При создании радиолиний имеется возможность задавать параметры ее передающей и приемной частей. На передающей части, например, можно задать требуемые мощность передатчика, частоту несущего колебания, способ модуляции; на приемной - диапазон волн, чувствительность и избирательность приемника и т. д. Но в любой радиолинии между передающим и приемным пунктами находится природная среда (атмосфера, окружающая земной шар, различные искусственные сооружения и естественные препятствия), которая не поддается никакому управлению. Между тем физические свойства среды, в которой распространяются радиоволны, подвержены непрерывному и случайному изменению из-за естественных явлений в природе. Этим, например, объясняется тот факт, что в практике приема телевизионных изображений на метровых волнах наблюдались случаи, когда в Советском Союзе принимались передачи из Голландии, Англии и других стран и в то же время был существенно затруднен прием сигналов телецентров, удаленных от места приема немногим более 100 км.

1.2. Атмосфера и ее влияние на распространение радиоволи

Атмосферой называется газообразная оболочка Земли, простирающаяся до высоты примерно 20 000 км. В ней различают три области: тропосферу, стратосферу и ионосферу (рис. 1). Нижние слои атмосферы до высоты примерно 15 км называют тропосферой. Она представляет собой смесь азота, кислорода, водяных паров и других составляющих. В тропосфере при нормальных условиях с увеличением высоты температура, влажность и давление воздуха непрерывно уменьшаются. При изменении метеорологических условий заметно меняются электрические свойства тропосферы.

Выше тропосферы (до высоты около 60 км) располагается стратосфера.

Область атмосферы на высотах от 60 до 20000 км над земной поверхностью называется ионосферой. Она состоит из ионизированных газов, которые по высоте располагаются слоями. Число ионизированных слоев, их высота над поверхностью Земли и степень ионизации зависят от времени суток и года. Свойства нонизирован-

Рис. 1. Строение атмосферы

/

гПередоющая анщеша

Приемная \ антенна \

/ис. 2. Способы распространения радиоволн

НЫХ слоев меняются из года в год и существенно зависят от солнечной активности.

В ионосфере различают четыре слоя: D, £, F\ и F. Слой D расположен на высоте 60-80 км, Е - на высоте 90-130 км, F\ - на высоте 180-240 км, а высота слоя F2 находится в пределах 230-400 км. Из перечисленных слоев наименее ионизированным является D, а максимум ионизации находится на уровне слоя F. Слои £ и /2 существуют практически постоянно (и днем и ночью), хотя степень их ионизации в ночное время значительно меньше, чем днем. Слои D и Fi ночью полностью исчезают. Слой Fi, кроме того, в зимнее время отсутствует и днем.

Ионосфера оказывает существенное влияние на характер распространения радиоволн. Одни радиоволны проходят через ионосферу, другие отражаются от нее, причем отражение может происходить от разных ее слоев в зависимости от длины распространяющейся волны.

По способу распространения радиоволны делятся на поверхностные (земные), распространяющиеся вдоль поверхности Земли, и пространственные, идущие от антенны в пространство с последующим отражением от верхних слоев ионосферы (рис. 2).

В процессе распространения поверхностных волн их энергия частично поглощается Землей. Поглощение энергии тем больше, чем меньше длина волны. Поверхностные волны при распространении огибают земную поверхность и встречающиеся на пути препятствия. Это явление носит название диффракции.

При прохождении через слои атмосферы, имеющие различные диэлектрические постоянные, радиоволны преломляются подобно лучу света при переходе из одной среды в другую. В результате этого траектория волны искривляется. Отклонение радиоволн от прямолинейного направления называется рефракцией.

Рис. 3, Способы распространения поверхностных ультракоротких волн