Радиоволны

Источники

Комета Хейла-Боппа

Одна из самых ярких комет конца XX века. Она была открыта в 1995 году, когда находилась еще за орбитой Юпитера. Это рекордное расстояние для обнаружения новой кометы. Прошла перигелий 1 апреля 1997 года, а в конце мая достигла максимального блеска — около нулевой звездной величины. Всего комета оставалась видимой невооруженным глазом в течение 18,5 месяцев — вдвое больше прежнего рекорда, установленного великой кометой 1811 года. На снимке видны два хвоста кометы — пылевой и газовый. Давление солнечного излучения направляет их прочь от Солнца.

Планета Сатурн

Вторая по величине планета Солнечной системы. Относится к классу газовых гигантов. Снимок сделан межпланетной станцией «Кассини», которая с 2004 года ведет исследования в системе Сатурна. В конце XX века системы колец обнаружены у всех планет-гигантов — от Юпитера до Нептуна, но только у Сатурна они легко доступны наблюдению даже в небольшой любительский телескоп.

Солнечные пятна

Области пониженной температуры на видимой поверхности Солнца. Их температура 4300–4800 К — примерно на полторы тысячи градусов ниже, чем на остальной поверхности Солнца. Из-за этого их яркость в 2–4 раза ниже, что по контрасту создает впечатление черных пятен. Пятна возникают, когда магнитное поле замедляет конвекцию и тем самым вынос тепла в верхних слоях вещества Солнца. Они живут от нескольких часов до нескольких месяцев. Число пятен служит индикатором активности Солнца. Наблюдая пятна на протяжении нескольких дней, легко заметить вращение Солнца. Снимок сделан любительским телескопом.

Внимание! Ни в коем случае нельзя смотреть на Солнце в телескоп или другой оптический прибор без специальных защитных фильтров. При использовании фильтров их следует надежно крепить перед объективом, а не у окуляра инструмента, где фильтр может повредиться из-за перегрева

В любом случае безопаснее наблюдать проекцию изображения Солнца на лист бумаги за окуляром телескопа.

Рассеянное звездное скопление Плеяды

Содержит около 3 тысяч звезд, из которых семь видны невооруженным глазом. Скопление имеет поперечник 13 световых лет и расположено в 400 световых годах от Земли. Рассеянные скопления образуются при сжатии космических газопылевых облаков под действием самогравитации (притяжения одних частей облака к другим). В ходе сжатия облако дробится на части, из которых формируются отдельные звезды. Эти звезды слабо связаны между собой гравитацией, и со временем такие скопления рассеиваются.

Спиральная галактика M51

Спиральная галактика, диск которой мы наблюдаем плашмя, известная также под названием Водоворот. Расположена на расстоянии около 37 млн световых лет. Ее диаметр составляет около 100 тысяч световых лет. У конца одной из спиральных ветвей располагается галактика-компаньон.

Обозначение M51 относится ко всей паре в целом. По отдельности основная галактика и ее компаньон обозначаются NGC 5194 и 5195. Гравитационное взаимодействие с компаньоном уплотняет газ в близких к нему участках спиралей, что ускоряет звездообразование. Взаимодействие — типичное явление в мире галактик. Галактика доступна для наблюдения в небольшой любительский телескоп.

Длина волны в среде

В оптически более плотной среде (слой выделен тёмным цветом) длина электромагнитной волны сокращается. Синяя линия — распределение мгновенного (t = const) значения напряжённости поля волны вдоль направления распространения. Изменение амплитуды напряжённости поля, обусловленное отражением от границ раздела и интерференцией падающей и отражённых волн, на рисунке условно не показано.

Длина электромагнитной волны в среде короче, чем в вакууме:

λ=cnν,{\displaystyle \lambda ={\frac {c}{n\nu }},}

где n=εμ>1{\displaystyle n={\sqrt {\varepsilon \mu }}>1} — показатель преломления среды;

ε{\displaystyle \varepsilon } — относительная диэлектрическая проницаемость среды;

μ{\displaystyle \mu } — относительная магнитная проницаемость среды.

