4.3 Επίδραση της συχνότητας στη διάδοση

Transcript

1 4.3 Επίδραση της συχνότητας στη διάδοση 1 / 28

2 Γενικά Ο τρόπος διάδοσης των ραδιοκυμάτων εξαρτάται σημαντικά από τη συχνότητα (f). Αυτό δικαιολογεί περαιτέρω διερεύνηση και λεπτομερέστερο σχολιασμό της συμπεριφοράς τους ανά ζώνη συχνοτήτων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. 2 / 28

3 Διάδοση των υπερμακρών (VLF) κυμάτων Για τα υπερμακρά κύματα με συχνότητες από 10 khz έως 30kHz (δηλαδή με μήκη κύματος από 30 km έως 10 km) το μήκος των χρησιμοποιούμενων κεραιών είναι πολύ μεγάλο. Η χρήση και η αξιοποίηση αυτών των συχνοτήτων στη ραδιοεπικοινωνία περιορίζεται σε ειδικές εφαρμογές ραδιοτηλεγραφίαςμικρής ταχύτητας. 3 / 28

4 Το κύμα εδάφους σ αυτές τις συχνότητες έχει μικρές απώλειες και διαδιδόμενο φτάνει σε αποστάσεις έως και 1000 km. Οι επιδόσεις του είναι καλύτερες πάνω από τη θάλασσα και παρουσιαζει κάποια διεισδυτικότητα στο νερό. 4 / 28

5 Για τούτο αξιοποιείται σε επικοινωνία με υποβρύχια. Σε αποστάσεις μεγαλύτερες έχουμε κάλυψη μέσω του ιονοσφαιρικού κύματος που ανακλάται στα κατώτερα στρώματα της ιονόσφαιρας και γι αυτό δεν έχει μεγάλη απόσβεση. 5 / 28

6 Διάδοση των μακρών (LF) κυμάτων Έχουν συχνότητες 30 khz έως 300 khz και μήκη κύματος από 10 km έως 1 km. Η συμπεριφορά τους στη διάδοση είναι κατώτερη των προηγουμένων. 6 / 28

7 Το κύμα εδάφους εξασθενεί συντομότερα όσο αυξάνεται η συχνότητα, παρά το γεγονός ότι παρουσιάζει προσαρμοστικότητα στη μορφολογία του εδάφους. 7 / 28

8 Το ιονοσφαιρικό κύμα έχει απώλειες και παρουσιάζει σημαντικές μεταβολές μεταξύ ημέρας και νύχτας. Ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της ημέρας οι ραδιοζεύξεις μεγάλων αποστάσεων δεν είναι αξιόπιστες. 8 / 28

9 Αυτή η ζώνη συχνοτήτων αξιοποιείται περισσότερο σε στρατιωτικές εφαρμογές για επικοινωνία με πλοία. 9 / 28

10 Διάδοση των Μεσαίων κυμάτων (ΜF) Πρόκειται για τη ζώνη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος από 300 khz έως 3000 khz, με αντίστοιχα μήκη κύματος από 1 km έως 100m. 10 / 28

11 Το κύμα εδάφους σ αυτές τις συχνότητες φτάνει έως μερικέςεκατοντάδες km. Η ζώνη που καλύπτεται από το κύμα εδάφους ονομάζεται πρώτη ζώνη κάλυψης. 11 / 28

12 Το κύμα χώρου την ημέρα δεν υπάρχει καθόλου λόγω πλήρους ουσιαστικά εξασθένησής του στα κατώτερα στρώματα της ιονόσφαιρας (ζώνη D). Τη νύχτα, καθώς η επίδραση της ζώνης D ελαττώνεται, εμφανίζεται το κύμα χώρου που διευρύνει την κάλυψη σχηματίζοντας τη δεύτερη ζώνη κάλυψης σε πολύ μεγάλες αποστάσεις. 12 / 28

13 Συμβολή κυμάτων, φαινόμενο διάλειψης 13 / 28

14 Διάδοση των Βραχέων κυμάτων (HF) Πρόκειται για τα κύματα με συχνότητες, οι οποίες καλύπτουν τη ζώνη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος από 3 MHz έως 30 MHz. Τα αντίστοιχα μήκη κύματος είναι από 100 m έως 10 m. 14 / 28

15 Τα βραχέα κύματα απορροφούνται έντονα από το έδαφος. Γι αυτό το κύμα εδάφους αποσβήνεται γρήγορα και δεν έχει μεγάλη κάλυψη. Φτάνει με τις καλύτερες συνθήκες μόνο σε μερικές δεκάδες χιλιόμετρα, ακόμα και αν χρησιμοποιηθεί μεγάλη ισχύς εκπομπής. 15 / 28

16 Πολλαπλές ανακλάσεις βραχέων κυμάτων 16 / 28

17 Τα βραχέα κύματα χρησιμοποιήθηκαν και χρησιμοποιούνται ευρύτατα για ραδιοεπικοινωνία σε μακρινές αποστάσεις. 17 / 28

18 Αξιοποιήθηκαν και αξιοποιούνται και σε εμπορικές και σε στρατιωτικές εφαρμογές. Κάποιες ζώνες παραχωρήθηκαν στο πλατύ κοινό για ραδιοτηλεφωνία (Citizen Band, που καθιερώθηκε με το όνομα CB - γύρω στους 27 MHz). 18 / 28

19 Διάδοση υπερβραχέων κυμάτων Αναφέρονται στη φασματική ζώνη 30 MHz έως 300MHz με αντίστοιχα μήκη κύματος λ από 10m έως 1m. 19 / 28

20 Η ραδιοκάλυψη εξασφαλίζεται μόνο από το κύμα εδάφους και περιορίζεται ουσιαστικά σε αποστάσεις που υπάρχει οπτική επαφή των κεραιών ή λίγο μεγαλύτερη. 20 / 28

21 Διευκολύνεται από τις διαθλάσεις στις οποίες υπόκεινται τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα αυτών των συχνοτήτων στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, την τροπόσφαιρα. 21 / 28

22 Οι διαθλάσεις αυτές δημιουργούν ελαφρά κύρτωση στην ακτίνα διάδοσης του κύματος και επιτρέπουν στο κύμα να φτάσει σε απόσταση μεγαλύτερη από αυτή του οπτικού ορίζοντα. 22 / 28

23 Ορισμός του ραδιοηλεκτρικού ορίζοντα 23 / 28

24 Διάδοση των μικροκυμάτων Με το γενικό όρο μικροκύματα ομαδοποιείται το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος με συχνότητες πέραν των 300 MHz και με μήκη κύματος μικρότερα του 1m. 24 / 28

25 Οι συνθήκες διάδοσης είναι ακριβώς οι ίδιες μ αυτές των υπερβραχέων, με έμφαση στο γεγονός ότι λόγω των μικρών μηκών κύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τις ραδιοζεύξεις λίαν κατευθυντικές κεραίες ανάλογων διαστάσεων. 25 / 28

26 Λόγω της κατευθυντικότητας των κεραιών δεν απαιτούνται μεγάλες ισχύες εκπομπής. 26 / 28

27 Ραδιοζεύξεις με μικροκύματα με οπτική επαφή κεραιών 27 / 28

28 Ραδιοζεύξεις με μικροκύματα μέσω δορυφόρου 28 / 28