Як розповсюджуються радіохвилі

Поширення радіохвиль в просторі має свої закономірності. Антена передавальної радіостанції випромінює хвилі як уздовж земної поверхні, так і ввверх під деяким кутом до горизонту (рис. 31.14). Радіохвилі, що поширюються уздовж поверхні землі, називають поверхневими, а поширюються під кутом до горизонту - просторовими. Ступінь поглинання радіохвиль земною поверхнею в значній мірі залежить як від характеру місцевості, так і від довжини хвилі (рис. 31.15).

Зв'язок з поверхневими хвилями стійка в будь-який час, так як їх поширення не залежить від часу доби і пори року. Поверхневі хвилі добре огинають всі перешкоди, якщо їх розміри менше робочої довжини хвилі. Над водною поверхнею дальність радіозв'язку поверхневої хвилею значно зростає. Ці хвилі більше поглинаються над лісами і з пустелею, ніж над морем.

Мал. 31.14. Поширення хвиль різних типів

Мал. 31.15. Поглинання радіохвиль різних діапазонів при поширенні уздовж поверхні землі

Поглинання цих радіохвиль збільшується в міру зменшення довжини хвилі. Іншими словами, чим коротше хвиля, тим більше поглинається її енергія. Тому зв'язок на КВ і УКВ-діапазонах може здійснюватися за допомогою поверхневих хвиль в радіусі до 100 км. Зустрічаються на шляху поверхневих радіохвиль болота і ліси сприяють їх поглинання, особливо влітку. Взимку проходження поверхневих хвиль дещо покращується. Для здійснення радіозв'язку поверхневої радіохвилею на великі відстані використовуються передавачі підвищеної потужності.

Просторові радіохвилі, завдяки відображенню від верхніх шарів атмосфери, званих іоносферою, можуть поширюватися на дуже великі відстані при потужності передавальної радіостанції в кілька одиниць ват. Вся атмосфера містить заряджені електричні частинки: вільні електрони і іони. У нижніх шарах при великому тиску негативно заряджені частинки не можуть довго існувати через те, що притягуються позитивними зарядами. На великих висотах, де атмосфера дуже розряджена тривале існування таких «блукаючих» частинок можливо і їх щільність тут більше. Верхні шари атмосфери називають іоносферою ( «іон» - блукаючий, що йде; «сфера» - куля, оболонка). На деяких висотах кількість заряджених частинок досить велике, що впливає на поширення радіохвиль, викликаючи їх відображення.

Іонізація атмосфери відбувається під впливом Сонця і космічного випромінювання. Сонячне випромінювання є основним фактором, що впливає на іонізацію атмосфери, стан якої залежить від часу доби і року. Атмосфера Землі - це повітряне середовище складного складу, яка обертається разом з нею (рис. 31.16).

Іоносфера являє собою шар повітря входить до складу атмосфери. Цей шар розташований на висоті від 60 до 1000 км і складається з декількох іонізованих шарів, які переходять плавно один в інший. У денні години виникає чотири іонізованих шару: D (висота 60. 80 км), Е (100. 120 км), F1 (180. 200 км) і F2 (250. 450 км) (рис. 31.17). Із заходом Сонця іонізація атмосфери припиняється і починається активний процес рекомбінації. Найбільш активно цей процес відбувається в нижніх шарах атмосфери. Шар D зникає, а шар F1 зменшується і зливається з шаром F2. Вночі, в результаті відбулися процесів іоносфера складається з двох шарів Е і F (F1 + F2). Днем в іоносфері всі процеси протікають в зворотну сторону. Цим і пояснюється нестійкість прийому просторових радіохвиль. За іоносферою ведуться постійні спостереження для складань радіопрогнози, який дозволив би вказати найбільш вигідні, частоти радиоприема на кожен місяць. Для зв'язку просторової хвилею найбільш підходять короткі хвилі. Стійкий прийом просторових радіохвиль можливий тільки при правильному виборі робочої хвилі стосовно часу доби, року і відстані до радіостанції.

Мал. 31.16. Будова атмосфери і розповсюдження в ній радіохвиль

Мал. 31.17. Схема вертикального будови іоносфери

Література: В.М. Пестриков. Енциклопедія радіоаматора.