🗊Презентация Основы радиопередачи и радиоприема

Следовательно, для передачи по радио первичный сигнал должен быть преобразован в высокочастотный сигнал. Но непрерывные ВЧ гармонические колебания с постоянной амплитудой, частотой и начальной фазой не содержат никакого сообщения, кроме указания на то, что работает передатчик. Следовательно, для передачи по радио первичный сигнал должен быть преобразован в высокочастотный сигнал. Но непрерывные ВЧ гармонические колебания с постоянной амплитудой, частотой и начальной фазой не содержат никакого сообщения, кроме указания на то, что работает передатчик. Для передачи сообщения необходимо изменять параметр ВЧГК в соответствии с передаваемым сообщением (модулировать). Чтобы услышать модулированные сигналы, ток необходимо детектировать (демодулировать), т. е. выделить низкочастотные колебания.

Длина волны λ, частота f, период колебаний T Длина волны λ, частота f, период колебаний T и скорость распространения V связаны соотношениями: f = 1 / T; T = λ / V ; λ (м) = V (м/с) / f (Гц) Так как в свободном пространстве скорость распространения ЭМВ равна скорости света (v = c = 3х108 м/с), то формула будет иметь вид: λ (м) = 300 / f (МГц) f (МГц) = 300 / λ (м)

Среда, в которой распространяются радиоволны, Среда, в которой распространяются радиоволны, вызывает ряд явлений, которые принято называть свойствами радиоволн: затухание – уменьшение энергии радиоволны по мере удаления от источника излучения; отражение от границ двух сред, которые имеют различные свойства (влажность, температура, плотность); преломление при переходе через границу между двумя различными средами; рефракция - искривление траектории радиоволны в неоднородной среде; дифракция – явление частичного огибания препятствий, встречающихся на пути распространения волны; интерференция – наложение волн, при котором их сила может усиливаться или ослабляться.

Распространяющаяся радиоволна сопровождается переносом энергии, заключенной в электрическом поле. Распространяющаяся радиоволна сопровождается переносом энергии, заключенной в электрическом поле. По мере продвижения радиоволны от места возбуждения переносимая ею энергия постепенно затухает: часть ее поглощается средой (превращается в тепло), а часть рассеивается в пространстве. Затухание радиоволны ограничивает дальность радиопередач. Однако если бы с увеличением расстояния волна не затухала, то было бы невозможно работать даже нескольким радиостанциям на одинаковых частотах, как далеко друг от друга они не находились.

Дифракцией радиоволн называется способность их огибать препятствия – кривизну и неровности земной поверхности (горы, холмы, леса, строения). Дифракцией радиоволн называется способность их огибать препятствия – кривизну и неровности земной поверхности (горы, холмы, леса, строения). Явление дифракции наблюдается, когда размеры препятствия на пути волны соизмеримы с длиной волны. Чем длиннее волна, тем лучше она дифрагирует вдоль поверхности Земли. Дифракция наиболее заметна на длинных волнах, уменьшается с их укорочением и практически отсутствует у волн короче 1 м. Если длина волны больше размеров препятствия, то радиоволна свободно обходит его. Если длина волны меньше размеров препятствия, то оно становится преградой на пути волны (т. е. радиоволна поглощается или отражается препятствием).

Интерференция радиоволн представляет собой сложное взаимодействие волн, приходящих в точку приема различными путями (наложение земных и пространственных волн, прямых и отраженных и т. д.). Интерференция радиоволн представляет собой сложное взаимодействие волн, приходящих в точку приема различными путями (наложение земных и пространственных волн, прямых и отраженных и т. д.). В результате этого явления напряженности полей взаимодействующих волн складываются или вычитываются в зависимости от совпадения или несовпадения их фаз. Результирующая напряженность поля в то же время может оказаться больше или меньше напряженности каждой из слагаемых волн.