Величины n{\displaystyle n}, μ{\displaystyle \mu } и ε{\displaystyle \varepsilon } могут существенно зависеть от частоты ν{\displaystyle \nu } (явление дисперсии). Поскольку для большинства сред в радиочастотном диапазоне μ≈1{\displaystyle \mu \approx 1} (для диэлектриков μ=1{\displaystyle \mu =1}, для ферромагнетиков с ростом частоты μ→1{\displaystyle \mu \rightarrow 1}), то в инженерной практике используют величину 1ε<1{\displaystyle 1/{\sqrt {\varepsilon }}<1}, которую называют коэффициентом укорочения. Она равна отношению длины волны в среде к длине волны в вакууме. Например, для полиэтилена (используется в радиочастотном диапазоне как изоляционный материал с малыми потерями) ε{\displaystyle \varepsilon } = 2,56, и коэффициент укорочения 1ε{\displaystyle 1/{\sqrt {\varepsilon }}} = 1/1,6 = 0,625.

Напротив, длина электромагнитной волны (поперечномагнитной, поперечноэлектрической) в волноводах может быть не только больше, чем в среде с тем же значением ε{\displaystyle \varepsilon }, но и больше, чем вакууме, поскольку фазовая скорость электромагнитной волны в волноводе превышает скорость электромагнитной волны в среде с тем же ε{\displaystyle \varepsilon }.

ДВ в мире

• Алжира (радиоканал «Chaine 3» (252 кГЦ) телерадиокомпании «ENTV»);
• Великобритании (радиоканал «BBC Radio 4» телерадиокомпании «BBC», 198 кГЦ);
• Дании (радиоканалы «DR Programma 1 и DR Programma 2» телерадиокомпании «DR» 243 кГЦ);
• Ирландии (радиоканал «RTE Radio 1» телерадиокомпании «Raidió Teilifís Éirean» 252 кГЦ);
• Исландии (радиоканалы RUV Kas 1 и RUV Kas 2 телерадиокомпании «RÚV» 189 и 207 кГЦ);
• Монголии (радиоканал «МҮОНР Радио 1» телерадиокомпании «MNB» 164, 209 и 227 кГЦ);
• Польши (радиоканал «PR Programa 1» радиокомпании «PR» 225 кГЦ);
• Румынии (радиоканал «Radio Antena Satelor» радиокомпании «Radio România» 153 кГЦ);
• Франции сигнал для синхронизации точного времени «TDF» (162 кГЦ с начала 2017 года, до этого вещал радиоканал «France Inter» радиокомпании Radio France);
• Чехии радиоканал «Radiožurnál» радиокомпании «ČRo» 270 кГЦ).

Кроме того в направлении Франции на французском языке на длинных волнах вещают частные радиоканалы:

• RTL (234 кГЦ)
• Medi 1 (171 кГЦ).

Вещание на длинных волнах прекратили государственные (теле-)радиокомпании:

• Алжира (радиоканал «Chaine 1» (153 и 198 кГц) телерадиокомпании «ENTV»);
• Болгарии радиоканал «Горизонт» (261 кГЦ) радиокомпании «БНР»;
• Германии радиоканалы: «Deutschlandfunk Kultur» 177 КГЦ и «Deutschlandfunk» (153 и 207 кГЦ) радиокомпании «Deutschlandradio». до 1994 также радиоканал «Deutschlandsender» (вещание прекращено 31 декабря 2014 года), а также радиостанция «Radioropa Info» (261 кГЦ);
• Иордании радиоканал «Radio al-Urdunniya» (207 кГЦ) телерадиокомпании «JRTV»;
• Испании радиоканал «Radio 5» (207 кГЦ) телерадиокомпании «RTVE»;
• Италии (радиоканал «Rai Radio 1» телерадиокомпании «Rai» 189 кГЦ);
• Ливии радиоканал «Radio Jamahirya» (234 кГЦ) телерадиокомпании «LJBC»;
• Марокко радиоканал «SNRT Al Ida Al-Watania» (207 кГЦ) телерадиокомпании «SNRT» (Азилаль—Демнат);
• Норвегии радиоканалы «NRK P1» и «NRK P2» (153 кГЦ и ранее также на 216 КГЦ) телерадиокомпании «NRK»;
• Польши радиоканал «Radio Parlanent Radio Polonia» (198 КГЦ);
• Турции радиоканалы: «TRT GAP» (225 КГЦ), «TRT Radyo 2» (180 КГЦ), и «TRT Radyo 4» (162 и 243 кГЦ) телерадиокомпании «TRT»;
• Швеции (радиоканал «Sveriges Radio P1» радиокомпании «SR» 189 кГЦ);
• Финляндии радиоканал «Yle Radio 1» (252 кГЦ) телерадиокомпании «Yle»;
• Франции радиоканал Europe 1 (183 кГЦ)
• Нидерландов (радиоканал «NPO Radio 1», 171 кГц, телерадиокомпании «NPO»).
• Радиостанция «RMC» (216 кГЦ, вещал в направлении Франции)

