Jeśli jesteś właścicielem tej strony, możesz wyłączyć reklamę poniżej zmieniając pakiet na PRO lub VIP w panelu naszego hostingu już od 4zł!

Radio w powietrzu

Radio w Powietrzu

Lotniczy radiotelefon to urządzenie dość proste w obsłudze i w zasadzie korzystanie z niego nie wymaga wiadomości z fizyki ani elektroniki. Niemniej jednak znajomość ogólnej zasady działania i budowy radiotelefonu może się okazać przydatna.

Łączność nie jest jedynym zastosowaniem fal radiowych w lotnictwie – urządzenia radiowe są podstawą wielu systemów nawigacyjnych (VOR, ILS itd.)

Fale radiowe

Fale radiowe, a właściwie fale elektromagnetyczne, są wspólnym rozchodzeniem się od źródła oscylujących pól elektrycznego
i magnetycznego. Wspólnym, ponieważ oscylacje obu pól są ze sobą ściśle związane; maksimum pola elektrycznego odpowiada minimum pola magnetycznego i vice versa. Fale elektromagnetyczne są nośnikiem energii elektrycznej.
Taki ruch, gdzie zjawisko okresowe, przemieszcza się w przestrzeni, nazywamy ruchem falowym. Tak jak fale na wodzie rozchodzą się wokół miejsca pobudzenia.

Podstawowym parametrem zjawisk okresowych, a takim są przecież fale elektromagnetyczne, jest liczba pełnych cykli w jednostce czasu. Wartość tę nazywa się częstotliwością ( f )
i wyraża się w hercach (Hz) – 1 Hz oznacza jeden pełny okres na sekundę.
Czas w którym powtarza się sekwencja periodycznych zmian nazywa się okresem ( T ).

f=1/T

W obrębie jednego okresu wyróżnia się fazy (tak jak fazy księżyca). Fazę określa czas od początku okresu.

Prędkość rozchodzenia się fali jest zależna od rodzaju zjawiska okresowego i środowiska. Przyjmuje się że fale elektromagnetyczne rozchodzą się z prędkością światła c=300 000 000 m/s (dokładnie 299792458 m/s). Mogą się rozchodzić w próżni, gazach, cieczach
i ciałach stałych (z wyjątkiem metali). Ich częstotliwość jest narzucona przez źródło (generator) i w drodze nie ulega zmianie. Parametrem równorzędnym częstotliwości jest długość fali. Jest to odległość, jaką zjawisko (w tym przypadku fala elektromagnetyczna) pokonuje w czasie jednego okresu.

λ=c*T

Długość fali oznacza się grecką literą lambda. Właśnie od długości fali pochodzą powszechnie znane określenia zakresów częstotliwości radiowych: fale długie, średnie
i krótkie.

Zakres częstotliwości wykorzystywany w systemach radiokomunikacyjnych jest bardzo szeroki i rozciąga się od częstotliwości rzędu kilku kiloherców aż do zakresu światła widzialnego. Zgodnie z Regulaminem Radiokomunikacyjnym ITU stosuje się obecnie dekadowy podział widma fal radiowych na zakresy

Oznaczenie

Częstotliwości

Fale

Skrót

VLF

3 – 30 kHz

myriametrowe

mam

LF

30 – 300 kHz

kilometrowe

km

MF

300 – 3000 kHz

hektometrowe

hm

HF

3 – 30 MHz

dekametrowe

dam

VHF

30 – 300 MHz

metrowe

m

UHF

300 – 3000 MHz

decymetrowe

dm

SHF

3 – 30 GHz

centymetrowe

cm

EHF

30 – 300 GHz

milimetrowe

mm

—-

300 – 3000 GHz

decymilimetrowe

dmm

 

Dekadowy podział częstotliwości jest dogodny, lecz zupełnie formalny, ponieważ nie wynika z naturalnych właściwości fal różnych zakresów. Do rozpatrywania właściwości propagacyjnych fal radiowych bardziej przydatny jest podział tradycyjny.

