電波の伝播。スキーム、説明

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電波の伝播。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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結論として、異なる範囲の電波には、伝搬範囲に影響を与えるさまざまな特性があると言わざるを得ません。ある長さの波は長距離を移動し、別の長さの波は地平線を越えて「失われます」. 地球の反対側または宇宙のどこかで無線信号が完全に聞こえることがありますが、無線局から数十キロ離れた場所では検出できません。

超短波、短波、中波、長波の範囲で動作する近くのラジオ局に受信機を合わせた場合、局から離れると、次の現象を観察できます。すでに数十キロ離れたところで、超短波の受信短波局は停止し、800 ～ 1000 km で中波局の送信が聞こえなくなり、1500 ～ 2000 km で長波局の送信が聞こえなくなります。しかし、もっと離れた場所では、短波放送局の送信を聞くことができました。

電波の伝搬
図1。電波の進路

この現象をどう説明する？異なる長さの電波の「範囲」に影響を与えるものは何ですか? 地球とその周囲の大気。

ご存知のように、アースは銅線ほどではありませんが、電流導体です。地球の大気は 10 つの層で構成されています。地球の表面から 12 ～ 50 km で終わる上部境界の最初の層は、対流圏と呼ばれます。その上、地表から 400 キロメートルまでの 1 番目の層は成層圏です。さらに、地球から約 XNUMX km 上空まで、第 XNUMX の層である電離層が広がっています (図 XNUMX)。電離層は、電波、特に短い電波の伝播において決定的な役割を果たします。

電離圏の空気は非常に希薄です。太陽放射の作用下で、多くの自由電子がガス原子から放出され、その結果、陽イオンが現れます。彼らが言うように、大気の上層のイオン化があります。電離層は電波を吸収し、その経路を曲げることができます。日中、太陽放射の強さに応じて、イオン化された層の自由電子の数、その厚さと高さが変化し、これがこの層の電気的特性を変化させます。

無線局のアンテナは、地球の表面に沿って、そして地球に対してさまざまな角度で上向きに電波を放射します。最初の経路をたどる波は地上波または表面波と呼ばれ、XNUMX番目の経路は空間波と呼ばれます。長波局からの信号を受信するときは、主に表面波のエネルギーが使用され、地球の表面の周りでよく曲がります。しかし、導体である地球は電波のエネルギーを吸収します。したがって、長波局から離れるにつれて、その送信の受信量は徐々に減少し、最終的に受信は完全に停止します。

中波は地球の周りでより悪く曲がり、さらに、長い波よりも強く吸収されます。これは、長波放送局と比較して中波放送局の「範囲」が低いことを説明しています。

したがって、たとえば、300〜400 mの波長で動作するラジオ局の信号は、同じ電力のステーションの信号の1500〜2000分のXNUMXの距離で受信できますが、 XNUMX-XNUMX m。これらのステーションの範囲を拡大するには、容量を増やす必要があります。

夕方や夜間は、長波・中波のラジオ放送が昼間よりも遠くまで聞こえます。実際には、これらの局によって上向きに放出される電波エネルギーの一部は、日中に大気中に跡形もなく失われます。日没後、電離層の下層はその経路を曲げて、表面波によるこれらのステーションの受信が不可能になるような距離で地球に戻ります。

短波域の電波は地球に強く吸収され、地球の表面で曲がりにくくなっています。したがって、そのような観測所からすでに数十キロメートル離れていると、それらの表面波は減衰します。しかしその一方で、空の波は数千キロメートル離れた受信機によって、さらには地球の反対側の地点でも検出できます。

空間短波の経路の湾曲は、電離層で発生します。電離層に入ると、彼らはその中で非常に長い道のりを進み、ラジオ局から非常に遠く離れた地球に戻ることができます. 彼らは世界一周の「旅行」をすることができます-送信局がある場所でも受信できます。これは、低い送信電力でも長距離にわたって短波が良好に伝播する秘密を説明しています。

しかし、短波には欠点もあります。転送する場所にゾーンが形成されます。短波放送は聞こえません。それらは沈黙のゾーンと呼ばれます（図1）。沈黙ゾーンのサイズは、電離層の波長と状態に依存し、電離層は太陽放射の強度に依存します。

超短波はその性質上、光線に最も近いです。それらは主に直線的に伝播し、地球、植物、さまざまな構造物、および物体に強く吸収されます。したがって、表面波による超短波局からの信号の信頼性の高い受信は、主に、山、丘、森の形で障害物に遭遇しない、送信機と受信機のアンテナの間に精神的に直線を引くことができる場合に可能です。全長に沿って。電離圏は、光のガラスのように超短波に対して「透明」です。超短波はほとんど妨げられずに通過します。そのため、この範囲の波が地球の人工衛星、宇宙船、およびそれらの間の通信に使用されます。

しかし、強力な超短波局の地上範囲は、原則として 100 ～ 200 km を超えません。この範囲（8〜9 m）の最長波の経路のみが電離層の下層によってわずかに湾曲しており、いわばそれらを地面に曲げます。これにより、VHF送信機を受信できる距離を大きくすることができます。ただし、超短波局からの送信は、数百から数千キロメートル離れた場所で聞こえる場合があります。

出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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