Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / thu sóng vô tuyến

 Bình luận bài viết

Радиопередача на большие расстояния возможна только благодаря существованию отражающих слоев в верхней части земной атмосферы. Эти слои образуются потому, что ультрафиолетовые лучи солнечного света расщепляют некоторые из газовых молекул на положительно заряженные частицы - ионы - и на электроны. Такой (процесс называется ионизацией, а ионизированную область атмосферы обычно называют ионосферой. Радиоволны, проникая в ионосферу, преломляются и при достаточной ионизации могут возвратиться обратно на землю. На рис. 1 изображены три возможных случая доведения радиоволн в ионосфере в зависимости от степени ионизации. В случае "а" ионизация слаба, и волны проходят через слой, только слегка искривляя свой путь.

Cơm. 1 (bấm để phóng to)

В случае "б" ионизация достаточна, чтобы волны отразились и вернулись обратно на землю, и, наконец, в случае с ионизация настолько сильна, что волны полностью поглощаются.

Hình 2

На рис. 2 показан путь двух радиоволн длиной в 20 и 10 метров при некоторой степени ионизации. Волны длиною в 20 метров (сплошные линии) отражаются от ионосферы и возвращаются на землю, (волны длиною 10 метров (пунктирные линии) только слегка искривляются слоем и уходят в межпланетное пространство. Все волны длиннее 20 метров будут также отражаться, а волны короче 10 метров будут проникать через ионосферу. Чем ниже передаваемая частота, тем больше вероятность отражения и чем сильнее ионизация в слое, тем более высокая частота будет еще отражаться от нее.

ЗОНА МОЛЧАНИЯ

Существенное значение имеет угол, под которым радиоволны падают на ионизированный слой. Зона молчания возникает, когда ионизация недостаточна для отражения волн, падающих под "крутым углам, однако волны, падающие под малыми углами, при этом будут отражаться. Как показано на рис. 3, все волны, излучаемые от антенны под углом, большим некоторого критического, проходят через слой, а волны, излучаемые под меньшим углом, возвращаются на землю.

Hình 3

До зоны молчания сигналы слышны только в непосредственной близости от передатчика за счет поверхностной волны.

Часто наблюдается, что луч, падающий на Землю в точке А, отражается от ее поверхности, снова попадает в слой, еще раз отражается и возвращается на Землю уже в точке В. Двух-, трех- и многократные отражения такого рода очень часто имеют место при передаче на высоких частотах, особенно на большое расстояние. На рис. 3 видно, что сигнал может также попасть в точку В после однократного отражения. Если оба сигнала, приходящие в точку В, приблизительно одинаковы по силе, то могут возникнуть очень сильные замирания благодаря интерференции.

По ширине зоны молчания можно приблизительно судить об условиях прохождения волн различных диапазонов, слушая только в одном из них. Предположим, что в диапазоне 20 метров слышны станции, находящиеся на расстоянии всего 200 км. Это указывает на то, что при такой ионизации сигналы на волнах в 10 метров, вероятно, будут также возвращаться на землю. Правда, на этих частотах зона молчания будет, вероятно, простираться до 2000 км. Если наблюдается очень узкая мертвая зона на волнах 20 метров, то для волн в 40 метров зона молчания отсутствует.

Когда зона молчания простирается на большое расстояние, мы слышим только дальние станции. С повышением ионизации она будет сужаться, и начнут появляться ближние станции. При этом мы начнем терять дальние станции по двум причинам. Во-первых, они будут забиваться громкими ближними станциями и, во-вторых, высокая ионизация вызывает поглощение сигналов дальних станций, которые проделывают длинный путь в ионизированных областях. Чем шире мертвая зона и выше рабочая частота, тем более вероятна возможность дальней связи.

Так как ионизация в верхних слоях атмосферы вызывается солнечным излучением, то условия прохождения коротких волн в течение ночи и дня будут резко различными. Рассмотрим для примера изменение условии связи в течение обычных зимних суток. В ранние утренние часы перед восходом солнца ионизация очень слаба. При этом 10-метровый диапазон будет совершенно мертв, а на 20 метрах можно услышать только единичные очень отдаленные станции. Однако для более низких частот ионизация будет достаточной для нормальной работы. Так, на волнах в 40 метров будут хорошие условия для дальней связи, хорошо проходят также и волны в 160 метрах. С восходом солнца ионизация начинает быстро повышаться и достигнет максимума после полудня. С приближением полудня (мертвая зона будет сужаться на всех диапазонах и часа через два после восхода солнца ионизация достаточна для отражения волн 10-метрового диапазона. Около полудня 20-метровый диапазон будет заполнен сравнительно ближними станциями, а на 10 метрах в это время возможна дальняя связь. После захода солнца ионизация будет уменьшаться, так как начнется обратное восстановление нейтральных атомов и молекул.

