сверхдлинные волны

СВЕРХДЛИННЫЕ ВОЛНЫ (СДВ) - электромагнитные волны очень низкой частоты (3-30 кГц), длины к-рых в вакууме лежат в интервале 100-10 км. Мощным естеств. источником радиоволн этого диапазона являются молниевые разряды. СДВ широко используются в системах радиосвязи, радионавигации и передачи сигналов эталонных частот и единого времени, а также в геофиз. исследованиях электрич. свойств Земли, земной ионосферы, и магнитосферы Земли. Освоение диапазона СДВ и исследование закономерностей распространения радиоволн очень низкой частоты было начато в нач. 20 в.

Характерной особенностью СДВ при их распространении вокруг Земли является слабое затухание поля с удалением от излучателя и высокая его фазовая и амплитудная стабильность (по сравнению с радиоволнами более высоких частот) при регулярных и случайных вариациях свойств трассы распространения (суточные и сезонные изменения ионосферы, сезонные изменения свойств земной поверхности, ионосферные возмущения, изменение метеорологии, условий и т. д.). Это и обусловливает применение СДВ в глобальных радиосистемах высокой точности и надёжности несмотря на необходимость использования излучающих антенных систем больших размеров и более низкую скорость передачи информации. Кроме того, радиоволны этого диапазона обладают большой глубиной проникновения в проводящие среды, что делает возможным их применение для связи с погружёнными в морскую воду и в толщу земли объектами (см. Распространение радиоволн).

Распространение СДВ в земных условиях происходит в сферич. волноводном канале, образованном Землёй и ионосферой (см. Полноводное распространение радиоволн). На отражение СДВ от ионосферы оказывает влияние её ниж. часть - существенная для отражения область располагается на высотах 60-80 км днём и 80-100 км ночью. В этой области высот на очень низких частотах ионосфера представляет собой неоднородную проводящую среду, проводимость к-рой резко возрастает с высотой и приобретает, начиная с высоты 75 км, заметно выраженный анизотропный характер вследствие влияния магн. поля Земли. В дневных условиях влияние магн. поля Земли на отражение СДВ и их распространение в приземном волноводе невелико, однако ночью оно оказывается существенным. При отражении от анизотропной ионосферы в отражённом поле возникают компоненты, отсутствовавшие в падающей волне, что является причиной ошибок в системах радиопеленгации. Наличие анизотропии приводит к зависимости характеристик эл--магн. поля от азимута трассы распространения и к появлению невзаимности - изменению характеристик поля при изменении направления трассы распространения на обратное.

СДВ хорошо отражаются от ионосферы и от земной поверхности, что и приводит к их слабому затуханию при распространении в приземном волноводном канале. При излучении молниевых разрядов осн. часть их энергии распространяется в приземном волноводе в виде эл--магн. импульса, называемого атмосфериком ,а просочившаяся через ионосферу часть эл--магн. излучения образует т. н. свистящие атмосферики, спектр к-рых лежит в диапазоне 1-10 кГц.

Для описания и расчёта полей СДВ в волноводном канале Земля - ионосфера применяют 2 их осн. представления - разложение в виде суммы земной и однократно и многократно отражённых от ионосферы волн и разложение в виде ряда нормальных волн. Первое из них удобно для расчёта поля СДВ на расстояниях от излучателя не более неск. сотен км, когда число отражённых от ионосферы волн, влияющих на полное поле, мало (вдна или две волны). Для описания поля СДВ на больших расстояниях используется ряд нормальных волн, число существ, членов в к-ром уменьшается с увеличением расстояния.

Лит.: В r е m m е r Н., Terrestrial radio waves, N. Y., 1949; К р а с н у ш к и н П. Е., Я б л о ч к и н Н. А., Теория распространения сверхдлинных волн, 2 изд., М., 1963; Макаров Г. И., Новиков В. В., Орлов А. Б., Современное состояние исследований распространения СДВ в волноводном канале Земля - ионосфера (обзор), «Изд. ВУЗов. Радиофизика», 1970, т. 13, № 3, с. 321. Г. И. Макаров, В. В. Новиков.

   <<      Предметный указатель      >>