Применение и особенности распространения УКВ

Диапазон УКВ очень широк. Со стороны низких частот диапазон УКВ примыкает к КВ, а со стороны высоких — граничит с длинными инфракрасными волнами. Граница УКВ 10 м была определена тем, что, как ранее считалось, на эти волны ионосфера, как правило, уже не оказывает влияния, и они могут распространяться только на небольшие расстояния.

Диапазон УКВ подразделяют на четыре поддиапазона: метровые волны (10—1 м), дециметровые (1 м—10 см), сантиметровые (10—1 см) и миллиметровые (короче 1 см). Каждый из этих поддиапазонов находит свое применение в технике. Так, диапазон метровых волн используется для телевидения, частотно-модулированного вещания, навигации, радиоастрономии, радиосвязи на сверхдальние расстояния. Диапазоны дециметровых и сантиметровых волн используются в телевидении, радиолокации, многоканальной связи, на космических радиолиниях различного назначения. Диапазон миллиметровых волн с каждым годом осваивается все шире и находит применение в радиолокации и для передачи широкополосных сигналов на небольшие расстояния.

Радиолюбителям выделены для работы полосы частот во всех поддиапазонах: в метровом 144—146 МГц; в дециметровом 430—440 и 1215—1300 МГц; в сантиметровом 5,65—5,67, 10,0—10,5, 21,0—22,0 ГГц.

Широкая полоса частот может быть передана только на радиоволнах ультракоротковолнового диапазона. Все другие диапазоны, в частности коротковолновый, настолько загружены, что желательно перевести в диапазон УКВ возможно большее число радиолиний. Это тем более осуществимо, что регулярное распространение УКВ на расстояние свыше 1000 км возможно, причем на УКВ радиолиниях в арктических районах не проявляются нарушения, свойственные КВ. В диапазоне УКВ возможно создание остронаправленных антенн с большим коэффициентом усиления, а значит, можно сконцентрировать излученную мощность в строго заданном направлении.

В изучении распространения УКВ за последние годы выполнено много теоретических и экспериментальных работ. Большой вклад в это дело внесли советские ученые Б. А. Введенский, В. А. Фок, М. А. Колосов и др. Многие вопросы, однако, еще не решены и требуют дальнейшей сложной теоретической, а также длительной и обширной экспериментальной работы.

Встречающиеся в практике случаи распространения УКВ удобно классифицировать следующим образом:

  1. Распространение на небольшие расстояния (до 5—6 км), когда можно пренебречь сферичностью Земли и считать ее плоской.
  2. Распространение на расстояния, не превышающие пределов видимого горизонта для реальных высот подъема антенн (до 80—100 км).
  3. Распространение на те же расстояния (до 80—100 км), но в гористой местности или в большом городе, когда на пути распространения волны имеются значительные препятствия.
  4. Тропосферное распространение радиоволн, т. е. распространение под влиянием нижних слоев атмосферы (до 200—600 км).
  5. Ионосферное распространение радиоволн, вызываемое влиянием верхних ионизированных слоев атмосферы (свыше 1000 км).
  6. Распространение на космических радиолиниях в пределах и за пределами атмосферы Земли и в атмосферах других планет.

В соответствии с этой классификацией в настоящей и следующих главах рассмотрены особенности распространения УКВ.