Зона молчания будет постепенно расширяться для каждого диапазона. Сначала прекратится прием волн 10 метров, а затем и 20 метров.

МАГНИТНЫЕ БУРИ

В некоторые дни можно наблюдать при радиоприеме, что число любительских станций в диапазоне резко сокращается по сравнению с обычными днями, все сигналы очень сильно замирают, многие постоянно слышимые станции исчезают, а появляются новые, преимущественно дальние станции, никогда ранее не принимавшиеся. Эти явления вызваны магнитными бурями, при которых магнитное поле Земли, обычно довольно устойчивое, претерпевает сильные изменения. Магнитные бури всегда сопровождаются понижением ионизации. В результате зона молчания расширяется и ночные условия распространения могут продолжаться в течение всего дня. Во время магнитной бури станции на высокочастотных диапазонах обычно исчезают много раньше, чем в нормальные дни. На 20 метрах при этом бывают хорошие условия для дальней связи около полудня, тогда как в обычные дни в эти часы можно работать только на расстояниях до 2000 км. Продолжается магнитная буря от одного до нескольких дней. Нарушения в ионосфере, происходящие в это время, вызывают значительные замирания, сопровождаемые многими искажениями.

Связь на ближние расстояния обычно нарушается и для работы приходился переходить на более длинные волны.

ОТРАЖАЮЩИЕ СЛОИ И АНОМАЛЬНАЯ ИОНИЗАЦИЯ

Ионосфера состоит обычно из нескольких ионизированных слоев. Из них наибольшую роль при распространении радиоволн играют слои E и F. Высота слоя E над поверхностью Земли составляет около 100 км, а слоя F - 220-240 км. На эти слои совершенно не влияет погода вблизи поверхности Земли.

Слой F в дневное время распадается на два слоя F1 и F2; первый из них лежит несколько ниже второго. Слой F2 ионизируется более сильно, чем слои F1 и Е, и играет большую "роль при передаче на коротких волнах. Сигналы достаточно высокой частоты, проникнув через умеренно ионизированные слои E и F1, отражаются более сильно ионизированным слоем F2, как показано на рис. 4. Для более низких частот важен слой E, и большинство связей на 160 метрах осуществляется благодаря отражению от этого слоя.

Hình 4

В слое E временами встречаются области очень интенсивной ионизации, которые называются аномальным слоем Е. Аномальная ионизация слоя E может произойти в любое время, и причина ее неизвестна. В случае аномальной ионизации слой E может вызвать отражение волн в 5 и 10 метрах.

Другое аномальное явление, получившее название эффекта Делинджера, состоит в полном нарушении коротковолновой связи на освещенной части земного шара. Причиной эффекта Делинджера, по-видимому, являются извержения на солнце, которые вызывают очень большое повышение ионизации в нижней части ионосферы. В результате этого короткие радиоволны поглощаются. В это время иногда бывает возможна дальняя связь на ультракоротких волнах. Эффект Делинджера может продолжаться несколько минут или даже часов.

СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

Ионизация слоя F2 достигает наибольшей величины в зимнее время, причем ежедневный максимум приходится на время после полудня. Это значит, что самая узкая мертвая зона будет после полудня зимнего дня, в это время возможна надежная связь на очень высоких частотах, например, на волнах в 10 метров. Летом ионизация менее значительна, чем зимой, и ежедневный максимум для слоя перемещается к заходу солнца. Таким образом для волн в 10 метров летом зона молчания будет шире, и связь на этих волнах часто может оказаться невозможной. Благодаря увеличению зоны молчания летом на волнах в 20 и 40 метров можно ожидать улучшения условий для дальних связей, однако при расстояниях во много тысяч километров картина усложняется соотношением освещенных и затемненных мест на земном шаре. При передаче через экватор летние условия могут преобладать на одном конце линии связи и зимние условия - на другом. Наилучшие условия для дальней связи бывают весной и ранней осенью. В течение весенних и летних месяцев наблюдается значительно больше случаев аномальных отражений от слоя E. Эти отражения могут в течение нескольких часов дать хорошие условия для дальней связи на 5 и 10 метров. Переход от зимних условий к летним, и наоборот, не совершается плавно. Весенние и осенние месяцы характеризуются неустойчивым состоянием ионосферы. Это особенно заметно любителям, регулярно работающим в 10-метровом диапазоне.

