Основные параметры радиоволн

Для передачи сообщений по радио и телевидению используется спектр электромагнитных волн, называемых также радиоволнами.
Что собой представляет электромагнитная волна? Если, например, на ровную поверхность пруда бросить камушек, то на поверхности образуются расходящиеся кругами волны. Они движутся от источника их возникновения (возмущения) с определенной скоростью распространения. Для электромагнитных волн источниками возмущения являются передвигающиеся в пространстве электрические и магнитные поля. Меняющееся во времени электромагнитных поле обязательно вызывает появление переменного магнитного поля и наоборот. Эти поля взаимно связаны.
Источником электромагнитных волн является провод (антенна), в котором происходит колебание электрических зарядов. Процесс формирования полей, начавшийся вбли-зи провода, постепенно захватывает точка за точкой все пространство. Чем выше частота переменного тока, проходящего по проводу и порождающего электрическое или магнитное поле, тем интенсивнее создаваемые проводом радиоволны заданной длины.
Скорость распространения радиоволн в свободном пространстве (вакууме) постоянна и равна скорости света С (300 000 км/с). Таким образом, радиотелевизионные передачи могут практически мгновенно приниматься в любой точке земного шара. При распространении в реальном пространстве, например в воздухе, скорость движения радиоволны зависит от свойств среды и обычно меньше С на величину коэффициента преломления среды.
Изменение какого-либо параметра высокочастотного колебания (мощности, частоты и др.) под воздействием колебаний низкой частоты называется модуляцией. Используются два основньгх вида модуляции: амплитудная (AM) и частотная (ЧМ). В телевидении сигналы изображения передаются с AM, а звуковое сопровождение - с ЧМ. После модуляции электрические колебания усиливаются по мощности, затем поступают в передающую антенну и излучаются ею в пространство (эфир) в виде радиоволн.
Электромагнитные волны характеризуются следующими основными параметрами:
Длина волны - кратчайшее расстояние между двумя точками в пространстве, на котором фаза гармонической электромагнитной волны меняется на 360°. Фаза - это состояние (стадия) периодического процесса.
Период колебания волны Т - врсмя, в теченис котором происходит одно полное измененис напряженности поля, то есть время, за которое точка радиоволны, имеющая какую-то фиксированную фазу, проходит путь, равный длине волны.
Частота колебаний электромагнитного поля F - число колебаний поля в секунду. Опрсделястся по формуле:

F=1/T, а T=1/F

Еднницей измерения частоты является герц (Гц) - частота, при которой совершается одно колебание в секунду.
Так как в радиотехнике приходится иметь дело с очень большими частотами электромагнитных колебаний, то на практике применяются единицы в тысячи раз большие: килогерц (1 кГц=1*103Гц), мегагерц (1 МГц=1*106Гц), гигагерц (1 ГГц=1*109Гц), терагерц (1 ТГц=1*1012Гц).
Скорость распространения волны С - скорость последовательного распростраксиия волны от источника энергии (антенны).
Частота электромагнитных волн F, скорость их распространения С и длина волны связаны соотношением:

=C/F, а так как F=1/T, то =C*T.

Подставляя значение скорости С=300 000 км/с в формулу, получаем:

(м)=300/F(МГц), F(МГц)=300/(м).

Поляризация радиоволн. Электрическая и магнитная составляющие электромагнитного поля соответственно характеризуются векторами Е и Н, которые показывают значение напряженностей полей и их направление. Поляризацией называется ориентировка вектора электрического поля Е волны относительно поверхности земли.
Радиоволны с вертикальным вектором электрического поля называются вертикально поляризованными (V), a c горизонтальным - горизонтально поляризованными (H). Плоскость поляризации у последних волн горизонтальна, a вектор Н находится в вертикальной плоскости.
Вид поляризации радиоволн определяется ориентировкой (положением) передающей антенны относительно по-верхности земли. Как правило, все приемные телевизионные антенны реагируют только на электрическую составляющую электромагнитного поля.
Если передающая антенна расположена горизонтально над поверхностью земли, то электрические силовые линии поля также будут расположены горизонтально. В этом случае поле наведет наибольшую электродвижущую силу (ЭДС) в горизонтально расположенной приемной антенна. Следовательно, при Н поляризации радиоволн приемную антенну следует располагать горизонтально. При этом приема радиоволн на вертикально расположенную антенну теоретически не должно быть, так как наведенная в антенне ЭДС равна нулю. И наоборот, при вертикальном расположении передающей антенны приемную антенну также необходимо расположить вертикально, что позволит получить в ней наибольшую ЭДС.
Практически очень трудно получить в чистом виде горизонтальную или вертикальную поляризацию радиоволн. Всегда имеются составляющие радиоволн в любой плоскости. Для передачи телевизионных сигналов на земле при-меняются как горизонтальная, так и вертикальная поляри-зации излучаемых радиоволн.
Однако предпочтение отдается горизонтальной поляризации, так как при распространении радиоволн в пространстве со множеством вертикальных, хорошо отражающих препятствий, например в городах (стены зданий, водосточные трубы, фонарные столбы и т. п.) или в лесу (деревья), к месту приема приходит больше отраженных волн, кото-рые создают помеху основному сигналу.
Вертикальная поляризация радиоволн применяется при густом расположении телевизионных передающих станций в данном географическом регионе и при работе их на близких или одинаковых, частотах.
При телевизионном вещании с искусственных спутников Земли (ИСЗ) кроме линейных поляризации широко используется круговая поляризация радиоволн. Связано это, как ни странно, с теснотой в эфире на геостационарной и других орбитах, где расположены спутники связи и ИСЗ непосредственного (прямого) телевизионного вещания.
Круговую поляризацию создает, например, коническая спираль на облучателе передающей антенны. В зависимости от направления намотки спирали круговая поляризация может быть левой (LZ) или правой (RZ).
Соответственно в облучателе наземной антенны спутникового телевидения должен быть установлен поляризатор, реагирующий на круговую поляризацию радиоволн, излучаемых передающей антенной ИСЗ.