Понятие о радиоволнах, основные характеристики радиоволн

 

Из физики известно, что если по проводнику протекает переменный ток, то вокруг него возникает переменное магнитное поле, силовые линии которого охватывают проводник с током.

Вблизи проводника появляется переменное поле с замкнутыми линиями магнитной индукции. Изменение магнитного поля приводит к появлению переменного электрического поля с замкнутыми линиями напряженности.

Электрическое поле всегда направлено вдоль проводника, и векторы напряженности электрического и магнитного полей всегда перпендикулярны в пространстве.

Поскольку ток в проводнике переменный, электромагнитное поле также изменяется во времени. Его магнитная составляющая вызывает переменное электрическое поле не только

вблизи проводника, но и в соседних областях пространства. Электрическое поле, в свою очередь новые вихри магнитного поля.

Образованные поля уже не связаны с проводником, а являются свободными. Они непрерывно изменяются во времени и, благодаря этому, распростра­няются в пространстве со скоростью 300 000 км/с, образуя электромагнитные ­волны.

Радиоволнами называются электромагнитные колебания, применяемые для передачи сигналов на расстояние.

Радиоволны создаются в результате излучения антенной б прос­транство высокочастотных колебаний, возбуждаемых генератором высо­кой частоты, и представляют собой периодически меняющиеся взаимосвязанные ­электрические и магнитные поля.

Каждую радиоволну можно охарактеризовать частотой и длиной волны.

f = I/2П LC

где L и С - параметры колебательной системы. Данной частоте колебаний в контуре соответствует определенная

длина волны в пространстве.

Длиной волны называется расстояние, проходимое электромагнитной энергией за время одного периода колебаний. Длина волны Л связана с частотой электромагнитных колебаний соотношением:

Л = C/f = 3*108/f ; f = C/л = 3*108/л

где f - частота тока, вызывающего электромагнитную волну, Гц; С - скорость распространения электромагнитной энергии, м/с.

Таким образом, зная длину радиоволны л можно определить её частоту f и, зная частоту, можно определить длину волны.

Важной характеристикой электромагнитных волн является их поляризация. Поляризация волны определяется законом изменения направления и величины вектора Е в данной точке пространства за период колебания. Поляризацию определяют раздельно по двум признакам: по изменению положения конца вектора Е в течение периода колебаний и положению вектора Е относительно выбранной системы

пространственных координат (часто эту систему связывают с Землей).

По положению вектора Е относительно земной поверхности

Различают вертикально поляризованную волну, если этот вектор лежит в плоскости, перпендикулярной поверхности Земли, и горизонтально поляризованную, если вектор Е расположен в плоскости, параллельной Земле.

Если конец вектора Е в течение периода колебаний в данной точке пространства остается на одной прямой, поляризацию называют линейной. Если конец вектора Е описывает в пространстве эллипс или окружность, поляризация называется соответственно эллиптической или круговой. Используемые в радиотехнике электромагнитные волны (радиоволны) распространяются не в свободном пространстве, а в реальных средах. В таких средах из-за их конечной проводимости часть энер­гии радиоволн необратимо преобразуются в тепло, поэтому амплиту­ды напряженности электрического и полей по мере распространения волны постепенно уменьшаются(затухают).