21920

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН И АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН И АНТЕННОФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА Конспект лекций по дисциплине Распространение радиоволн и антеннофидерные устройства для студентов очной формы обучения специальности 201200 Астрахань 2004 УДК 621. Распространение радиоволн и антеннофидерные устройства: Конспект лекций АГТУ. В учебном пособии изложены теоретические сведения по распространению радиоволн и антеннофидерным устройствам Распространение радиоволн и антеннофидерные устройства входит в цикл специальных дисциплин специальности 201200. Влияние окружающие...

Русский

2013-08-04

46.5 KB

51 чел.

АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОММУНИКАЦИЙ

МАНЕНКОВ В.И.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН И АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Конспект лекций по дисциплине

 Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства

для студентов очной формы обучения

специальности 201200

Астрахань 2004

УДК 621.396.67

Автор: к.т.н., доцент В.И. Маненков

Рецензент: к.т.н., доцент В.В. Лаптев

Редактор: д.т.н., профессор В.Н Дмитриев

Маненков В.И.   Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства: Конспект лекций/ АГТУ. – Астрахань, 2004. – 50 с.

В учебном пособии изложены теоретические сведения по распространению радиоволн и антенно-фидерным устройствам «Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства» входит в цикл специальных дисциплин специальности 201200.

Учебное пособие утверждено на заседании методического совета факультета

«___» __________2004 г., протокол № _______

Астраханский государственный технический университет

Лекция 1.  ВВЕДЕНИЕ

   Назначение передающих и приемных  антенн. Влияние окружающие среды на условие  распространения  радиоволн. Классификация радиоволн по диапазонам. Основные задачи теории антенн: внутренняя  и внешняя задачи теории  антенн.  Основные задачи теории  распространения радиоволн.

Введение

Антенна (А.), устройство для излучения и приёма радиоволн.

Передающая антенна преобразует энергию электромагнитных колебаний высокой частоты, сосредоточенную в выходных колебательных цепях радиопередатчика, в энергию излучаемых радиоволн. Преобразование основано на том, что, как известно, переменный электрический ток является источником электромагнитных волн. Это свойство переменного электрического тока впервые установлено Г. Герцем в 80-х гг. 19 в. на основе работ Дж. Максвелла.

Приёмная антенна выполняет обратную функцию – преобразование энергии распространяющихся радиоволн в энергию, сосредоточенную во входных колебательных цепях приёмника. Формы, размеры и конструкции антенн разнообразны и зависят от длины излучаемых или принимаемых волн и назначения А. Применяются А. в виде отрезка провода, комбинаций из таких отрезков, отражающих металлических зеркал различной конфигурации, полостей с металлическими стенками, в которых вырезаны щели, спиралей из металлических проводов и др.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВОЛН ПО ДИАПАЗОНАМ ЧАСТОТ И УСЛОВИЯМ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

    Каждая система передачи сигналов состоит из трех основных частей: передающего устройства, приемного устройства и промежуточного звена – соединяющей линии. В радиолинии роль промежуточного звена выполняет среда, пространство, в котором распространяются радиоволны. Для подвижной связи используется распространение радиоволн по естественным трассам, т.е. в условиях, когда средой служат поверхность и атмосфера Земли или космическое пространство. Среда распространение радиоволн – звено в радиолинии, которое практически не поддается управлению. В свободном пространстве электромагнитные волны распространяются радиально от источника со скоростью c = 3108 м/с и не испытывают поглощения.

    Влияние среды на распространение радиоволн проявляется в изменении амплитуды поля волны, изменении скорости и направления распространения волны, в повороте плоскости поляризации волны, в искажении передаваемых сигналов. При исследовании распространения радиоволн возникают основные задачи:

  1.  расчет энергетических параметров радиолинии – выбор мощности передающего устройства или определение мощности сигнала на входе приемного устройства;
  2.  определение оптимальной рабочей волны при заданных условиях распространения определение истинной скорости и истинного направления прихода сигнала;
  3.  изучение возможных искажений передаваемого сигнала и разработка мер по их устранению.

