Как распространяются радиоволны – просто о сложном


Как распространяются радиоволны – просто о сложном
Давно известно, что радиоволны распространяются двумя способами: в непосредственной близости от земли (это поверхностные, или земные радиоволны) или на большие расстояния, по всему земному шару – в результате многократного отражения от слоев атмосферы (пространственные радиоволны).

Содержание
  • 1 Пути радиоволн
  • 2 Природные волноводы

Пути радиоволн


В этих верхних (выше 100 километров) слоях атмосферы под влиянием солнечного излучения протекает множество фотохимических, химических и ионизационных процессов: молекулы разрушаются и вновь складываются из атомов.

Слой оболочки Земли, называемый ионосферой, отражает короткие радиоволны, давая им возможность делать гигантские прыжки в тысячи километров, и даже не единожды опоясывать земной шар («кругосветное эхо»).

Много препятствий и помех стоит на пути радиоволн. И прежде всего мешает сама ионосфера. Дело в том, что состояние ее постоянно меняется, в любой момент могут появиться возмущения, а то и целые «ионосферные бури», если Солнце неспокойно. И вот «радиозеркало» делается кривым. Приходится применять особые приемы, чтобы осуществлять связь: переходить на более длинные волны; вести прием на несколько антенн, удаленных друг от друга, все время переключаясь с одной на другую, пользоваться ретрансляцией.

Искажает путь радиоволн даже море. Оно меньше поглощает радиоволны, чем суша. И при пересечении линии берега радиоволны изменяют свое направление, как бы преломляются. Это явление называется береговым эффектом. Береговой эффект объясняет ошибки в пеленговании (определении местоположения) судна в море.

Помехи вызывают и разряды молний. Их сигналы называются «атмосфериками». Очаги грозовых помех – экваториальная Африка, экваториальная Америка, Малайский архипелаг.

А вот помехи искусственные. Приемник отделяет волны нужной радиостанции. Но… начинает работать мощная близлежащая радиостанция. И хотя длина волн радиостанций различная, ближняя все-таки прослушивается. Это – эффект взаимодействия радиоволн.

Сейчас радиостанции можно слушать в хорошем качестве в интернете, например «Европу плюс» слушайте здесь https://fm-24.ru/web/evropa-plyus.

Природные волноводы


Астрономы давно установили, что тропосфера – в оптическом отношении не вполне однородная среда. Оптическая плотность воздуха, как известно, зависит от температуры и давления. С наступлением темноты почва отдает свою лучистую энергию, что приводит к переохлаждению нижних слоев воздуха. Если при этом небо ясное, а ветер слабый, то над сушей образуется так называемый волноводный канал. В таком атмосферном волноводе ультракороткие волны распространяются в результате отражения между тропосферой и земной поверхностью. Этим можно объяснить дальний прием телепередач. Такое явление было обнаружено еще в 1943 году ученым П. Е. Краснушкиным.

На море низкий волноводный канал образуется в районе пассатов (постоянных ветров), где при падении температуры с высотой резко уменьшается влажность. Волноводный канал над морем может возникнуть и под влиянием переноса с Земли теплого сухого воздуха на холодную поверхность моря.

Есть попытки использовать в качестве волноводов устойчивые течения ветров. В целом ряде районов с устойчивыми ветрами температура плавно уменьшается до определенной высоты, затем внезапно увеличивается и примерно через 150 метров вновь резко падает. Из-за больших перепадов температуры границы теплого воздуха приобретают способность отражать радиоволны.

Относительно недавно открыты магнитные волноводы Земли. Они возникают в пространстве вокруг нашей планеты и могут изогнуть путь радиолокационного сигнала настолько, что, описав во внешнем пространстве дугу, близкую к окружности, сигнал из Северного полушария Земли без потерь вновь возвращается на Землю, но уже в Южном полушарии.

Эти магнитные волноводы состоят из электронов, сгруппированных под действием магнитного поля в нитевидные области вдоль силовых линий. Радиосигналы проходят в направлении этих «электронных нитей» путь, равный 50 000 километров.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: