1.2 Типы радиолиний
Радиолинии делятся на две группы – первичные и вторичные.
В случае первичных радиолиний информация сообщается радиосигналу в процессе его формирования передающей станцией.
Первичные радиолини:
Простейшим примером первичной линии является радиолиния, у которой излученный передающей антенной Аперрадиосигнал попадает непосредственно на вход приемной антенны Апр.(рис.11,а)
Другой пример первичной радиолинии: радиоволны достигают приемной антенны вследствие отражения их от ионосферы. (рис.11,б) Помимо этого случая, радиоволны могут достигать пункта приема путем распространения у поверхности Земли и дифракционного ее огибания, рефракции в тропосфере и др.
Рисунок 11
Разновидностью этой группы является радиорелейная линия связи(РЛЛ) – это последовательная цепочка первичных радиолиний. Передаваемая информация попадает на конечный пункт через промежуточные станции А1, А2 (из-за большой протяженности линии связи), которые являются активными ретрансляторами. Обычно несущая частота принимаемого сигнала несколько изменяется после усиления при излучении на последующую соседнюю станцию.(рис. 11,в)
Примером первичной линии является радиолиния связи наземной радиостанции с различными летательными , в том числе и космическими, аппаратами.
Вторичные радиолинии.В этом случае излучаемый сигнал не несет информации. Он непосредственно не попадает в пункт приема. Излучаемые волны, распространяясь в среде, попадают на искусственный (самолет) или естественный (грозовое облако) объект, который по электрическим свойствам отличается от окружающей среды.(рис.11,г) Этот объект рассеивает падающие волны по разным направлениям, т.е. создается вторичное электромагнитное поле, которое и воздействует на приемную антенну. О наличии объекта и его параметрах судят по характеристикам, которые приобрел сигнал под воздействием этого объекта. Т.е. информация изменяется не из первичного падающего сигнала, а из вторичного (рассеянного) поля. Эти вторичные радиолинии находят применение, прежде всего в радиолокации. Здесь приемное и передающее устройства находятся в одном пункте, а для излучения и приема используется одна и та же антенна.
Распространение радиоволн в свободном пространстве.
2.1 Энергетические соотношения в условиях свободного пространства.
Свободное пространство представляет собой однородную не поглощающую среду для которой εr=1, μr=1. Реально таких сред нет. Но выражения, описывающие условия распространения радиоволн в этом простейшем случае являются фундаментальными. Распространение волн в более сложных случаях характеризуется использованием тех же выражений, но с внесением множителей, учитывающих влияние конкретных условий распространения.
Напряженность электрического поля ненаправленного излучателя
Рисунок 2.1 - К определению напряженности поля волны, создаваемой изотропным излучателям
Поместим в свободном пространстве антенну, излучающую равномерно по всем направлениям (изотропный излучатель) и будем считать, что это передающая антенна точка А (рис 2.1). Вокруг источника проведем воображаемую сферу радиуса r. Если к излучателю подведена мощностьP1и она равномерно распределена по поверхности сферы площадью 4πr2, то средняя за период плотность потока мощности будет равна:
(2.1)
Направление
вектора
совпадает с направлением распространения
волн.
Известно, что среднее значение вектора Пойнтинга равно:
(2.2)
где
,
амплитуда значения векторов Е и Н в
свободном пространстве.
Вектор
и
связаны соотношением:
,
(2.3)
где
,Ом
– характеристическое сопротивление
свободного пространства.
Тогда Hm из (2.3) равно
(2.4)
Подставив (2.4) в (2.2), получим.
(2.5)
Приравнивая (2.1) и (2.5) и определим напряженность электрического поля Еm
(2.6)
где P1`– мощность, подводимая к ненаправленному облучателю;
Еm– амплитуда электрического поля на расстояниеrот ненаправленного облучателя, расположенного в свободном пространстве.
Если обратиться к действующим значениям электрического и магнитного поля,
и
, (2.7)
то подставив (2.7) в (2.6) получим выражение для действующего значения напряженности электрического поля ненаправленного излучателя
(2.8)