Наддовгі хвилі - фізична енциклопедія

Наддовгі радіохвилі (СДВ) - електромагнітні хвилі дуже низької частоти (3-30 кГц), довжини яких брало в вакуумі лежать в інтервалі 100-10 км. Потужним природ. джерелом радіохвиль цього діапазону є блискавичні розряди. СДВ широко використовуються в системах радіозв'язку, радіонавігації та передачі сигналів еталонних частот і єдиного часу, а також в геофиз. дослідженнях електричні. властивостей Землі, земної іоносфери. і магнітосфери Землі. Освоєння діапазону СДВ і дослідження закономірностей поширення радіохвиль дуже низької частоти було розпочато в нач. 20 в.

Характерною особливістю СДВ при їх поширенні навколо Землі є слабке затухання поля з видаленням від випромінювача і висока його фазова і амплітудна стабільність (в порівнянні з радіохвилями більш високих частот) при регулярних і випадкових варіаціях властивостей траси поширення (добові та сезонні зміни іоносфери. Сезонні зміни властивостей земної поверхні, іоносферні обурення, зміна метеорології, умов і т. д.). Це і обумовлює застосування СДВ в глобальних радіосистеми високої точності і надійності незважаючи на необхідність використання випромінюючих антенних систем великих розмірів і більш низьку швидкість передачі інформації. Крім того, радіохвилі цього діапазону володіють великою глибиною проникнення в провідні середовища, що робить можливим їх застосування для зв'язку з зануреними в морську воду і в товщу землі об'єктами (див. Поширення радіохвиль).

Поширення СДВ в земних умовах відбувається в сферич. волноводном каналі, утвореному Землею і іоносферою (див. повноводна поширення радіохвиль). На відображення СДВ від іоносфери впливає її ниж. частина - істотна для відображення область розташовується на висотах 60-80 км вдень і 80-100 км вночі. У цій області висот на дуже низьких частотах іоносфера являє собою неоднорідну провідне середовище, провідність к-рій різко зростає з висотою і набуває, починаючи з висоти 75 км, помітно виражений анізотропний характер внаслідок впливу магнітного. поля Землі. В денних умовах вплив магнітного. поля Землі на відображення СДВ і їх поширення в приземному волноводе невелика, проте вночі воно виявляється істотним. При відображенні від анізотропної іоносфери у відбитому полі виникають компоненти, відсутні в падаючої хвилі, що є причиною помилок в системах радіопеленгації. Наявність анізотропії призводить до залежності характеристик ел - магн. поля від азимута траси поширення і до появи невзаємність - зміни характеристик поля при зміні напрямку траси поширення на зворотне.

СДВ добре відбиваються від іоносфери і від земної поверхні, що і призводить до їх слабкого загасання при поширенні в приземному волноводном каналі. При випромінюванні блискавичних розрядів осн. частина їх енергії поширюється в приземному волноводе в вигляді ел - магн. імпульсу, званого атмосферика, а просочилася через іоносферу частина ел - магн. випромінювання утворює т. зв. свистячі атмосферики, спектр яких брало лежить в діапазоні 1-10 кГц.

Для опису та розрахунку полів СДВ в волноводном каналі Земля - ​​іоносфера застосовують 2 їх осн. уявлення - розкладання у вигляді суми земної і одноразово і багаторазово відбитих від іоносфери хвиль і розкладання у вигляді ряду нормальних хвиль. Перше з них зручно для розрахунку поля СДВ на відстанях від випромінювача не більше дек. сотень км, коли число відбитих від іоносфери хвиль, що впливають на повне поле, мало (вдна або дві хвилі). Для опису поля СДВ на великих відстанях використовується ряд нормальних хвиль, число істот, членів в к-ром зменшується зі збільшенням відстані.

Літ .: В r е m m е r Н. Terrestrial radio waves, N. Y. 1949; До р а з н у ш к і н П. Е. Я б л о ч к и н Н. А. Теорія поширення наддовгих хвиль, 2 видавництва. М. 1963; Макаров Г. І. Новіков В. В. Орлов А. Б. Сучасний стан досліджень поширення СДВ в волноводном каналі Земля - ​​іоносфера (огляд), «Вид. ВНЗ. Радіофізика », 1970, т. 13, № 3, с. 321. Г. І. Макаров, В. В. Новіков.