Виды поляризации радиоволн. Передающая антенна. Вид поляризации радиоволн. Конструкция приемной антенны

2.Аналитический обзор

2.1.Виды поляризации радиоволн

Передающая антенна преобразует энергию токов радиочастоты, поступающую на ее вход по фидерной линии с выхода передатчика, в энергию радиоволн. Приемная антенна преобразует энергию радиоволн в энергию токов радиочастоты, которая поступает по фидерной линии (кабелю, проводу снижения) на вход приемника.

Радиоволны характеризуются в каждой точке пространства величиной и направлением электрического поля Е и магнитного поля Н (рис.2.1.). Эти поля графически изображают в виде взаимно перпендикулярных направленных отрезков (векторов), расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. В зависимости от расположения в пространстве вектора Е (линия действия электрических сил) различают вертикально и горизонтально поляризованные волны. Вертикальной поляризации соответствует вертикальное расположение вектора Е и горизонтальное расположение вектора Н (рис.2.1.,а); горизонтальной поляризации - вертикальное расположение вектора Н и горизонтальное расположение вектора Е (рис.2.1.,б).

Вид поляризации радиоволн определяется конструкцией передающей антенны. Антенны из вертикальных проводников (например, вертикальный вибратор) излучают вертикально поляризованные волны, из горизонтальных проводников – горизонтально поляризованные.

Конструкция приемной антенны должна соответствовать поляризации принимаемых радиоволн. Для приема вертикально поляризованных радиоволн применяется вертикальный вибратор или вертикально расположенная рамка, горизонтально поляризованных волн – горизонтальный вибратор или горизонтально расположенная рамка. При радиопередачах используется радиоволны обоих видов поляризации. Радиовещательные передачи на ДВ, СВ и КВ ведутся с помощью вертикально поляризованных волн , а РВ передачи на УКВ с ЧМ ведутся с помощью горизонтально поляризованных волн. ТВ передачи в нашей стране ведутся в основном также с помощью горизонтально поляризованных волн.

Рис.2.1.  Направления распространения волн электрического

                           и магнитного полей

Следует отметить, что в зависимости от условий распространения радиоволн поляризация их в месте приема может отличаться от поляризации в месте излучения. Изменение поляризации радиоволн является особенно существенным в диапазоне декаметровых  волн при дальнем ионосферном распространении. В этом случае поляризация радиоволн может быть произвольной и значительно меняться во времени.     

2.2.Краткие сведения о распространении радиоволн

Распространение радиоволн может происходить с помощью поверхностных (земных) и пространственных волн. Поверхностная волна распространяется в непосредственной близости к земной поверхности, пространственная – путем однократных или многократных отражений от земли и ионосферы, представляющей собой слой заряженных частиц (ионы и свободные электроны), окружающий Землю. Нижняя граница ионосферы расположена на высоте около 80 км, верхняя – около 400 км. Способность радиоволн отражаться от ионосферы определяется соотношением между частотой радиоволны f и критической частотой ионосферы fкр, зависящей от концентрациисвободных электронов в единице ее объема. Если f меньше fкр, то волна отражается от ионосферы, если же f больше fкр, то волна свободно проходит сквозь ионосферу и обратно к Земле не возвращается. В среднем критическая частота ионосферы составляет примерно 30МГц. Следовательно, ДВ, СВ и КВ, частоты которых меньше критической, отражаются от ионосферы  и могут распространяться в виде пространственных волн. УКВ, частота которых превышает критическую, от ионосферы отражаться не могут и распространяются только в виде поверхностных волн.

2.2.1.Мириаметровые и километровые волны.

К мириаметровым волнам относятся волны длиной более 10 000 м (диапазон «очень низких частот» ОНЧ), к километровым – от 10 000 до 1000 м (диапазон «низких частот» НЧ). В диапазоне НЧ и ОНЧ поверхностные волны обладают ярко выраженной способностью к дифракции, т.е. к огибанию кривизны земного шара. Поэтому они могут распространяться на расстояние в несколько тысяч километров. До расстояний 300-400 км распространение происходит только с помощью поверхностной волны, а далее – с помощью поверхностной и пространственной волн. На расстояниях более 3000 км распространение обуславливается только