Скорость — распространение — радиоволна

Так как скорость распространения радиоволн известна, то можно градуировать прямую АВ прямо Б единицах длины и непосредственно читать на экране осциллографа расстояние до отражающего предмета.
 

Так как скорость распространения радиоволн известна, то можно градуировать прямую АВ прямо в километрах и непосредственно читать на экране осциллографа расстояние до отражающего предмета. В действительности радиолокатор посылает не однократный сигнал, показанный на рис. 65, а ряд таких сигналов, следующих друг за другом через равные промежутки времени много ( например, тысячу) раз в секунду. Развертка тоже делается периодической и синхронной с посылкой сигналов. Таким образом, изображения посылаемого и принимаемого ( отраженного) сигналов воспроизводятся на экране осциллографа много раз в секунду и воспринимаются наблюдателем как непрерывная картина.
 

Поэтому в ионосфере скорость распространения радиоволн зависит от степени ионизации.
 

Поэтому в ионосфере скорость распространения радиоволн зависит от степени ионизации. Если в слое ионосферы MN ( см. рис.) ионизация, а следовательно, и скорость распространения возрастают с высотой, то при наклонном вхождении луча в ионосферу радиоволны, проникающие в более высокие слои, обгоняют те участки волны, которые распространяются в более низких слоях. В результате путь радиоволн может настолько искривиться, что они снова вернутся к земле. Так распространяются на большие расстояния короткие волны.
 

Рассмотрим, какова скорость распространения радиоволн в волноводе.
 

При некоторых метеорологических условиях скорость распространения радиоволн возрастает с высотой быстрее, чем обычно, вследствие чего происходит более сильное искривление путей радиоволн, и они распространяются за горизонт на значительное расстояние. Это явление называется сверхрефракцией. Иногда наблюдается обратная картина: скорость распространения радиоволн возрастает с высотой в меньшей степени, чем обычно, вследствие чего искривление путей радиоволн оказывается меньше, чем в нормальных условиях. Это явление называется субрефракцией.
 

При некоторых метеорологических условиях скорость распространения радиоволн возрастает с высотой быстрее, чем обычно, вследствие чего происходит более сильное искривление путей радиоволн и они распространяются за горизонт на значительное расстояние. Это явление называется сверхрефракцией. Иногда наблюдается обратная картина: скорость распространения радиоволн возрастает с высотой в меньшей степени, чем обычно, вследствие чего искривление путей радиоволн оказывается меньше, чем в нормальных условиях; это явление называется субрефракцией.
 

При некоторых метеорологических условиях скорость распространения радиоволн возрастает с высотой быстрее, чем обычно, вследствие чего происходит более сильное искривление путей радиоволн, и они распространяются за горизонт на значительное расстояние. Это явление называется сверхрефракцией. Иногда наблюдается обратная картина: скорость распространения радиоволн возрастает с высотой в меньшей степени, чем обычно, вследствие чего искривление путей радиоволн оказывается меньше, чем в нормальных условиях. Это явление называется субрефракцией.
 

Скорость распространения сигнала равна скорости распространения радиоволн v 300 000 км / с. Расстояние, которое проходит сигнал, равно удвоенной высоте спутника, т.е. 2 А.
 

Ошибки, обусловленные нестабильностью скорости распространения радиоволн в тропосфере.
 

По мере увеличения частоты отличие в скорости распространения радиоволн в ионосфере от скорости в вакууме уменьшается, а вместе с тем уменьшается и различие в скоростях распространения волны в слоях с разной степенью ионизации.
 