КРИТИЧЕСКИЕ ЧАСТОТЫ

Критической частотой называют самую высокую частоту, которая еще отражается от данного слоя, когда сигнал падает на слой под прямым углом. Если сигнал отражается при падении под прямым углом, он будет отражаться также под всеми другими углами, и, таким образом, зона молчания на всех частотах ниже критической будет отсутствовать. Критические частоты указывают степень ионизации слоев и могут быть использованы для предсказания "радиопогоды", выбора наивыгоднейших волн для связи, подсчета протяженности зоны молчания и т. д. Измерения критических частот производятся на ионосферных станциях. В Советском Союзе имеется несколько таких станций, одна из них в бухте Тихой, на Земле Франца Иосифа, является самой северной ионосферной станцией в мире.

За последние 3-4 года было гораздо больше случаев дальних связей в 10 и 5-метровых диапазонах, чем раньше. Это объясняется, с одной стороны, резким возрастанием числа радиолюбителей, работающих в этих диапазонах, а с другой - эффектом 11-летнего цикла активности солнечных пятен. Ионизация атмосферы тесно связана с числом солнечных пятен; чем больше пятен наблюдается в течение года, тем больше степень ионизации. Солнечные пятна уже давно стали объектом (наблюдения астрономов, и записи их количества ведутся регулярно с 1750 г. Эти записи показывают, что число пятен обычно достигает максимума каждые 11 лет. Последний максимум был в 1939 и 1940 гг. Средний уровень ионизации за последние пять лет повышался из года в год, в результате все более высокие частоты получали возможность отражаться. Условия для связи на волнах 10 и 5 метров зимой 1940/41 г. уже несколько хуже, чем они были в 1939/40 г. В дальнейшем с каждым годом количество часов, пригодных для связи, на этих волнах будет снижаться, и в 1944 г. или 1945 г. активность на этих диапазонах дойдет до минимума. К этому времени условия связи для 20-метрового диапазона станут похожими на те, какие наблюдались в прошлом году на 10 метрах, а 40-метровый диапазон окажется снова пригодным для дальних связей.

ДАЛЬНЯЯ СВЯЗЬ НА УКВ

Частота ультракоротких волн слишком высока для отражения от слоя F2. Если такие отражения и наблюдаются, то они бывают в течение периодов очень высокой ионизации, например, в течение максимума солнечных пятен, и происходят при передаче на большие расстояния, когда сигналы попадают в слой под очень тупым углом. Многочисленные связи в 5-т диапазоне, которые наблюдались в течение летних месяцев в США в прошлые годы, объясняются аномальной ионизацией слоя E.

Большинство этих связей имело место в вечернее время. Ионосферные измерения показывают, что летом аномальный слой Е часто образуется утром перед восходом солнца и вечером, причем его площадь иногда составляет всего несколько квадратных километров. Благодаря этому связь на укв оказывается возможной только между очень ограниченным числом пунктов. Однако, если существует одновременно много таких участков в различных местностях, условия связи на УКВ могут быть достаточно хорошими.

Автор: Б.Хитров

Xem các bài viết khác razdela thu sóng vô tuyến.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Mối đe dọa của rác vũ trụ đối với từ trường Trái đất 01.05.2024

Chúng ta ngày càng thường xuyên nghe về sự gia tăng số lượng mảnh vụn không gian xung quanh hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên, không chỉ các vệ tinh và tàu vũ trụ đang hoạt động góp phần gây ra vấn đề này mà còn có các mảnh vụn từ các sứ mệnh cũ. Số lượng vệ tinh ngày càng tăng do các công ty như SpaceX phóng không chỉ tạo ra cơ hội cho sự phát triển của Internet mà còn là mối đe dọa nghiêm trọng đối với an ninh không gian. Các chuyên gia hiện đang chuyển sự chú ý của họ sang những tác động tiềm ẩn đối với từ trường Trái đất. Tiến sĩ Jonathan McDowell thuộc Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian nhấn mạnh rằng các công ty đang nhanh chóng triển khai các chòm sao vệ tinh và số lượng vệ tinh có thể tăng lên 100 trong thập kỷ tới. Sự phát triển nhanh chóng của các đội vệ tinh vũ trụ này có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường plasma của Trái đất với các mảnh vụn nguy hiểm và là mối đe dọa đối với sự ổn định của từ quyển. Các mảnh vụn kim loại từ tên lửa đã qua sử dụng có thể phá vỡ tầng điện ly và từ quyển. Cả hai hệ thống này đều đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bầu không khí và duy trì ... >>

