В этой главе давайте рассмотрим различные интересные темы, такие как свойства радиоволн, распространение радиоволн и их типы.
Радиоволны
Радиоволны легко генерируются и широко используются как для внутренней, так и для наружной связи, поскольку они способны проходить через здания и преодолевать большие расстояния.
Ключевые особенности —
-
Поскольку радиопередача носит всенаправленный характер, необходимость в физическом выравнивании передатчика и приемника не возникает.
-
Частота радиоволны определяет многие характеристики передачи.
-
На низких частотах волны могут легко проходить через препятствия. Тем не менее, их мощность падает с обратной квадратом по отношению к расстоянию.
-
Волны более высокой частоты более склонны к поглощению дождевыми каплями, и они отражаются препятствиями.
-
Из-за большой дальности передачи радиоволн помехи между передачами являются проблемой, которую необходимо решить.
Поскольку радиопередача носит всенаправленный характер, необходимость в физическом выравнивании передатчика и приемника не возникает.
Частота радиоволны определяет многие характеристики передачи.
На низких частотах волны могут легко проходить через препятствия. Тем не менее, их мощность падает с обратной квадратом по отношению к расстоянию.
Волны более высокой частоты более склонны к поглощению дождевыми каплями, и они отражаются препятствиями.
Из-за большой дальности передачи радиоволн помехи между передачами являются проблемой, которую необходимо решить.
В диапазонах VLF, LF и MF распространение волн, также называемых наземными волнами, следует за кривизной Земли. Максимальные дальности передачи этих волн порядка нескольких сотен километров. Они используются для передач с низкой пропускной способностью, таких как радиовещание с амплитудной модуляцией (AM).
Передачи в диапазоне HF и VHF поглощаются атмосферой вблизи поверхности Земли. Однако часть излучения, называемая небесной волной , излучается наружу и вверх в ионосферу в верхних слоях атмосферы. Ионосфера содержит ионизированные частицы, образовавшиеся под воздействием солнечного излучения. Эти ионизированные частицы отражают небесные волны обратно на Землю. Мощная небесная волна может несколько раз отражаться между Землей и ионосферой. Небесные волны используются любителями радиолюбителей и для военной связи.
Распространение радиоволн
В системах радиосвязи мы используем беспроводные электромагнитные волны в качестве канала. Антенны разных спецификаций могут быть использованы для этих целей. Размеры этих антенн зависят от ширины полосы и частоты передаваемого сигнала.
Способ распространения электромагнитных волн в атмосфере и в свободном пространстве можно разделить на следующие три категории:
- Распространение прямой видимости (LOS)
- Распространение земной волны
- Распространение небесной волны
В полосах частот ELF (чрезвычайно низкая частота) и VLF (очень низкая частота) Земля и ионосфера действуют как волновод для распространения электромагнитных волн.
В этих частотных диапазонах сигналы связи распространяются практически по всему миру. Ширина полосы канала мала. Поэтому информация, передаваемая по этим каналам, имеет низкую скорость и ограничивается цифровой передачей.
Распространение линии зрения (LOS)
Среди способов распространения это распространение в пределах прямой видимости является тем, которое мы обычно замечаем. Как видно из названия, в линии прямой видимости волна проходит минимальное расстояние видимости. Это означает, что он перемещается на расстояние, до которого невооруженным глазом можно видеть. Что происходит после этого? Нам нужно использовать усилитель и передатчик, чтобы усилить сигнал и передать снова.
Это лучше понять с помощью следующей диаграммы.
На рисунке этот способ распространения изображен очень четко. Распространение по линии прямой видимости не будет плавным, если на пути его передачи возникнут какие-либо препятствия. Поскольку в этом режиме сигнал может распространяться только на меньшие расстояния, эта передача используется для инфракрасных или микроволновых передач .
Распространение земной волны
Наземная волна распространяется по контуру земли. Такая волна называется прямой волной . Волна иногда изгибается из-за магнитного поля Земли и отражается от приемника. Такую волну можно назвать отраженной волной .
На рисунке выше показано распространение земной волны. Волна, распространяющаяся в атмосфере Земли, называется земной волной . Прямая волна и отраженная волна вместе подают сигнал на приемную станцию. Когда волна, наконец, достигает приемника, задержки устраняются. Кроме того, сигнал фильтруется, чтобы избежать искажений, и усиливается для четкого вывода.
Распространение небесной волны
Распространение небесной волны является предпочтительным, когда волна должна преодолевать большие расстояния. Здесь волна проецируется на небо и снова отражается обратно на землю.
Распространение небесной волны хорошо показано на рисунке выше. Здесь показано, что волны передаются из одного места и там, где их принимают многие приемники. Следовательно, это пример вещания.
Волны, которые передаются от передающей антенны, отражаются от ионосферы. Он состоит из нескольких слоев заряженных частиц, находящихся на высоте от 30 до 250 миль над поверхностью земли. Такое перемещение волны от передатчика к ионосфере и оттуда к приемнику на Земле известно как распространение небесной волны . Ионосфера — это ионизированный слой вокруг атмосферы Земли, который подходит для распространения небесных волн.