Поэтому в верхних ионизированных слоях атмосферы скорость распространения радиоволн зависит от степени ее ионизации. Если ионизация возрастает с высотой, то при наклонном вхождении луча в ионосферу радиоволны, проникающие в более высокие слои ионосферы, распространяются с большей скоростью и обгоняют те участки волн, которые распространяются в более низких слоях.
 

Радиоволны: свойства и применение

Радиоволной называется электромагнитное излучение, длины волн которого варьируются от 5*10-5 до 1010 метров. Стоит подробнее поговорить об основных параметрах радиоволн, которые ограничивают сферу их применения в современной науке и технике.

Основные параметры радиоволн

Среди основных параметров радиоволн следует выделить следующие:

• радиочастотный спектр. Это совокупность всех частот, которые установлены международными стандартами связи. Они могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств и средств связи;
• радиочастота. Это та частота, которая установлена для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;
• распределение полос радиочастот. То есть для каждого конкретного подразделения и вида деятельности выделяется отдельная частота, на которой эта служба работает.

Эти параметры радиоволн могут различаться для каждого конкретного случая.

Свойства и применение

Стоит поговорить подробнее об основных свойствах радиоволн. К ним можно отнести:

• все радиоволны распространяются в однородной среде прямолинейно. При этом их скорость напрямую будет зависеть от плотности среды, в которой они распространяются;
• если радиоволна распространяется в среде отличной от воздуха, то этот процесс сопровождается поглощением энергии;
• если радиоволна переходит из одной среды в другую, то она преломляется и отражается;
• если радиоволна распространяется в неоднородной среде, то ее траектория искажается;
• радиоволнам свойственна дифракция, то есть огибание препятствий встречающихся на пути;
• им свойственна интерференция, то есть сложение двух волн одной и той же частоты, которые созданы одним источником.

Теперь можно поговорить о применение радиоволн в современной технике.

Радиоволны широко распространены в радиолокации. Благодаря такому устройству можно наблюдать за предметами на большом расстоянии.

Благодаря радиоволнам у человечества появилась возможность передавать данные на огромные расстояния, при этом не нужно тянуть никаких кабелей. Радиоволны в настоящее время находят широкое распространение при различных исследования во врачебном деле. На их основе делаются различные установки, которые позволяют не только производить обследование человеческого тела, но и лечить его от различных болезней.

Не будь радиоволн, ни один человек никогда бы не узнал, что такое телевидение и радио. Именно они несут сигнал различных частот, которые затем воспринимаются антеннами и спутниковыми тарелками.

Оборонная промышленность очень сильно зависит от радиоволн. Они позволяют настраивать связь на огромных расстояниях, а также используются для наведения на цель.

Освещение очень важно для нормальной жизни и работы. При этом освещение с помощью солнца не всегда доступно по понятным причинам, поэтому часто используется искусственное освещение

читать далее

Для того, чтобы уразуметь понятие «сила тока», нужно знать что из себя представляет электрический ток.

читать далее

Коэффициент стоячей волны (иначе КСВ) – один из показателей, характеризующий свойства стоячей волны в каком-либо поле.

читать далее

И как же проходили его эксперименты?

Это очень важно, чтобы знать, как идет распространение радиоволн различных диапазонов. В нескольких метрах от первого контура находился второй

Они никак не были соединены. Второй контур являлся незамкнутым проволочным кольцом с латунными шариками на концах и искровым зазором. Такими же, как и в первом. Это конструкция простейшего резонатора. Этот прибор позволяет улавливать электромагнитные волны. В определенные моменты между шарами первого контура проскакивали искры. Ученый рассуждал следующим образом: если волн нет, то они не должны появляться в резонаторе. Но во время опыта зафиксировалось, что между шарами второго контура также появляется ток. Значит, электромагнитные волны существуют. Энергия может быть передана без проводов. Герц осуществил серию опытов, которая в конечном итоге подтвердила теорию, выдвинутую Максвеллом. Им же было установлено, что скорость их распространения в свете равняется свету (фотонам). Более того, было установлено, что для них характерно одинаковое поведение, равно как и их подчинение законам преломления и отражения. Но вот как применить такие знания на практике, он не знал. И считал, что открыл бесполезное явление.