Zakres

Długości fal

Częstotliwości

Fale bardzo długie

powyżej 20 km

poniżej 15 kHz

Fale długie

20 km – 3 km

15 – 100 kHz

Fale średnie

3000 m – 200 m

100 – 1500 kHz

Fale pośrednie

200 m – 100 m

1.5 – 3 MHz

Fale krótkie

100 m – 10 m

3 – 30 MHz

Fale ultrakrótkie

10 m – 1 m

30 – 300 MHz

Mikrofale

poniżej 1 m

powyżej 300 MHz

 

Rozchodzenie fal w Atmosferze

Atmosfera.
Atmosfera jest podstawowym ośrodkiem w którym uprawia się radiokomunikację. Jej budowa i zjawiska w niej zachodzące mają zasadniczy wpływ na rozchodzenie się fal radiowych.

W wielkim uproszczeniu w atmosferze można wyróżnić dwie istotne dla radiokomunikacji warstwy: troposferę i jonosferę, przedzielone dość obojętną stratosferą.

Troposfera rozciąga się od powierzchni Ziemi do wysokości od około 8 km nad biegunami do 18 km nad równikiem. Charakteryzuje się ona stałym składem powietrza i spadkiem temperatury z wysokością. Propagacja fal w troposferze jest silnie uzależniona od zjawisk meteorologicznych.

Jonosfera jest znacznie bardziej skomplikowanym mechanizmem. Jest ona mocno zjonizowaną przez promieniowanie słoneczne częścią atmosfery, znajdującą się powyżej 60 km nad powierzchnią Ziemi. Oprócz Słońca czynnikami jonizującymi są promieniowane kosmiczne i pył kosmiczny wchodzący w kontakt z atmosferą.

W jonosferze wyróżniono szereg warstw o różnych właściwościach. Ich grubość zmienia się zależnie od intensywności czynników jonizujących, szczególnie dobowej.

Nocą warstwy 2 warstwy zanikają, a pozostałe wykazują własności słabsze niż za dnia.

Fale długie silnie uginają się na przeszkodach, układając się niejako wzdłuż krzywizny Ziemi. Dzięki temu zasięg komunikacji na falach długich jest bardzo duży, rzędu 5000 km
(I Program Polskiego Radia nadawany na częstotliwości 225 kHz słychać zupełnie dobrze w Moskwie), choć wymaga ogromnych mocy nadajników liczonych w setkach kilowatów. Takiego „pieca” do samolotu nie warto zabierać.

 

Fale krótkie z kolei uginają się znacznie słabiej, za to odbijają się od jonosfery, umożliwiając łączność na odległości tysięcy km przy mocy nadajnika rzędu zaledwie 10 W! Niestety, skuteczność połączeń na falach odbitych zależy całkowicie od kaprysów atmosfery, co wyklucza zastosowanie fal krótkich do regularnej łączności.

Można przyjąć, że fale o częstotliwościach wyższych od 30 MHz rozchodzą się już całkowicie prostoliniowo i nie odbijają się od jonosfery. Zatem zasięg łączności przy tych częstotliwościach ograniczony jest optyczną widzialnością, albo położeniem horyzontu. Oczywiście im wyżej znajduje się antena, tym dalej widać – i większy zasięg połączeń. Tak właśnie jest w przypadku pasma używanego
w łączności lotniczej, obejmującego zakres od 118 do 136,975 MHz – wystarczają nadajniki o mocach od kilku do 50 W.

Warto jeszcze zwrócić uwagę na fakt, że siła sygnału maleje wraz z odległością od nadajnika. Podobnie jak w przypadku każdego rodzaju pola, natężenie pola elektromagnetycznego wysłanego przez antenę jest odwrotnie proporcjonalne do drugiej potęgi odległości – zatem sygnał w odległości 10 km od anteny będzie 100 razy słabszy, niż w odległości 1 km.

W praktyce zasięg łączności na falach ultrakrótkich można określić według uproszczonego wzoru:

D=4,12 (√h+√H) [km]

Gdzie:
h – wysokość anteny nadawczej,
H – wysokość anteny odbiorczej.

 


Podziel się tym wpisem

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites Więcej

Zostaw odpowiedź

Kanał YouTube

Flash Content