностей передатчиков до нескольких киловатт можно осуществлять радиосвязь на расстояния до нескольких тысяч километров.

Дециметровые волны:

• Диапазон длин волн (частот): 1 - 0,1 м (300 - 3000 МГц).

• Ионосфера для дециметровых волн полностью прозрачна - поле ею не преломляется, поэтому возможна связь с космическими объектами.

• Энергия поля значительно уменьшается из-за поглощения в каплях дождя, тумана, в молекулах кислорода и других газов.

Сантиметровые волны:

• Диапазон длин волн (частот): 0,1 - 0,01 м (3 - 30 ГГц).

• Распространяются практически только в пределах прямой видимости.

• Используются специальные остронаправленные антенны: параболические, рупорные и др.

• Для волн короче 1,5 см начинают проявляться процессы молекулярного поглощения электромагнитного поля.

Миллиметровые и субмиллиметровые волны:

• Диапазоны длин волн (частот): 0,01 - 0,001 м (30 - 300 ГГц) -миллиметровые волны и менее 0,001 м (более 300 ГГц) - волны субмиллиметровые.

• Ослабление поля из-за поглощения в тумане и дожде возрастает до 30-100 дБ/км.

• В настоящее время диапазон волн, используемых в беспроводной связи, простирается до:

■ инфракрасных: 100-0,75 мкм (3-400 ТГц);

■ видимых, генерируемых лазерами: 0,75-0,4 мкм (400-750 ТГц).

• Поглощение в тумане и дожде инфрокрасных и видимых волн
может достигать сотен дБ/км, что означает их практическую
неприменимость в открытом пространстве - их использование
целесообразно в закрытых системах: волноводах и световодах.

Метровые и дециметровыеволны используются в телевидении, радиовещании, для местной связи и навигации на аэродромах, для связи с подвижными объектами в городах.

На сантиметровыхволнах работают: радиорелейные линии, радиолокационные системы, системы связи с космическими объектами.

При построении компьютерных сетей используются высокочастотные радиоволны, начиная с дециметрового диапазона частот: сантиметровые и миллиметровые.