      Для решения этих задач изучаются электрические свойства поверхности и атмосферы Земли и физические процессы распространения радиоволн.

  Условия распространения радиоволн по естественным трассам определяются многими факторами, так что полный их анализ оказывается слишком сложным. Поэтому в каждом конкретном случае строят модель трассы распространения радиоволн, выделяя те факторы, которые оказывают основное воздействие.

    Земная поверхность оказывает существенное влияние на распространение радиоволн: поверхность Земли частично поглощает и отражает радиоволны; сферичность земной поверхности (средний радиус земного шара 6370 км) также влияет на распространение радиоволн. Радиоволны, распространяющиеся в непосредственной близости (в масштабе длины волны) от поверхности Земли, называют земными радиоволнами.

При разработке модели распространения земных радиоволн атмосферу можно считать не поглощающей средой. При необходимости усложнения модели вносятся поправки с учетом диэлектрической и магнитной проницаемостей атмосферы.

   В окружающей земной шар атмосфере различают две области, оказывающие влияние на распространение радиоволн: тропосферу и ионосферу.

Тропосфера – приземная область атмосферы, простирающаяся до высоты 10…15 км –  неоднородна как в вертикальном направлении, так и вдоль земной поверхности; ее электрические параметры зависят от метеорологических условий. Тропосфера влияет на распространение земных волн и обеспечивает распространение так называемых тропосферных волн. Распространение тропосферных волн связано с рефракцией (искривлением траектории волны) в неоднородной тропосфере, а также с рассеянием и отражением радиоволн от неоднородностей тропосферы.

Ионосфера – от 50…80 км и примерно до 10000 км над поверхностью Земли. В этой области плотность газа весьма мала и газ ионизирован, т. е. имеется большое число свободных электронов (примерно 103 … 106 электронов в 1 см3 воздуха). Присутствие свободных электронов существенно влияет на электрические свойства газа и обусловливает возможность отражения радиоволн от ионосферы. Путем последовательного отражения от ионосферы и поверхности Земли радиоволны распространяются на очень большие расстояния (например, короткие волны могут несколько раз огибать земной шар). Ионосфера является неоднородной средой, и радиоволны рассеиваются в ней, что также обусловливает возможность распространения радиоволн на большие расстояния. Радиоволны, распространяющиеся путем отражения от ионосферы или рассеяния в ней, будем называть ионосферными волнами. На условия распространения ионосферных волн свойства земной поверхности и тропосферы влияют мало.

  За пределами ионосферы плотность газа и электронная плотность уменьшаются и на расстоянии 3…4,5 радиусов земного шара, атмосфера Земли переходит в космическое пространство, где газ полностью ионизирован, плотность протонов равна плотности электронов и составляет всего 2…20 эл/см3. Условия распространения радиоволн в космосе близки к условиям распространения в свободном пространстве. Таким образом, оказывается возможным рассматривать раздельно влияние на распространение радиоволн земной поверхности, тропосферы, ионосферы и космического пространства.

К радиоволнам относят электромагнитные колебания, длина волны которых лежит в пределах от 210–9 до 105 м, что соответствует частотам колебаний от 151010 до 310–3 МГц.

     В зависимости от длины рабочей волны влияние одной и той же среды проявляется в большей или меньшей степени. В связи с этим для удобства выбора модели трассы электромагнитные волны делят; на диапазоны – табл. 1. Волны каждого из диапазонов имеют свои особенности распространения, но на границах диапазонов не существует резких изменений этих особенностей.

