Энергия, излучаемая радиопередатчиком, по мере удаления от места передачи рассеивается в пространстве. Поглощение электромагнитной энергии на пути ее распространения и рассеивание ее в пространстве приводят к тому, что по мере удаления от передатчика сила радиосигналов уменьшается.
3. Распространение длинных и средних волн. Длинные и средние волны распространяются вдоль поверхности земли, следуя кривизне земной поверхности. Радиоволна, распространяющаяся вдоль земной поверхности, называется земной волной. Энергия радиоволн этих диапазонов поглощается земной поверхностью сравнительно слабо, меньше нежели энергия промежуточных и коротких волн. Если на пути длинных или средних волн встречаются высоты, то волны их огибают. Чем меньше длина волны, тем хуже волна огибает встречающиеся препятствия.
Рис. 267. Образование радиотени
При распространении земной волны может получиться так, что у подошвы горы прием сигналов будет невозможен (рис. 267, точка «а»), а на некотором расстоянии от нее снова будет слышна работа передающей станции (точка «б»). Это явление экранирования называется радиотенью.
Длинные волны применяются лишь для радиотелеграфных связей на далекие расстояния. На этом же диапазоне волн обычно передаются сигналы поверки точного времени. Диапазон средних волн в значительной своей части используется для целей радиовещания.
В этом диапазоне работают мощные радиостанции местного и союзного значения, передающие программы радиовещания, последние известия и сообщения ТАСС.
4. Распространение промежуточных и коротких волн. Короткие и промежуточные волны распространяются несколько иначе, нежели длинные и средние волны. Антенны передатчиков этих диапазонов излучают энергию как вдоль поверхности земли, так и вверх, под различными углами к горизонту.
Земная поверхность сильно поглощает энергию этих радиоволн, причем поглощение энергии тем больше, чем короче волна. Поэтому волна, распространяющаяся вдоль поверхности земли, сравнительно быстро затухает, и связь на ней можно осуществить только на небольших расстояниях, до нескольких десятков километров. Самые мощные радиостанции дают земную волну, распространяющуюся на расстояния, не превышающие сотни километров.
Волны, распространяющиеся вверх под различными углами к горизонту, так наз. пространственные волны, встречают на своем пути, на высоте 100—450 км, ионизированные, проводящие слои атмосферы. Отражаясь от этих слоев, радиоволны возвращаются на землю.
Пространственные волны мало поглощаются, и поэтому на значительных расстояниях от передатчика могут быть обнаружены зоны сильных сигналов отраженных волн. Это свойство распространения коротких волн позволяет осуществлять связь на значительные расстояния при малой мощности передатчика.
При работе станций на коротких волнах в некоторой части пространства, в промежутке между зонами земных и пространственных волн прием вообще невозможен. Это объясняется тем, что земная волна успела уже затухнуть, а пространственные волны возвращаются на землю значительно дальше. Вследствие этого появляется область отсутствия приема, — зона молчания или мертвая зона (рис. 268).
Рис. 268. Образование зоны молчания
На положение зон молчания и вообще на условия распространения волн коротковолнового диапазона влияют высота и плотность ионизированного слоя атмосферы, которые зависят от интенсивности солнечной деятельности и изменяются в зависимости от времени года и суток. Днем этот слой опускается ниже, и поглощение энергии в нем происходит сильнее, ночью — поднимается выше, и поглощение электромагнитной энергии в нем меньше. Затухание пространственных волн зависит от времени года и суток. Поэтому могут быть случаи, когда мощный передатчик, работающий на сильно затухающей волне, не обеспечивает в данное время хорошей слышимости передачи в определенном месте приема, тогда как менее мощный передатчик, работающий на мало затухающей волне, дает на том же или даже большем расстоянии устойчивую связь.
Ионизированный слой атмосферы не является постоянным и похож в этом отношении на облака. Существуют районы большей плотности слоя и районы его малой плотности; поверхность слоя, от которой отражаются волны, неровная, и к месту приема могут притти две волны от одного передатчика различными путями и различной силы. Складываясь в месте приема, они могут усиливать сигнал, или взаимно ослаблять одна другую. Поэтому в месте приема пространственной волны дальних радиостанций наблюдается фединг (замирание сигнала) — изменение громкости приема, доходящее иногда до его полного исчезновения (рис. 269).
Рис. 269. Появление фединга
Указывающиеся обычно в технических данных коротковолновых радиостанций дальности их работы соответствуют дневному времени при малых помехах. Ночью больше помех, чем днем, потому что к месту приема приходят не только сигналы дальних станций, которые днем не слышны, но и дальние атмосферные помехи. Они создают затруднения в приеме, заглушая сигнал корреспондента, и дальность действия радиостанции оказывается ночью меньше, нежели днем. Во время захода и восхода солнца, когда высота отражающего слоя измеряется, меняется в силу этого и уровень помех, и дальняя связь становится неустойчивой. Наилучшее время для дальних связей летом от 7 час. утра до 3 час. дня. Зимою этот промежуток времени сужается.
