1.2 Электромагнитные волны и радиоволны

Электромагнитная волна (ЭМВ) представляет собой распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле. К ЭМВ относятся: радиоволны, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские, гамма-лучи и видимый свет. Все эти ЭМВ отличаются друг от друга частотой колебаний (длиной волны) и способом их получения. Среди указанного множества ЭМВ различной природы для радиосвязи в основном используются радиоволны - ЭМВ с длинами волн от долей мм до приблизительно 100 км.

Электромагнитное поле радиоволны в каждой точке пространства в каждый момент времени характеризуется величинами и направлениями двух векторов - двух составляющих ЭМП - вектора напряженности электрического поля (Е) и вектора напряженности магнитного поля (Н), которые всегда взаимно перпендикулярны (ортогональны) и расположены в одной плоскости. Эта плоскость, в свою очередь, перпендикулярна направлению распространения РВ.

РВ могут иметь различные плоскости поляризации и различные формы поверхности фронта волны.

Плоскостью поляризации РВ называется плоскость, проходящая через направление распространения РВ и вектор Е. Основными видами поляризации РВ являются линейная, круговая и эллиптическая. При линейной поляризации РВ оба вектора синхронно изменяются по синусоидальному закону. В зависимости от того, в какой плоскости пространства (вертикальной или горизонтальной) лежит плоскость поляризации РВ, говорят о том, что данная линейно-поляризованная волна имеет вертикальную или горизонтальную поляризацию.

Фронтом волны называется поверхность, которая проходит через точки пространства, где фаза напряженности электрического (или магнитного) поля одна и та же. В зависимости от формы этой поверхности различают плоские, сферические, цилиндрические и другие РВ. Передающую антенну можно считать точечным источником излучения, излучающим сферические волны, но на большом расстоянии от нее (в точке установки принимающей антенны) сравнительно небольшой участок поверхности сферы очень близок к плоскости, и поэтому принимаемую РВ следует считать плоской.

Спектр РВ в зависимости от длин волн (и соответствующих им частот колебаний) разделен на несколько диапазонов. В системах охранной сигнализации, как правило, используются диапазоны:

- метровые волны (МВ) - от 10 м до 1 м, или очень высокие частоты (ОВЧ, VHF) - от 30 до 300 МГц;

- дециметровые волны (ДМВ) - от 1 м до 1 дм, или ультравысокие частоты (УВЧ, UHF) - от 300 МГц до 3 ГГц.

Примечание: Выраженная в метрах длина волны в свободном пространстве и частота, выраженная в мегагерцах, связаны простой зависимостью: λ[м] = 300/f [МГц]. В этой формуле число 300 представляет собой приближенное значение скорости света в пустоте (с≈300 тысяч километров в секунду).

Необходимость разбиения радиоволн и их частотного спектра на диапазоны и поддиапазоны связана с двумя главными причинами: с характерными для каждого из них, специфическими методами построения всех основных элементов радиоканалов (передатчиков, приемников и антенно-фидерных устройств) и, во-вторых, с существенными различиями в способах и механизмах распространения РВ разных диапазонов и поддиапазонов в пространстве, хотя резкой границы между ними нет.

Связь в вышеуказанных диапазонах осуществляется пространственными волнами, распространяющимися на сравнительно небольшие расстояния в приземном слое атмосферы - в тропосфере.

Далее >>>