Частота электромагнитного излучения (радиоволны)

Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей. Измеряется частота электромагнитного излучения
в герцах (Гц) – единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1 Гц – это одно колебание в секунду, 1 мегагерц (МГц) – миллион колебаний в секунду. Это основная единица измерения для данного явления, (аналогично, например, децибелу — единице уровней, затуханий и усилений). Электромагнитные волны, частота электромагнитного излучения
которых условно ограничены 3000 ГГц, распространяются в пространстве без искусственного волновода. Нижняя граница радиоволн – 3 кГц – условная, установлена международными соглашениями. По длине волны диапазон радиоволн подразделяют на: мириаметровые (3-30 кГц), километровые (30-300 кГц), гектометровые (300-3000 кГц), декаметровые (3-30 МГц) и метровые (30-300 МГц), дециметровые (300-3000 МГц), сантиметровые (3-30 ГГц), миллиметровые (30-300 ГГц), децимиллиметровые (300-3000 ГГц).

Длина радиоволны

Длина радиоволны
– это расстояние между двумя соседними максимально высокими или максимально низкими точками, расстояние, которое проходит волна за один период – за время одного колебания. Таким образом, длина радиоволны
представляет собой расстояние между двумя соседними «возвышениями» или «впадинами» волны. Частота и длина радиоволны обратно пропорциональны друг другу. Поэтому, зная частоту и скорость распространения радиоволн, можно определить искомую величину. Длина радиоволны равна скорости распространения, поделенной на частоту. Как уже было описано, с увеличением частоты длина радиоволны
уменьшается, с уменьшением – увеличивается

Знание длины волны очень важно при выборе антенны для радиосистемы, так как от нее напрямую зависит длина антенны. Энергия, которую несут радиоволны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него

Поток энергии, приходящийся на единицу площади, прямо пропорционален мощности излучения и обратно пропорционален квадрату расстояния до излучателя. Это значит, что дальность связи зависит от мощности передатчика, но в гораздо большей степени от расстояния до него.

Вещательные диапазоны КВ

Радиовещание на КВ ведется на участках с длиной волны около:

1. 11 метров, 25.60 — 26.10 МГц (11,72 — 11,49 метра).
2. 13 метров, 21.45 — 21.85 МГц (13,99 — 13,73 метра).
3. 15 метров, 18.90 — 19.02 МГц (15,87 — 15,77 метра).
4. 16 метров, 17.55 — 18.05 МГц (17,16 — 16,76 метра).
5. 19 метров, 15.10 — 15.60 МГц (19,87 — 18,87 метра).
6. 22 метра, 13.50 — 13.87 МГц (22,22 — 21,63 метра).
7. 25 метров 11.60 — 12.10 МГц (25,86 — 24,79 метра).
8. 31 метр, 9.40 — 9.99 МГц (31,91 — 30,03 метра).
9. 41 метр, 7.20 — 7.50 МГц (41,67 — 39,47 метра).
10. 49 метров, 5.85 — 6.35 МГц (52,36 — 47,66 метра).
11. 60 метров, 4.75 — 5.06 МГц (63,16 — 59,29 метра).
12. 75 метров, 3.90 — 4.00 МГц (76,92 — 75 метров).
13. 90 метров, 3.20 — 3.40 МГц (93,75 — 88,24 метров).
14. 120 метров (средние волны), 2.30 — 2.495 МГц (130,43 — 120,24 метра).

Днем для дальних связей используют 10 — 25 м, так как такие волны способны отразиться при малом угле возвышения от слоя F. Днем применяют наиболее высокочастотные поддиапазоны (15100 — 21900 кГц). Ночью для дальней связи используют 30 — 100 м, так как потери в нижних слоях ионосферы не столь опасны, слой D отсутствует, у слоя E сильно падает ионизация. Днем для дальних связей не используют 30 — 100 м, так как идет сильное поглощение волн в нижних слоях ионосферы, пришлось бы увеличивать мощность передатчиков. Поэтому днем применяют наиболее высокочастотные поддиапазоны КВ, ночью — низкочастотные поддиапазоны КВ.

Почему ЭМИ?

