Распространение радиоволн

Самыми популярными среди радиоволн являются волны в свободном пространстве. Их распространение это перенос  энергии, которая возникает во время электромагнитных

 

Никола Тесла

(10.07.1856 - 07.01.1943)

Физик, инженер, изобретатель в области радио и электротехники

колебаний. Радиоизлучение имеет большой диапазон частот. Различные явления и физические эффекты, которые происходят в данном диапазоне, отличаются за качеством и количеством. Поэтому существует классификация радиоволн за их диапазоном: мириаметровые или сверхдлинные (СДВ) 100–10 км, километровые или длинные (ДВ) 10–1 км, гектометровые или средние (СВ) 1000–100 м, декаметровые или короткие (КВ) 100–10 м, метровые (МВ) 10–1 м, дециметровые (ДМВ) 100–10 см, сантиметровые (СМВ) 10–1 см, миллиметровые (ММВ) 10–1 мм, децимиллиметровые (ДММВ) 1–0,1 мм.

В однородной среде волны распространяются с постоянной скоростью и прямолинейно, это напоминает световые лучи (прямые волны). Такое распространение радиоволн принято называть свободным. В космическом пространстве такие радиоволны являются условием распространения радиосвязи с наземной станцией. Поток электромагнитной энергии и его плотность пропорциональная квадрату напряжённости поля этой волны r, а также обратно пропорционально r². Дальность действия равна:

где Pc — мощность сигнала Рш — мощность шумов G1, G2 — коэффициенты направленного действия антенн. Скорость распространения радиоволн в свободном пространстве равняется c = 300 000 км/сек.

Во время распространения радиоволн в материальной среде (морская вода, земная атмосфера) изменяются поглощение энергии и

фазовая скорость. Это происходит вследствие возбуждения колебаний ионов и электронов в молекулах и атомах электрического поля и переизлучением ими вторичных волн. При малой напряжённости поля под действием поля волны колебания электрона происходят по гармоническому закону, при этом их частота аналогична пришедшей волне. С вышесказанного можно сделать вывод, что электроны излучают радиоволны одинаковой частоты, но с разными фазами и амплитудами. Как следствие сдвига фаз переизлучённой и первичной волны изменяется фазовая скорость. Причиной поглощения радиоволн является потеря энергии во время взаимодействия атома с волной. Изменение фазовой скорости и ее поглощение в среде характеризуются показателями преломления n и показателями поглощения. Они, следовательно, зависят от проводимости s среды, длины волны l и диэлектрической проницаемости e:

;