Sự đông đặc của các chất số lượng lớn 30.04.2024

Có khá nhiều điều bí ẩn trong thế giới khoa học, và một trong số đó là hành vi kỳ lạ của vật liệu khối. Chúng có thể hoạt động như chất rắn nhưng đột nhiên biến thành chất lỏng chảy. Hiện tượng này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu và cuối cùng chúng ta có thể đang tiến gần hơn đến việc giải đáp bí ẩn này. Hãy tưởng tượng cát trong một chiếc đồng hồ cát. Nó thường chảy tự do, nhưng trong một số trường hợp, các hạt của nó bắt đầu bị kẹt, chuyển từ chất lỏng sang chất rắn. Quá trình chuyển đổi này có ý nghĩa quan trọng đối với nhiều lĩnh vực, từ sản xuất thuốc đến xây dựng. Các nhà nghiên cứu từ Hoa Kỳ đã cố gắng mô tả hiện tượng này và tiến gần hơn đến việc hiểu nó. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã tiến hành mô phỏng trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng dữ liệu từ các túi hạt polystyrene. Họ phát hiện ra rằng các rung động trong các bộ này có tần số cụ thể, nghĩa là chỉ một số loại rung động nhất định mới có thể truyền qua vật liệu. Đã nhận ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Thiên thạch có ảnh hưởng đến khí hậu không 08.04.2006 Các nhà địa vật lý Australia đã phân tích bằng cách phát ra âm thanh bằng tia laze một đám mây bụi phát sinh trong tầng cao khí quyển khi một quả cầu lửa khá lớn có đường kính 3-2004 mét và khối lượng 7 tấn bị thiêu rụi ở đó vào ngày 10 tháng 1500 năm XNUMX. Vụ nổ xảy ra trên Nam Đại Tây Dương, giữa mũi phía nam của châu Phi và Nam Cực. Nó có sức công phá ngang với quả bom nguyên tử ném xuống Hiroshima và tạo ra 1000 tấn bụi. Cho đến nay, người ta tin rằng các hạt bụi phát sinh từ các vụ nổ như vậy có kích thước nanomet, nhưng hóa ra chúng lớn hơn hàng nghìn lần và đạt kích thước micromet. Điều này rất quan trọng vì chính loại bụi này sẽ tán xạ ánh sáng mặt trời một cách đặc biệt mạnh và do đó ảnh hưởng đến khí hậu, làm giảm lượng ánh sáng chiếu xuống Trái đất. Ngoài ra, các hạt bụi sao băng đóng vai trò là trung tâm ngưng tụ các giọt nước, làm tăng tần suất mưa. Bụi cũng tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng hóa học trong khí quyển, dẫn đến sự gia tăng lỗ thủng ôzôn. Mỗi năm có khoảng 40 tấn bụi sao băng rơi xuống Trái đất, và sau khi dọn dẹp căn hộ, một số lượng vật chất vũ trụ có thể vẫn còn trên bộ lọc của máy hút bụi của bạn.

Tin tức thú vị khác:

▪ Vào đi, bạn sẽ bị đánh hơi ở đây

▪ Bộ chuyển đổi SilverStone ECM23

▪ Màn hình siêu rõ nét

▪ Cá mập sẽ dạy con người mọc răng

▪ Khẩu trang y tế đã qua sử dụng để làm đường

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Đồng hồ, bộ hẹn giờ, rơle, công tắc tải. Lựa chọn bài viết

▪ Điều luật Bảo hiểm. Ghi chú bài giảng

▪ bài viết Tên vệ tinh của các hành tinh trong hệ mặt trời được chọn như thế nào? đáp án chi tiết

▪ bài Đậu đũa. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết Các tính năng của việc sử dụng các tụ điện oxit trong các mạch điện của bộ vi xử lý. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Đốt nước. bí mật tập trung

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024