Теперь давайте вернемся к вопросу о том, почему системы на основе ЭМИ настолько распространены по сравнению с другими формами беспроводной связи. Другими словами, почему «беспроводная» почти всегда означает радиочастотная, когда и другие различные явления могут передавать информацию без помощи проводов. Есть несколько причин.

Гибкость

ЭМИ является естественным расширением электрических сигналов, используемых в проводных схемах. Изменяющиеся во времени напряжения и токи генерируют ЭМИ, хотите ли вы этого или нет, и, кроме того, ЭМИ является точным представлением переменных компонентов исходного сигнала.

Каждая часть этой сложной формы QPSK сигнала передает два бита цифровой информации

Рассмотрим экстремальный (и совершенно непрактичный) контрпример: систему беспроводной связи на основе тепла. Представьте, что в комнате есть два отдельных устройства. Передающее устройство нагревает помещение до определенной температуры на основе сообщения, которое оно хочет отправить, а приемное устройство измеряет и интерпретирует температуру окружающей среды. Эта система будет медлительной и неудобной, потому что температура в помещении не может точно следовать изменениям сложного электрического сигнала. ЭМИ, с другой стороны, очень быстро реагирует. Передаваемые радиосигналы могут точно воспроизводить даже сложные высокочастотные сигналы, используемые в современных беспроводных системах.

Скорость

В системах со связью по переменному току скорость передачи данных зависит от того, насколько быстро может изменяться сигнал. Другими словами, чтобы передавать информацию, сигнал должен что-то делать (например, увеличивать и уменьшать амплитуду). Оказывается, что ЭМИ является практическим средством связи даже на очень высоких частотах, что означает, что радиочастотные системы могут достичь чрезвычайно высоких скоростей передачи данных.

Расстояние

Стремление к беспроводной связи тесно связано со стремлением к связи на большие расстояния; если передатчик и приемник находятся в непосредственной близости, часто проще и экономичнее использовать провода. Хотя мощность радиосигнала уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, ЭМИ в сочетании с методами модуляции и сложной схемотехникой приемника всё еще обладает замечательной способностью передавать полезные сигналы на большие расстояния.

Интенсивность ЭМИ уменьшается экспоненциально по мере того, как излучаемая энергия распространяется во всех направлениях от источника

Не требуется прямая видимость

Единственной средой беспроводной связи, которая может конкурировать с ЭМИ, является свет; это, возможно, и не удивительно, так как свет – это очень высокочастотное ЭМИ. Но природа оптической передачи подчеркивает, возможно, решающее преимущество радиочастотной связи: для нее не требуется линия прямой видимости.

Наш мир наполнен твердыми объектами, которые блокируют свет (даже очень мощный). Мы все испытывали интенсивную яркость летнего солнца, но эта интенсивность значительно снижается простым куском тонкой ткани. Низкочастотное ЭМИ, используемое в радиочастотных системах, напротив, проходит сквозь стены, пластиковые корпуса, облака и, хотя это может показаться немного странным, сквозь каждую клетку человеческого тела. Эти радиочастотные сигналы не полностью свободны от влияния этих материалов, и в некоторых случаях может вноситься значительное затухание. Но по сравнению со светом ЭМИ (низкочастотное) проходит практически через всё.

квантовые эффекты фотонов малой частоты

Как-нибудь проявляются? Да — как? Нет — почему? Как выглядит фотон FM-диапазона? Это же плоская поперечная бегущая или стоячая волна, отдельная от других фотонов (соответственно, не образующая в электромагнитном поле длинной синусоиды даже при излучении и приёме такой синусоиды конечными устройствами!), каждая из которых изучена отдельным электроном при его разгоне и торможении в излучающей антенне, и которая будет поглощена лишь целиком одним электроном в принимающей антенне, если ему хватит места на соответствующий разгон или торможение. Про всё это должно быть в этой статье! —Nashev 09:15, 25 апреля 2013 (UTC)

Проект цифрового радиовещания в Арктике

Распоряжением Правительства РФ от 28 марта 2010 г. № 445-р признано целесообразным внедрение в Российской Федерации системы цифрового радиовещания DRM — Digital Radio Mondiale.

