Распространение поверхностных волн

0 607
+5

Распространение поверхностных волн

Радиоволны, также как и световые и другие электромагнитные волны, распространяются прямолинейно Они стремятся к этому и на Земле, но Земля-то, как справедливо заметили еще средневековые ученые, круглая, и дальше горизонта на ней ничего не видно! Какой же смелостью надо было обладать Колумбу, а затем Магеллану, что-бы экспериментально, собственным путешествием (а Магеллану и ценою жизни) доказать сферичность Земли! Трудно сравнивать с ними Гульельмо Маркони, поскольку рисковал он не жизнью, а деньгами. Но изрядной смелостью обладал и он, когда не прошло и десятилетия после первых успешных опытов Генриха Герца, Николы Тесла, Оливера Лоджа и Александра Попова по передаче и приему радиоволн, а Маркони уже поставил целью послать радиосигналы через Атлантический океан. Успех был достигнут, но его требовалось объяснить!

В те годы уже было экспериментально, методом проб и ошибок, установлено: чем длиннее волны, тем дальше они распространяются. Это поверхностные волны, не удаляющиеся от земли. Первую трансатлантическую связь провели на сверхдлинных волнах. Отсюда и гигантские антенны, ведь длина волны первых примитивных радиопередатчиков прямо зависела от размеров антенны. Кроме того, чтобы антенна эффективно излучала, ее длина должна составлять хотя бы около 1/4-1/8 длины волны. Тогда же было предложено объяснить зависимость дальности распространения от длины волны явлением дифракции.

Упрощенно говоря, дифракция радиоволн - это огибание волной препятствия, а препятствием является высота шарового сегмента Земли, разделяющего приемную и передающую радиостанции (рис. 1.18). Препятствие огибают только такие волны, длина которых сравнима с размером препятствия. От Санкт-Петербурга до Москвы, как известно, 600 км. Несложный геометрический расчет дает высоту шарового сегмента h около 7 км, следовательно, длинные, километровые волны распространяются на такие расстояния, а метровые или декаметровые - нет. Дифракцией можно объяснить распространение волн на 600 км, но как быть с распространением через Атлантику? Обнаружили и другое явление, требовавшее объяснения.

Радиостанций становилось все больше, и они стали создавать помехи друг другу. Здесь, забегая вперед, надо заметить, что при передаче информационных сигналов, в том числе и радиовещательной программы, станция занимает в эфире не одну частоту, а целую полосу частот, шириной до 20 кГц. В справочниках указывают центральную частоту этой полосы, называемую несущей частотой, или просто несущей. Именно эту частоту и генерирует высокочастотный, или, как его называют, задающий генератор передатчика. Затем его колебания усиливаются и модулируются колебаниями звуковых частот.

Договорились установить разнос частот ДСВ радиостанций в 9 кГц - это соглашение соблюдается и поныне. Теперь легко сосчитать, что на длинных волнах, в участке, отведенном для радиовещания (от 150 до 285 кГц), можно разместить всего полтора десятка радиостанций. Стали строить средневолновые радиостанции - в этом диапазоне около 120 частотных каналов, но и дальность распространения меньше, поскольку длина волны короче (вспомните про дифракцию). Поэтому один и тот же частотный канал стали отводить нескольким, достаточно удаленным друг от друга радиостанциям. В дневное время они не создавали помех друг другу. Иное дело ночью - дальность распространения длинных и средних волн намного возрастала, и становились слышны радиостанции, удаленные на несколько тысяч километров. Резко возрастали и взаимные помехи. Отчего?

 

Ученые уже имели рабочую гипотезу. Ее высказали в 1902 г. независимо друг от друга А. Кеннели и О. Хевисайд. Оливер Хевисайд, чрезвычайно много сделавший для развития электро- и радиотехники, был чудаковатым английским джентльменом - чопорным и безукоризненно одетым, когда появлялся на людях (чего он, впрочем, не любил, зато любил работать по ночам, в жарко натопленной комнате с плотно занавешенными окнами).

Ходит легенда, что, когда его избрали действительным членом Королевского Общества и пригласили на торжественную церемонию (черные мантии, головные уборы с четырехугольным верхом), он не нашел гинеи - а такой символический взнос надо было уплатить - и просто не пошел на заседание! К чести Общества надо сказать, что Хевисайд все-таки был избран не действительным, но почетным членом; при этом не потребовалось ни его присутствия, ни гинеи.


Источник | Опубликовал: RD3AVG


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости