Радиолинии, микроволновая и инфракрасная связь

В радиолиниях связи средой распространения электромагнитных волн в подавляющем большинстве случаев являемся атмосфера (за исключением случая связи между космическими aппаратaми).

Атмосферой называется газообразная оболочка Земли, простирающаяся на высоту более 1000 км. Атмосферу подразделяют на три основные слоя: тропосферу - приземный слой атмосферы, верхний слой лежит на высотe 10 - 14 км; стратосферу - слой до высот 60 - 80 км; ионосферу - ионизированный воздушный слой малой плотности над стратосферой, переходя­щий затем в радиационные пояса Земли. Ионизированный слой атмосферы состоит из нескольких слоев: на высоте 60 - 80 км находится слой D, существующий только днем. Следующий слой Е располагается на высоте 90 - 130 км. Еще выше находится слой F, имею­щий ночью высоту 250 - 350 км, а днем разделяющийся на два слоя: слой F ₁ - на высоте 180- 220 км и F₂ - на высоте 220-500 км. Радиоволны - это электромагнитные волны с частотами до 3х10¹² Гц, распро­страняющиеся в среде без искусственных направляющих систем. С учетом особенностей распространения радиоволны принято делить на диапазоны.

Линия радиосвязи (рис. 72) может состоять из двух оконечных станций, нескольких промежуточ­ных и узловых. Оконечные радиостанции (ОРС) располагаются в начале и конце линии. На ОРС вводится и выделяется передаваемая информация, обеспечивается ее распределение между потребителями. Промежуточные (ПРС) радиостанции предназначены для ретрансляции сигналов. Узловые станции (УРС) - промежуточные станции, на которых проходит разветвле­ние принимаемых сигналов в различных направлениях, выделение части передаваемой информа­ции (например, программы телевидения для близлежащего населенного пункта) и введе­ния новой информации. Классификация радиоволн приведена в табл. 2. Деление paдиоволн на диапазоны установлено Международным регламентом радиосвязи ITU-R.

 

 

Оконечная Промежуточные или узловые Оконечная

станция станции станция

Рис. 72. Типичный вид радиолинии

 

Радиоволны, изучаемые передающей антенной, прежде чем попасть на приемную ан­тенну, проходят в общем случае сложный путь. Основные из них:

- дифракция на сферической поверхности Земли - способность радиоволн огибать препятствия, т.е. отклонение луча от прямолинейного пути;

- интерференция - сложение электромагнитных волн с учетом фазовых соотношений (если лучи совпадают по фазе, то они складываются, если нет - то вычитаются);

- преломление и отражение в ионизированных слоях атмосферы (ионосфере);

- рассеяние на диэлектрических неоднородностях нижних слоев атмосферы (тропосфере);

- рефракция - искривление лучей при переходе через среду с плавно изме­няющимися параметрами.

Каким путем электромагнитные волны, излучаемые передающей ан­тенной, попадут в место приема, зависит от длины волны, свойств земной поверхности и атмосферы. Кроме того, напряженность поля в точке приема зависит от длины волны и освещенности земной атмосферы Солнцем.

Табл. 10. Классификация радиоволн

Вид радиоволн	Тип радиоволн	Диапазон радиоволн (длина волны)	Номер диапазона	Диапазон частот	Вид радиочастот
Мириаметровые	Сверх- длинные	100…10 км		3…30 кГц	Очень низкие
Километровые	Длинные	10…1 км		30…300 кГц	Низкие
Гектометровые	Средние	1…0, 1 км		0, 3…3 МГц	Средние
Декаметровые	Короткие	100…10 м		3…30 МГц	Высокие
Метровые	Ультра- короткие	10…1 м		30…300 МГц	Очень высокие
Дециметровые	1…0, 1 м		0, 3…3 ГГц	Ультра- высокие
Сантиметровые	10…1 см		3…30 ГГц	Сверх- высокие
Миллиметровые	10…1 мм		30…300 ГГц	Крайне высокие
Децимиллиметровые	1…0, 1 мм		300…3000 ГГц	Гипер- высокие