Тимофеева Мария Шевнина Ирина Микрюкова Ирина Бальсис Вика

Распространение радиоволн - процессы распространения электромагнитных волн радиодиапазона в атмосфере, космическом пространстве и толще Земли. Радиоволны, излучаемые передатчиком, прежде чем попасть в приёмник, проходят путь, который может быть сложным. Радиоволны могут достигать пункта приёма, распространяясь по прямолинейным траекториям, огибая выпуклую поверхность Земли, отражаясь от ионосферы, и т.д. Способы Р. р. существенно зависят от длины волны λ, от освещённости земной атмосферы Солнцем и от ряда др. факторов (см. ниже).

В однородных средах радиоволны распространяются прямолинейно с постоянной скоростью, подобно световым лучам (радиолучи). Такое Р. р. называется свободным. Условия Р. р. в космическом пространстве при радиосвязи между наземной станцией и космическим объектом, между двумя космическими объектами, при радиоастрономических наблюдениях, при радиосвязи наземной станции с самолётом или между самолётами близки к свободному. Волну, излученную антенной, на больших расстояниях от неё можно считать плоской (см. Излучение и приём радиоволн). Плотность потока электромагнитной энергии, пропорциональная квадрату напряжённости поля волны, убывает с увеличением расстояния r от источника обратно пропорционально r 2, что приводит к ограничению расстояния, на котором может быть принят сигнал передающей станции.

При распространении волны в материальной среде (например, в земной атмосфере, в толще Земли, в морской воде и т.п.) происходят изменение её фазовой скорости и поглощение энергии. Это объясняется возбуждением колебаний электронов и ионов в атомах и молекулах среды под действием электрического поля волны и переизлучением ими вторичных волн. Если напряжённость поля волны мала по сравнению с напряжённостью поля, действующего на электрон в атоме, то колебания электрона под действием поля волны происходят по гармоническому закону с частотой пришедшей волны. Поэтому электроны излучают радиоволны той же частоты, но с разными амплитудами и фазами. Сдвиг фаз между первичной и переизлучённой волнами приводит к изменению фазовой скорости. Потери энергии при взаимодействии волны с атомами являются причиной поглощения радиоволн.

Влияние поверхности Земли на распространение радиоволн зависит от расположения радиотрассы относительно её поверхности. Р. р. пространственный процесс, захватывающий большую область. Но наиболее существенную роль в этом процессе играет часть пространства, ограниченная поверхностью, имеющей форму эллипсоида вращения, в фокусах которого А и В расположены передатчик и приёмник. Такие волны умеют ослабляются и увеличиваются.

Радиоизлучение охватывает очень широкий диапазон частот. Физические эффекты и наблюдаемые явления в различных диапазонах радиоволн могут отличаться не только количественно, но и качественно, поэтому направления исследований в этой науке распадаются на отдельные ветви, соответствующие в целом классификации радиоволн по диапазонам. Основные физические эффекты и изучаемые явления: Радиоизлучение влияние поверхности Земли на излучаемые волны, формирование волн, связанных с Земной поверхностью; отражение волн от различных объектов как природных, так и искусственных, расположенных на поверхности Земли и многолучевое формирование итогового сигнала; многолучевое формирование

ослабление мощности радиоволн из-за их поглощения дождем, снегом, пылью; отражение радиоволн от дождя, снега, пыли, стай птиц; искривление путей распространения радиоволн из-за неоднородности слоев атмосферы. Основные результаты теории, используемые специалистами смежных областей:

Оценка потерь мощности сигнала при распространении радиоволн, необходимая для оценки дальности действия любой радиотехнической системы/ Многолучевое распространение радиоволн из-за постоянного изменения соотношении приводит к колебаниям мощности принимаемого сигнала, замираниям. Специалисты по теории связи изучают статистику этих замираний, конструируют аппаратуру и используют методы кодирования, адаптированные к характеру замираний. Отражение радиоволн от разных объектов, представляет существенную помеху радиолокационным станциям, создавая ложные цели. Искривление линии распространения радиоволн в неоднородной атмосфере ведет к ошибкам измерения координат в радиолокации и радионавигации. Определение пространственного сектора доступности радиосредств (зона радиовидимости).

Распространение радиоволн существенно зависит от их длины волны. Короткие волны много кратно отражаются от ионосферы и поверхности Земли. Длинные волны «скользят» вдоль поверхности Земли. Ультракороткие радио волны проникают сквозь ионосферу.