Радиоволны в зависимости от условий распространения делятся на прямые, тропосферные, земные (поверхностные), ионосферные (пространственные). Радиоволны в зависимости от условий распространения делятся на прямые, тропосферные, земные (поверхностные), ионосферные (пространственные). Земные – радиоволны, которые распространяются в непосредственной близости от поверхности земли и частично огибают ее поверхность. Ионосферные – радиоволны, распространяющиеся путем последовательного отражения от верхних слоев атмосферы (ионосферы) и от земной поверхности (КВ радиосвязь). Тропосферные – радиоволны, которые распространяются в приземной области атмосферы (на высоте 8-18 км), рассеиваются и искривляются на ее неоднородностях (тропосферная УКВ радиосвязь). Прямые – радиоволны, которые распространяются в свободном пространстве, в частности, в космосе (космическая связь с использованием спутников-ретрансляторов).

Классификация диапазонов радиочастот и радиоволн

Электрические свойства атмосферы Электрические свойства атмосферы и ее влияние на распространение радиоволн Атмосферой называется газовая оболочка земли. Земная атмосфера, состоящая из воздуха и влаги, является основной средой, где распространяются радиоволны. Состав атмосферы неоднороден.

Ближе всего к поверхности земли на высоте около 60-90км расположен слой D. Это нерегулярное образование ионосферы существует только в дневные часы, когда велика интенсивность солнечного ионизирующего излучения. Ближе всего к поверхности земли на высоте около 60-90км расположен слой D. Это нерегулярное образование ионосферы существует только в дневные часы, когда велика интенсивность солнечного ионизирующего излучения. Этот слой почти не способен отражать радиоволны, он их только поглощает, и тем сильнее, чем длиннее волна.

Самый верхний слой, слой F, располагается на высотах около 140-400км. В летнее время (май-октябрь) днем он расщепляется на слои F1 и F2. Слой F1 расположен на высотах 140-250км и обусловлен ионизацией молекулярного азота, а слой F2 (250-400км) обусловлен ионизацией атмосферного кислорода. Самый верхний слой, слой F, располагается на высотах около 140-400км. В летнее время (май-октябрь) днем он расщепляется на слои F1 и F2. Слой F1 расположен на высотах 140-250км и обусловлен ионизацией молекулярного азота, а слой F2 (250-400км) обусловлен ионизацией атмосферного кислорода. Ночью слой F1 исчезает вследствие рекомбинации, а слой F2 сохраняется, хотя концентрация электронов в нем уменьшается. Слой F2 является основным отражающим слоем для коротких волн. ВЫВОД: Солнечные лучи, попадая в верхние слои атмосферы, создают незначительную ионизацию, т.к. газ очень разряжен. По мере проникновения лучей в более плотные слои атмосферы степень ионизации увеличивается. С приближением к земле энергия солнечных лучей падает и степень ионизации опять уменьшается. Т.о., ионосфера состоит из нескольких ионизированных слоев, плавно переходящих один в другой. Число ионизированных слоёв, их высота над землёй и степень ионизации зависят от времени суток и времени года, географической широты, плотности атмосферы, солнечной активности.

Особенности распространения радиоволн различных частотных диапазонов Особенности распространения радиоволн различных частотных диапазонов Мириаметровые (СДВ 100-10км) и километровые (ДВ 1-10 км) при достаточной мощности передачи обеспечивают устойчивый прием на расстояние до 20 тыс. км. а) Распространяются над земной поверхностью - хорошая дифракция - малые потери энергии в земной поверхности – дальность связи земной волной до 3000 км. б) Независимы от времени года и суток, изменений ионосферы. На радиолиниях свыше 3000км распространяются путем многократного последовательного отражения от нижних слоев ионосферы и земной поверхности. в) используются для сверхдальней ТЛГ связи, передачи эталонных частот и сигналов точного времени, в глобальных системах навигации, для связи с подводными лодками. ДВ - в радиовещании и радионавигации, а так же для связи в полярных широтах. Недостатки: для связи на большие расстояния требуются сверхмощные передатчики и антенны огромных размеров. очень узкий диапазон частот, исключающий применение широкополосной модуляции. высокий уровень атмосферных помех (спектр излучения разряда молний имеет максимум на частотах 7-30 кГц).