Радиоантенны и распространение радиоволн

12619
1
01 июня 2010
В данной статье будет представлен материал о принимающей и передающей радиоантеннах и процессе распространения радиоволн. Радиоантенны и распространение радиоволн — две тесно связанные между собой области, особое место в которых отводится такому физическому явлению, как электромагнитные волны.

Антенны излучают сигналы в эфир, которые далее направляются по сигнальному тракту к приемнику, где другая антенна ловит радиоволну или сигнал, чтобы передать его приемнику.

Явление электромагнитной волны исследуется в рамках изучения всех видов антенн и теории распространения радиоволн. В обозначенной теме внимание уделяется также таким явлениям как, поляризация, входное сопротивление и пр.

Электромагнитные волны и основное действие антенны

Конструкция радиоантенны обусловлена особенностями распространения радиоволн.

Электромагнитные волны относят к тому же виду излучения, что свет, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, однако последним свойственна другая длина и частота. Электромагнитные волны образуются в результате взаимодействия электрических и магнитных полей, существование которых несепарабельно. Плоскости этих полей расположены под прямым углом относительно друг друга, а также перпендикулярно направлению движения волны.

field.gif

Изменения напряжения в радиоантенне, излучающей сигнал, порождают электрическое поле, магнитные же изменения напрямую связаны с протеканием тока. Следует отметить, что силовые линии в электрическом поле проходят по той же оси, на которой расположена радиоантенна. Но по мере их удаления от антенны, они рассеиваются в пространстве. Расчеты по определению электрического поля строятся на основе данных об изменении напряжения на заданном расстоянии. Напряженность поля измеряется в Вт/м.

При аналогичном рассуждении имеет место следующее утверждение — получение радиоантенной сигнала провоцирует магнитные изменения, которые способствуют возникновению электрического тока, а изменения электрического поля вызывают изменения напряжения на антенне.

Существует несколько основных свойств волны. Первое — это ее длина, которая представляет собой расстояние между двумя идентичными точками, расположенными в одной фазе. Точку, которая выделяется среди других и которую легко обнаружить, называют пиковой, при этом, можно использовать любую характерную точку.

wave.gif

Второе основное свойство электромагнитной волны — ее частота. Она показывает сколько раз конкретная точка на волне поднималась и опускалась в заданный промежуток времени (как правило, в секунду). Единица измерения частоты — Гц, эта величина равна одному совершенному циклу в секунду. Единица измерения частоты получила свое название в честь немецкого ученого, открывшего факт существования радиоволны. Частоты, которые используют в радио обычно очень высокие, поэтому часто встречаются приставки кило, Мега, Гига. 1 кГц равен 1000 Гц, 1 МГц равен 1 млн. Гц и 1 ГГц равен 1000 млн. Гц, т.е. 1000 МГц. Первоначально для обозначения величины частоты не использовали имя ученого, в обиходе было обозначение ц/с (циклов в секунду). В некоторых старых книгах можно встретить комбинированные обозначения: кц/с, Мц/с и т. д. для более высоких частот.

Третье основное свойство волны — скорость, которая является эквивалентной скорости света. Для большинства практических целей используют значение 3000000000 м/с, хотя более точное значение — 299792500 м/с.

Преобразование частоты волны в длину

Раньше в качестве меры сигнала применялась длина волны, сегодня же для этой цели используют частоту. Определить соотношение частоты и длины волны очень просто, поскольку они связаны, как показано ниже, скоростью света:

 

? = c/f,

 

где ? — длина волны (м);

f — частота (Гц);

с — скорость радиоволны (света), для практических целей используется значение 300000000 м/с.

Важное значение в данной теме имеет также индукция.Следует отметить, что индукция в радиоантенне и в трансформаторе имеет общую природу. Она не является составляющим элементом электромагнитной волны, однако образовавшись в непосредственной близости от антенны, индукция может оказать влияние на параметры измерения антенны. Это также означает и то, что передающие антенны с большей долей вероятности создадут помехи в случае, если они расположены близко к другим антеннам или находятся рядом с проводкой, которая может иметь индуцированный в нее сигнал. Если говорить о принимающих антеннах, то необходимо учитывать тот факт, что они являются восприимчивыми к помехам в том случае, если они установлены рядом с внутренней проводкой и т.п. К счастью, индуктивное поле исчезает довольно быстро и является едва уловимым на расстоянии примерно двух — трех длин волн от радиоантенны.

Теги


  1. Комментарий был удален.

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.

    При использовании материалов данного сайта прямая и явная ссылка на сайт radiomaster.ru обязательна. 0.2064 s