(RЗ- радиус Земли), составляетУльтракороткие волны, УКВ - традиционное название диапазона радиоволн, объединяющего
метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые волны (или диапазоны очень
высоких частот - ОВЧ, ультравысоких частот-УВЧ, сверхвысоких частот - СВЧ, крайне
высоких частот - КВЧ).
Распространение УКВ в осн.
происходит в пределах прямой видимости. При этом предельное расстояние для двух
антенн, поднятых на высоты
(RЗ- радиус Земли), составляет
Существенной особенностью
УКВ является отсутствие регулярного зеркального отражения от ионосферы. Исключением
являемся загоризонтное распространение радиоволн (метровых волн), происходящее
в осн. за счёт рассеяния их на ионизованных метеорных следах (см. также Метеорная
радиосвязь), а также при наличии спорадических Es слоев,
способных иногда отражать радиоволны вплоть до частот 50-60 МГц. При этом возможно
многоскачковое распространение радиоволн в волноводе Земля - ионосфера с предельной
дальностью скачка 2000 км (см. Волноводное распространение радиоволн ).Значит.
влияние на распространение УКВ оказывает тропосфера Земли. Для тропосферы характерны
следующие механизмы загоризонтного распространения УКВ: нормальная (стандартная)
рефракция лучей, рассеяние на турбулентных флуктуациях показателя преломления,
каналирование энергии в тропосферном волноводе, отражение от приподнятых инверсных
слоев (см. Распространение радиоволн ).Учёт рефракций при радиосвязи
на УКВ приводит к увеличению предельной дальности: в случае нормальной рефракции
Примерно такое же (до 100-150
км) увеличение предельной дальности наблюдается при распространении УКВ в поверхностном
тропосферном волноводе, где распространяются гл. обр. волны СВЧ- и КВЧ-диапазонов.
Значительное (до неск. сотен км) увеличение протяжённости линий связи между
наземными пунктами возможно за счёт рассеяния (или переизлучения) УКВ на неоднород-ностях
тропосферы (т. н. дальнее тропосферное распространение; см. также Сверхдальнее
распространение радиоволн). При этом, однако, уровень поля в точке приёма
подвержен хаотич. изменениям. Усреднённый коэф. ослабления уровня поля зависит
от протяжённости трассы и колеблется от -65 до -110 дБ. Значит. увеличение уровня
поля в точке приёма может наблюдаться при наличии приподнятых М-инверсий,
образующихся при повыш. влажности в областях высокого атм. давления. Рассеяние
УКВ происходит на флуктуациях коэф. преломления стратосферы (высоты области
рассеяния до 15-20 км), однако усреднённый коэф. ослабления уровня поля на таких
трассах (от 700 до 1300 км) составляет ~150 дБ. При длинах волн более 10 см
среда ведёт себя как идеальный диэлектрик и распространение УКВ в тропосфере
происходит без к--л. дополнит. потерь энергии. При l<10 см становятся существенными
рассеяние и поглощение волн атм. осадками. Напр., ослабление волн с l~1см в
условиях ливня достигает 18 дБ/км. При осадках в виде града и достаточно больших
размерах градин возрастают потери из-за рассеяния
волн. В диапазоне миллиметровых волн сильно сказывается затухание в атм. газе
(ослабление, вызываемое атм. кислородом при нормальном атм. давлении и температуре
20 oC, на l~5 мм составляет ~ 14 дБ/м).
УКВ широко применяются
в системах связи и вещания. Большинство таких систем работает в пределах зон,
ограниченных условиями прямой видимости корреспондирующих пунктов. Увеличение
дальности связи до неск. тыс. км достигается в т. н. радиорелейных линиях (РРЛ)
- цепочке ретрансляционных станций, отстоящих друг от друга на расстоянии прямой
видимости. В РРЛ используют волны УВЧ- и СВЧ-диапазонов. Большая ширина диапазонов
УКВ по частоте и возможность создания узконаправленных антенных систем позволяют
применять УКВ-диапазон для создания широкополосных и многоканальных магистральных
линий связи. Использование в РРЛ в качестве ретранслятора ИСЗ обеспечивает связь
между наземными пунктами, удалёнными более чем на 10 тыс. км. Разрабатывается
новое поколение РРЛ-цифровые РРЛ (ЦРРЛ). Поскольку занимаемая ЦРРЛ полоса пропускания
достигает 100 МГц (что во много раз превышает полосы пропускания обычных РРЛ),
то очевидно, что ЦРРЛ будут работать в осн. на частотах выше 10 ГТц. Диапазон
УКВ является единственным, в к-ром осуществляются телевиз. передачи (см. Телевидение)и организуется высококачественное частотно-моду-лир. радиовещание. В тех
случаях, когда размещение ретрансляторов в РРЛ на расстояниях прямой видимости
затруднено (напр., в труднодоступных местах), используются линии дальней тропосферной
радиосвязи. Для создания таких линий связи применяют антенны, имеющие
КНД ~50-55 дБ и спец. приёмную аппаратуру, повышающие надёжность работы радиолинии
связи в условиях случайных изменений уровня сигнала.
УКВ используются также в системах радиолокации, ближней радионавигации и радиоастронавигации, радиотелеуправления и радиодистанциометрии. Радиоволны УКВ-диапазона применяются при изучении атмосферы звёзд, планет, туманностей (радиоастрономия), в медицине для определения температуры биол. объектов (радиотермогра-фия), при изучении структуры и состава вещества (радиоспектрометрия).
А. В. Рахлин
|
|
 |