Формат DRM — это единственный цифровой стандарт, разработанный для частот ниже 30 МГц.
Преимущества:

• существенное улучшение качества вещания;
• возможность многоканального (2—3 радиопрограммы) вещания в одной полосе частот;
• возможность предоставления дополнительных услуг (передача текстовой и видео информации, различных радиовещательных сервисов);
• возможность создания системы оповещения населения о чрезвычайных ситуациях с адресной передачей дополнительной информации;
• сокращение эксплуатационных расходов на по сравнению с аналоговыми вещанием на 25 — 30 %.

Фазовая скорость — радиоволна

Фазовая скорость радиоволн, распространяющихся вдоль земной поверхности ( земных волн) вблизи излучателя, зависит от ее электрических свойств.
 

Фазовая скорость радиоволны, распространяющейся вблизи земной поверхности, зависит от ее электрических параметров. При переходе радиоволны с моря на сушу ( вблизи береговой линии) происходит изменение направления распространения волны, называемое береговой рефракцией. Это создает ошибку в определении направления прихода радиоволн, что существенно для работы радионавигационных систем.
 

Флуктуации фазовой скорости радиоволн на трассе распространения сигналов точного времени не позволяют использовать принятые сигналы для точных измерений частоты за короткие промежутки времени. Чем больше величина случайных изменений фазы на трассе распространения радиоволн, тем больший интервал времени необходим для измерения. На погрешность сличения частот влияют также систематические изменения в атмосфере на трассе распространения при восходе и заходе солнца.
 

Так как относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика больше единицы, то фазовая скорость радиоволн, проходящих через линзу, уменьшается по сравнению со скоростью в воздухе. Зато лучи 2 и 3 затрачивают большее время на пути до линзы. Таким образом, наряду с преломлением радиоволн на границе воздух — диэлектрик на входе линзы, изменяющим-направление хода лучей, происходит выравнивание фаз.
 

Как же влияет ионизация атмосферы на распространение радиоволн. Уменьшение диэлектрической проницаемости атмосферы означает увеличение фазовой скорости радиоволн при перехо де их из нижних слоев атмосферы в ионосферу, а это влечет за собой преломление и отражение волн.
 

Поэтому фаза вынужденных колебаний электронов совпадает с фазой приходящей волны, т.е. имеет место первый из рассмотренных выше случаев — фазовая скорость радиоволн в диэлектрике всегда меньше, чем в вакууме.
 

Как и во всяком волноводе, можно отметить оптимальные волны — волны, распространяющиеся с наименьшим затуханием, и критическую волну. Для волновода, образованного Землей и ионосферой, оптимальными являются волны длиной 25 — 35 км, а критической — волна длиной 100 км. Подобно законам распространения радиоволн в обычных волноводах, в сферическом ионосферном волноводе фазовая скорость радиоволн превышает скорость света в свободном пространстве. Однако фазовая скорость изменяется с изменением расстояния от передатчика. Кроме того, она зависит от электронной плотности и числа столкновений электронов с молекулами в той области ионосферы, где происходит отражение радиоволн.
 

Если электроны среды не удерживаются в определенных положениях упругими силами, как это имеет место в диэлектрике, а являются свободными, то частота их собственных колебаний обращается в пуль. Поэтому частота радиоволн всегда выше, чем собственная частота колебаний свободных электронов, вследствие чего вынужденные колебания электронов по фазе противоположны приходящей волне. Следовательно, в пространстве, содержащем свободные электроны, в частности в ионосфере, имеет места второй рассмотренный случай — фазовая скорость радиоволн больше, чем в вакууме.
 

Наоборот, когда фаза вынужденных колебаний электронов противоположна по фазе приходящей волне, то длина волны и фазовая скорость в среде больше, чем т вакууме. Если электроны среды не удерживаются в определенных положениях упругими силами, как это имеет место в диэлектрике, а являются свободными, то частота их собственных колебаний обращается в нуль. Поэтому частота радиоволн всегда выше, чем собственная частота колебаний свободных электронов, вследствие чего вынужденные колебания электронов по фазе противоположны приходящей волне. Следовательно, в пространстве, содержащем свободные электроны, в частности в ионосфере, имеет место второй рассмотренный случай — фазовая скорость радиоволн больше, чем в вакууме.