 Таблица 1 – Распределение электромагнитных волн по диапазонам 

Диапазон

Длина волны в свободном пространстве, м

Частота, МГц

Область применения

Сверх длинные волны (СДВ)

100 000…10 000

3e-3 … 3e-2 

Радионавигация, радиотелеграфная связь, метеослужба

Длинные волны  (ДВ)

 10000…1000

 3e-2 … 3e-1

Радиотелеграфная и радиотелефонная связь, радиовещание,  радионавигация 

Средние волны (СВ)

 1000…100

3e-1 … 3 

Радиотелеграфная и радиотелефонная связь, радиовещание,  радионавигация 

Короткие волны (КВ)

 100…10

 3 … 30

Радиотелеграфная и радиотелефонная связь, радиовещание, радиолюбительская связь 

Ультракороткие волны (УКВ):

метровые

 дециметровые

сантиметровые

миллиметровые

10…0,001

10…1

1…0,1

0,1…0,01

0,01…0,001

 30 … 3e5

30 … 300

300 … 3000

3000…3e4

3e4 … 3e5 

Радиовещание,  телевидение, радиолокация, космическая радиосвязь, радиолюбительская связь

Телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, космическая радиосвязь

Радиолокация, радиорелейная связь, космическая радиосвязь

Радионавигация и т.д.

Волны оптического диапазона:

инфракрасные,

видимые и ультрафиолетовые

1e-3 … 7,5e-7

7,5e-7 … 4e-7

4e-7 … 20e-10

 3e5…4e8

4e8…7,5e8

7,5e8…15e10

 Квантовая радиоэлектроника, пассивная и активная радиолокация


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17901. Сучасний стан і перспективи розвитку в головних галузевих комплексів світової економіки 105 KB
  Лекція 9. Сучасний стан і перспективи розвитку в головних галузевих комплексів світової економіки 1. Паливноенергетичний комплекс ПЕК його структура і тенденція розвитку Галузі ПЕК відносяться до капіталомістких галузей. У промисловості розвинених країнах де пред...
17902. Чинники, які впливають на міжнародні економічні позиції країни 58.5 KB
  ЕКОНОМІЧНА БЕЗПЕКА КРАЇНИ Лекція 10. Чинники які впливають на міжнародні економічні позиції країни Будьяка нація є складовою частиною світу. Якби не було прагнення яке можуть проявляти окремі країни якби не було бажання переважної більшості інших країн створити у ...
17903. Економічна безпека країни 75.5 KB
  Лекція 11. Економічна безпека країни 11.1. Поняття економічної безпеки Економічна безпека це стан національної економіки що забезпечує задоволення життєво важливих потреб країни в матеріальних благах незалежно від виникнення в світовій економічній системі або усере...
17904. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ НАЛОГОВОГО МЕНЕДЖМЕНТА 336 KB
  Тема № 1 Теоретические и организационные основы налогового менеджмента. План 1. Сущность налогового менеджмента как необходимого элемента налогового права. 2. Фискальный мониторинг. 3. Государственный налоговый менеджмент. 4. Корпоративный налог
17905. Учет плательщиков налогов 113.5 KB
  Тема № 2 Учет плательщиков налогов Организация учета плательщиков налогов Государственный реестр физических лиц плательщиков налогов. 3. Порядок подачи документов СПД для взятия их на учет учет плательщиков Учет плательщиков НДС. АРМ Учет ...
17906. Контрольная деятельность налоговых органов 167 KB
  Лекция №6. Контрольная деятельность налоговых органов. План. 1. Контроль налоговых органов в сфере косвенного налогообложения. Камеральная проверка деклараций по НДС2 Документальная проверка НДС6 Направления реформирования НДС11 Проверка правил...
17907. Контроль начисления и уплаты налога на прибыль 131.5 KB
  Тема №7 Контроль начисления и уплаты налога на прибыль. План Особенности камеральной проверки декларации по налогу на прибыль. Документальная проверка налогообложения прибыли предприятия. Аудит валовых доходов. Аудит валовых расходов. Аудит
17908. Контроль непрямого налогообложения 90 KB
  Тема № 8 Контроль непрямого налогообложения План Камеральная проверка деклараций по НДС Документальная проверка НДС Проверка правильности начисления акцизного сбора Контроль начисления и уплаты таможенной пошлины 1.Камеральная проверка
17909. Контроль налогообложения доходов физических лиц 66.5 KB
  Тема № 9 Контроль налогообложения доходов физических лиц План Аудит начисления и удержания налога на доходы физических лиц. Контроль в сфере налогообложения доходов физических лиц от предпринимательской деятельности 1. Аудит начисления и удержания...