СЧ- диапазон средних частот.

СЧ – 300кГц-3МГц, используются средние волны(СВ) – 1км – 100м.

Средними (декаметровыми) волнами называются радиоволны в диапазоне от 1000 до 100 м. Соответствующие этим длинам волн частоты расположены в интервале от 300 кГц до 3 МГц. Условия распространения средних волн отличаются от условий распространения сверхдлинных и длинных волн тем, что в дневное время суток они распространяются как земные, а в ночные часы существует как земная, так и пространственная волна. Дальность распространения средних волн днем обычно не превышает 1000 км, а ночью – 2000-4000 км. Средние волны отражаются от ионосферы на более высоких, по сравнению с длинными, высотах. Так как электронная концентрация области D недостаточна для отражения средних волн, они отражаются от области E. В освещенное время суток электромагнитная волна, пройдя область D, значительно ослабевает, а отраженная от области E волна, пройдя еще раз область D в обратном направлении, затухает настолько сильно, что практически не доходит до земной поверхности. Ночью же область D исчезает, затухание резко уменьшается, и отраженная от области E волна доходит до поверхности земли (рис. 21).

Рис. 21. Распространение средних волн в различное время суток

Таким образом, днем имеется только земная волна, а ночью напряженность поля в точке приема складывается из земной и пространственной волн. Если бы длина пути земной и пространственной волн не изменялась со временем, то в пункте приема в результате сложения этих волн результирующая амплитуда также не изменялась бы. Но поскольку ионосфера представляет собой неоднородное по электронной концентрации образование, непрерывно изменяющееся во времени за счет воздушных течений, то высота отражающего слоя и длина пути пространственной волны непрерывно меняются. Поэтому в какой-то момент времени земная и пространственная волны могут сложиться в фазе, а в какой-то – в противофазе. В первом случае результирующий сигнал будет значительным, а во втором – практически равным нулю. Непрерывное изменение разности фаз между земной и пространственной волнами приводит к непрерывным изменениям амплитуды поля в пункте приема. Эти изменения напряженности поля волны носят беспорядочный характер и называются замираниями (рис. 22). Под действием замираний напряженность поля в диапазоне средних волн может меняться в десятки раз. Средняя продолжительность замираний изменяется в пределах от секунды до нескольких десятков секунд.

Рис. 22. Запись напряженности поля на волне 350 м,на которой видны глубокие замирания сигнала

При отсутствии земной волны на больших расстояниях от передатчика может иметь место только пространственная волна. Эффект замирания в этом случае возможен из-за наличия двух или более волн, имеющих разное число отражений от ионосферы (рис. 23). Например, от передатчика в пункт приема приходят две волны. Одна из них отразилась один раз от ионосферы, а другая сначала отразилась от ионосферы, затем от поверхности земли и снова от ионосферы. Поскольку длина пути каждой волны непрерывно меняется, то и в этом случае будет наблюдаться эффект замирания. Замирания нарушают нормальную передачу радиовещательных программ, телефонных и телеграфных сообщений. При сильных замираниях радиосвязь на какое-то время может полностью прекратиться. Поэтому принимают меры по борьбе с замираниями. Одной из таких мер является применение автоматической регулировки усиления, которая позволяет поддерживать постоянный уровень сигнала на выходе приемника при значительном его изменении на входе.

Рис. 23. Возникновение замираний за счет интерференции: а – земной и пространственной волн; б – пространственных волн

Замирания можно значительно уменьшить, если передающую антенну выполнить таким образом, чтобы она излучала в основном только вдоль поверхности земли. Обычно в качестве передающей антенны, диаграмма которой в вертикальной плоскости представляет полуокружность, применяют несимметричный вертикальный вибратор. Максимум излучения такой антенны имеется вдоль поверхности земли, а под углом 45є, например, напряженность поля составляет ~ 0,7 от максимальной. Если применить антенну с более узкой диаграммой направленности в вертикальной плоскости, то напряженность поля при излучении под этим углом будет значительно меньше, а вдоль поверхности земли – больше (рис. 24). Следовательно, в пункте приема будет существовать в основном только земная волна, а пространственная будет сильно ослаблена. Это приведет к тому, что влияние пространственной волны на суммарное поле будет незначительным, и интерференция земной и пространственной волн будет слабой. Такие антенны, позволяющие усиливать поле вдоль поверхности земли и ослаблять его под другими углами к горизонту, называются антифединговыми. Использование антифединговых антенн позволяет увеличить зону уверенного приема сигнала в два-три раза. Суточные колебания напряженности поля в диапазоне средних волн явно выражены, поскольку днем существует только земная волна, а ночью – земная и пространственная. Амплитуда этих колебаний зависит от расстояния между передатчиком и приемником.

Рис. 24. Характеристика направленности в вертикальной плоскости обычной и антифединговой антенн

На небольших расстояниях имеется в основном только земная волна, поскольку напряженность поля волны, отраженной от ионосферы, незначительна. Интерференция в этом случае выражена слабо, и суточные колебания напряженности поля незначительны. На больших расстояниях от передатчика днем имеется только земная волна, а ночью – земная и пространственная. Интенсивность пространственной волны обычно значительно превосходит интенсивность земной. Поэтому днем принимаемый сигнал слабый, а ночью амплитуда повышается и прием сопровождается сильными замираниями. В случаях, когда из-за большого расстояния земная волна отсутствует и существует только пространственная волна, днем прием сигнала прекращается, а ночью интенсивность сигнала значительна. В этом случае замирания наблюдаются за счет интерференции волн, имеющей различное число отражений от ионосферы. В северных широтах на больших расстояниях в зимнее время, днем, ионосферные волны могут присутствовать. Следовательно, днем будет наблюдаться слабый сигнал, а ночью – значительный. Сезонные колебания напряженности поля в диапазоне средних волн зависят от сезонных изменений электронной концентрации в области E ионосферы. В летний период времени в дневные часы электронная концентрация возрастает по сравнению с зимним периодом. В ночные часы в зимний период времени электронная концентрация практически не зависит от времени года. Поэтому в северных широтах, на больших расстояниях в летнее время днем, напряженность поля больше, чем зимой, а ночью напряженность слабо зависит от времени года. Заметим, что ночью напряженность поля больше дневной в любое время года. Несмотря на то что летом напряженность поля пространственной волны увеличивается, возрастает также и интенсивность помех, обусловленных увеличением грозовых разрядов в летний период. Это приводит к тому, что летом отношение уровня сигнала к уровню шума уменьшается, а зимой увеличивается. В диапазоне средних волн влияние одиннадцатилетнего периода солнечной активности незначительно. Слабо влияют на условия распространения сигнала и ионосферные возмущения. При распространении средних волн в ионосфере возможно возникновение нелинейных эффектов. К ним относится Люксембургско-Горьковский эффект. Он проявляется в том, что при приеме маломощной радиостанции может прослушиваться сигнал мощной радиостанции, работающей на другой частоте. Это возможно тогда, когда в ионосфере пересекаются лучи обеих радиостанций. За счет того, что мощная станция будет изменять проводимость ионосферы в зависимости от амплитуды модулирующего сигнала, появится нелинейный эффект, который приведет к модуляции сигнала маломощной радиостанции более мощной. Напряженность поля земной волны можно определить из графиков Международного консультативного комитета по радиосвязи (МККР), в которых приводится зависимость напряженности поля от расстояния при распространении сигнала над сушей и над морем (рис. 7, 8). Расчет напряженности поля ионосферной волны определяется по эмпирической формуле:

где P – мощность передатчика; D – коэффициент направленности передающей антенны; r – расстояние до пункта приема.