Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Границы между диапазонами весьма расплывчаты, бывает, что разные специалисты по-разному определяют граничные частоты. Но границы частотных участков, которые отводятся для радиовещательных станций, установлены очень точно. Всего таких участков выделено четыре, и названы они диапазонами длинных волн ДВ, средних волн СВ, коротких волн КВ и ультракоротких волн УКВ (Р-121;1). Коротковолновых участков, на которых работают радиовещательные станции, несколько, и их называют по средней длине волны — «диапазон 25 метров» или «25-метровый диапазон», «диапазон 41 метр» или «41-метровый диапазон» и так далее.

Р-121

Условия распространения радиоволн разной длины различны. Это связано с тем, что волны разной длины неодинаково реагируют на препятствия, которые встречаются на их пути, неодинаково отражаются от одних и тех же «зеркал». Влияние длины волны на характер взаимодействий с внешним миром — характерная черта любых волновых процессов. Так, например, мелкие волны, рябь на воде, разрушаются, наткнувшись на небольшой камешек, а длинная, большая волна огибает его совершенно незаметно. Или другой пример: световые волны почти полностью отражаются от человеческого тела или поглощаются в нем, а волны более короткие, рентгеновские лучи, пронизывают его почти беспрепятственно, проходят насквозь, лишь слегка поглощаясь в сравнительно плотных тканях.

Длинные радиоволны лучше всех других распространяются над земной поверхностью, легко огибают большие препятствия в виде оврагов и гор, огибают и сам земной шар (Р-121;2), подобно тому как большая морская волна перекатывается через мелкую скалу (Р-131;3). Поэтому в любое время дня и ночи длинноволновые станции можно услышать на очень больших расстояниях, если только быстро ослабевающие радиоволны доносят к приемной антенне достаточно энергии. Вдоль земной поверхности распространяются и все остальные радиоволны — средние, короткие и УКВ, но с ростом частоты сама земля все сильнее поглощает их энергию. И к тому же эти волны, особенно короткие и УКВ, уже не огибают Землю и почти не проходят за линию горизонта.

Но почему же тогда, спросит наблюдательный читатель, мы слышим далекие средневолновые и коротковолновые станции? Только потому, что их радиоволны приходят к приемнику, отразившись от огромного зеркала, которое находится над землей. Это зеркало — ионосфера, ионизированные слои атмосферы, где под действием солнечных лучей нейтральные атомы газов превращаются в ионы (Т-19). И хоть мала плотность ионов в этих ионизированных слоях, радиоволны все же отражаются от них, как от металлических предметов. В разное время суток и в разное время года из-за изменения солнечной активности плотность различных слоев ионосферы меняется, и поэтому меняются условия отражения и распространения радиоволн. Средние волны, например, днем вообще от ионосферы не отражаются, и поэтому дальние средневолновые станции слышны только с наступлением темноты. Плохо слышны днем станции и на коротковолновых диапазонах 41 м и 49 м, а станции диапазонов 25 м и 19 м, наоборот, лучше слышны днем.

А ультракороткие волны, как правило, вообще не отражаются от ионизированных слоев ионосферы, они протыкают ее и уходят в космическое пространство. Поэтому на УКВ слышны только очень близкие радиостанции, те, что находятся на расстоянии прямой видимости, и радиоволны которых добираются от передатчика к приемнику над землей (Р-121;4). В последнее время, правда, человек перехитрил природу, научился передавать УКВ на очень большие расстояния. Делается это с помощью цепочки приемопередающих радиостанций или с помощью искусственного спутника Земли, который можно было бы назвать активным зеркалом — электронная аппаратура на спутнике принимает сигнал земной УКВ станции, усиливает его, а затем излучает обратно на Землю.

На разных диапазонах может работать, не мешая друг другу, разное количество станций. Чтобы боковые частоты соседних станций не налезали друг на друга, между несущими частотами устанавливают интервал 10 кГц, и при этом оказывается, что на ДВ диапазоне может уместиться не больше 26 станций, на СВ — 108, на каждом из коротковолновых радиовещательных участков по 25–30, в диапазоне УКВ — 360 станций. Общая ситуация такая: с укорочением волны «частотная территория» становится больше. Так, например, на всем коротковолновом диапазоне, на волнах от 10 м до 100 м, можно было бы разместить в двадцать раз больше станций, чем на длинных и средних, вместе взятых. А на сантиметровых волнах (длина волны от 1 см до 10 см, граничные частоты, соответственно, 30 000 МГц — 3000 МГц) разместилось бы около трех миллионов станций с полосой 10 кГц. Этому не нужно искать каких-то сложных объяснений: просто чем короче волна, тем более высокая частота ей соответствует и тем меньше оказывается в сравнении с ней «порция», которая нужна одной станции. Если из булочки можно нарезать десяток бутербродов, то из большого каравая размером с диван таких же бутербродов может получиться несколько тысяч.