В диапазоне коротких и промежуточных волн работает большое количество радиовещательных радиостанций и радиостанций различных ведомств и специальных служб.
Ряд участков коротковолнового и промежуточного диапазонов волн отведен для радиолюбительской связи.
5. Распространение ультракоротких волн. Особенностью распространения УКВ является то, что связь на этих волнах может вестись только земной волной. За исключением чрезвычайно редких случаев, пространственная волна этого диапазона обратно на землю не возвращается, проникая через ионизированный слон атмосферы без отражений. УКВ распространяются прямолинейно, как лучи света в зоне прямой видимости, не следуя за кривизной земного шара. Поэтому дальность действия радиостанций этого диапазона волн сильно зависит от характера местности. В лесистой и пересеченной местности дальность действия сокращается примерно вдвое по сравнению с дальностью действия в открытой местности.
Если антенну радиостанции поднять над уровнем земли, дальность действия может значительно возрасти. При работе УКВ радиостанций в горной местности, располагая их на вершинах гор, можно получить связь на большие расстояния.
УКВ не огибают препятствий и сильно поглощаются различными предметами, землей и препятствиями. Используя для радиосвязи УКВ, нельзя располагать радиостанции у подножия гор, стен домов и т.п.
Основным преимуществом УКВ радиостанций является их портативность. Они легко могут быть выполнены в виде ранцевых переносных радиостанций с простыми штыревыми антеннами, что позволяет легко их использовать в условиях альпиниад, при триангуляционных работах и т.п.
6. Выбор аппаратуры определяется задачами экспедиции, транспортными возможностями и наличием в составе экспедиции радиоспециалистов. Вести двухстороннюю радиосвязь, особенно на коротких и промежуточных волнах, имеют право лишь специалисты.
В настоящей главе мы не даем указаний по использованию радиопередающей аппаратуры и приводим лишь, чтобы помочь при выборе аппаратуры, таблицу выпускаемых нашей промышленностью радиостанций гражданской связи (табл. 40).
Таблица 40
Технические данные радиопередатчиков гражданской связи
РК-0,5
Назначение: Стационарная, коротковолновая, для работы на республиканских и межобластных линиях связи. Может быть использована в любой отрасли народного хозяйства для связи на расстояния до 1500 км
Диапазон волн: Плавный 25—120 м
Род работы: Симплекс (телеграф и телефон)
Мощность: 300—400 вт.
Дальность действия: Тлгр. 2000—600 км. Тлфн. 1000—300 км.
Вес: 560 кг
Габариты (в мм): Возбудитель 330x340х240. Мощный блок 450х600х820.
Антенна: Полутелескопическая мачта-антенна, высотой 10 м. Противовес — 5 лучей по 2 м
Лампы, тип и количество: в передатчике: ГУ-4 — 2 шт. ГКЭ-100 — 1 шт. ГКЭ-500 — 1 шт.
Источники питания: 1. Бензодвигатель Л-6/3 или электромотор, трехфазный 5—7,5 кв с генератором РДН-2500; 2. Умформер РУК-300-В; 3. Аккумуляторная батарея 5-НКН-100.
Потребляемая от источников питания мощность при работе на передачу: 3100 вт
РК-0,05
Назначение: Перевозимая в ящиках или монтируемая в автомашине (автомобильный вариант), для работы на межрайонных линиях связи. Может быть использована в любых отраслях народного хозяйства для связи на расстояния до 200 км
Диапазон волн: Плавный 25—120 м
Род работы: Симплекс (телеграф и телефон)
Мощность: Тлгр. 20—40 вт. Тлфн. 10—30 вт.
Дальность действия: На стояние — 100—150 км. На ходу 15—30 км.
Вес: Перевозимая в 5-ти ящиках — 410 кг. В автомашине — 3900 кг
Габариты (в мм): Передатчик 300х340х240. Зарядно-распр. коробка 360х190x250. Манипуляц. пульт 185x100x55.
Антенна: 1. Штырь гибкий 4 м. 2. Антенна-мачта 10 м. Противовес, изолированный на шестах, или металлический корпус автомашины.
Лампы, тип и количество: в передатчике: ГУ-4 — 1 шт. ГКЭ-100 — 1 шт.
Источники питания: 1. РК-0,05Б: бензодвигатель Л-3/2 с генератором ГС-1000, РК-0,05Э: электромотор 2—3 кв с генератором ГС-1000; 2. Умформер РУК-300-В; 3. Аккумуляторная батарея типа 4-НКН-60.
Потребляемая от источников питания мощность при работе на передачу: 700 вт
СРКС-0,03
Назначение: Корабельная для связи между кораблями или между кораблями и берегом. Может быть использована в любых отраслях народного хозяйства для связи на расстояния до 200 км
Диапазон волн: Два плавных диапазона: КВ-25—75 м и СВ-500—1000 м
Род работы: Симплекс (телеграф)
Мощность: 40—80 вт