Диапазоны электромагнитных волн: Мириаметровые волны (СДВ)
Диапазоны электромагнитных волн: Мириаметровые волны (СДВ)
Прошло уже более века с момента, когда в 1886 г. немецкий ученый Г.Герц построил первые в мире передатчик и приемник электромагнитных волн. Они были весьма примитивны, однако сослужили очень важную роль для науки.
Электромагнитной волной называется процесс распространения переменного электромагнитного поля в свободном пространстве с конечной скоростью (скоростью света). Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга.
В соответствии с длинами волн (l) весь спектр электромагнитного излучения условно делится на ряд частично перекрывающихся областей – от радиоволн на его длинноволновой границе до гамма-лучей на границе коротких волн. Однако такое деление отражает зависимость не только от l, но и от способов генерации и обнаружения соответствующего электромагнитного излучения. Например, нет никакого принципиального различия между микроволновым и инфракрасным излучением одинаковых длин волн, но если излучение генерируется электронным прибором, его называют микроволновым, а если оно испускается инфракрасным источником – инфракрасным.
Международная классификация электромагнитных волн:
Частоты, исключая нижний и включая верхний предел |
Наименование частоты |
Волны исключая верхний и включая нижний предел |
Наименование волны |
|
Диапазон радио- частот |
< 300 мГц |
инфразвуковые |
> 103 Мм |
|
300...3000 мГц |
Гипернизкие |
103...102 Мм |
Гектомегаметровые |
|
3...30 Гц |
Крайненизкие |
102...10 Мм |
Киломириаметровые |
|
30...300 Гц |
Сверх низкие |
10...1 Мм |
Гектомириаметровые |
|
300...3000 Гц |
Ультра низкие |
103...102 км |
Декамириаметровые |
|
3..30 кГц |
Очень низкие |
102...10 км |
Мириаметровые |
|
30...300 кГц |
Низкие |
10...1 км |
Километровые |
|
300...3000 кГц |
Средние |
103...102 м |
Гектометровые |
|
3...30 МГц |
Высокие |
102...10 м |
Декаметровые |
|
30...300 МГц |
Очень высокие |
10...1 м |
Метровые |
|
300...3000 МГц |
Ультравысокие |
102...10 см |
Дециметровые |
|
3...30 ГГц |
Сверхвысокие |
10...1 см |
Сантиметровые |
|
30...300ГГц |
Крайне высокие |
10...1 мм |
Миллиметровые |
|
300...3000 ГГц |
Гипер высокие |
103...102 мкм |
Децимиллиметровые |
|
Оптический диапазон |
3...30 ТГц |
Низкие инфракрасные |
102...10 мкм |
Сантимиллиметровые |
30...400 ТГц |
Высокие инфракрасные |
105...7,5 ·103 А |
Микрометровые |
|
400...750 ТГц |
Видимые (световые) |
7,5 ·103...4 ·103 А |
||
750...3000 ТГц |
Низкие ультрафиолетовые |
4·103...103 А |
Децимикрометровые |
|
3·103...3·104 ТГц |
Высокие ультрафиолетовые |
102...10 мм |
Сантимикрометровые |
|
Верхний диапазон электро- магнитного спектра |
3·104...3·105 ТГц |
Низкие рентгеновские |
10...1 мм |
Нанометровые |
3·105...3·106 ТГц |
Средние рентгеновские |
103...102 пм |
Децинанометровые |
|
3·106...3·107 ТГц |
Высокие рентгеновские |
102...10 пм |
Сантинанометровые |
|
3·107...3·108 ТГц |
Низкие Гамма (Альфа) |
10...1 пм |
Пикометровые |
|
3·108...3·109 ТГц |
Высокие (Бета) |
103...102 фм |
Деципикометровые |
|
> 3·109 ТГц |
Космические |
< 10 фм |
Фемтометровые |
Мириаметровыми (или сверхдлинными) волнами (СДВ) называются электромагнитные волны очень низкой частоты (3 – 30 кГц), длины которых в вакууме лежат в интервале 100 – 10 км. Мощным естественным источником радиоволн этого диапазона являются молниевые разряды.
Особенности распространения сверхдлинных волн.
Em = |W|
а для больших расстояний расчет ведут по законам дифракции.
Начиная с расстояния 300—400 км, помимо земной волны, присутствует волна, отраженная от ионосферы.
Рис. 1.1. Характер изменения напряженности электрического поля СДВ с расстоянием (Р =1 кВт)
Диэлектрическая проницаемость ионосферы в этих диапазонах волн определяется выражением:
e = 1 - (w0/w)2 , w0 = – плазменная частота.
и условие отражения записывается в виде :
где w меньше или равна величины n.
Рис.1.2. Распространение сверхдлинных волн в волноводе Земля — ионосфера |
Рис. 1.3. Зависимость напряженности электрического поля СДВ от расстояния: |
Формула Остина имеет следующий вид:
Em = ××e - ×r (км) , где угол q обозначен на рис. 1.2
Рис. 1.4. Схема распространения “свистящих атмосфсриков”:
1 — грозовой разряд; 2 — силовые линии магнитного поля Земли;
3—путь короткого “свистящего атмосферика”;
4—путь длинного “свистящего атмосферика”
Краснушкин П.Е., Яблочкин Н.А., Теория распространения сверхдлинных волн, 2-е изд. М. 1963.
Ельянов М.М. Практикум по радиоэлектронике. Москва: "Просвещение", 1971. - 336 с.
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.easyschool.ru/
Дата добавления: 23.05.2003