Номер 2, страница 124 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 35. Радио и СВЧ - волны в средствах связи. Глава 4. Излучение и приём электромагнитных волн радио и СВЧ - диапазона - номер 2, страница 124.

2. Какие существуют виды радиосвязи? Что их отличает друг от друга?

Решение

Радиосвязь — это способ передачи информации на расстояние с помощью радиоволн. Существует несколько способов классификации видов радиосвязи. Основная классификация проводится по диапазону частот (или длин волн) используемых радиоволн, так как от этого зависят ключевые характеристики связи: способ распространения, дальность, пропускная способность и области применения.

Виды радиосвязи по диапазонам волн:

• Длинные волны (ДВ): Частота 30–300 кГц, длина волны 10–1 км.
• Средние волны (СВ): Частота 300–3000 кГц, длина волны 1000–100 м.
• Короткие волны (КВ): Частота 3–30 МГц, длина волны 100–10 м.
• Ультракороткие волны (УКВ): Частота выше 30 МГц, длина волны менее 10 м. Этот диапазон, в свою очередь, подразделяется на:
  • Метровые волны (МВ): 30–300 МГц (10–1 м)
  • Дециметровые волны (ДМВ): 300–3000 МГц (1 м – 10 см)
  • Сантиметровые волны (СМВ): 3–30 ГГц (10–1 см)
  • Миллиметровые волны (ММВ): 30–300 ГГц (10–1 мм)

Основные отличия видов радиосвязи:

Виды радиосвязи отличаются друг от друга по ряду фундаментальных параметров, которые определяются в первую очередь частотой используемых радиоволн.

1. Способ распространения и дальность связи:

• ДВ и СВ: Распространяются в основном как земные волны, способные огибать кривизну Земли. Это обеспечивает стабильную связь на большие расстояния (сотни и тысячи километров). Ночью средние волны также могут отражаться от ионосферы, увеличивая дальность.
• КВ: Распространяются на сверхдальние расстояния (до нескольких тысяч километров, возможна связь по всему земному шару) за счет многократных отражений от ионосферы (верхних слоев атмосферы) и поверхности Земли. Это так называемая пространственная волна. Качество такой связи сильно зависит от времени суток, сезона и солнечной активности.
• УКВ: Распространяются практически прямолинейно, в пределах прямой видимости. Они не огибают Землю и не отражаются от ионосферы. Дальность связи ограничена расстоянием до горизонта (обычно десятки километров). Для увеличения дальности применяют высоко поднятые антенны и системы ретрансляторов (включая спутники связи).

2. Пропускная способность (количество передаваемой информации):

• Чем выше частота несущей волны, тем более широкую полосу частот можно использовать для передачи сигнала, а значит, тем больше информации можно передать в единицу времени.
• ДВ, СВ, КВ: Имеют низкую пропускную способность. Используются в основном для передачи звука с невысоким качеством (например, радиовещание в АМ-диапазоне) или телеграфных сообщений.
• УКВ: Обладают высокой пропускной способностью. Это позволяет передавать высококачественный стереозвук (FM-радио), телевизионные сигналы, а также огромные потоки цифровых данных, что используется в мобильной связи (4G, 5G), беспроводных сетях (Wi-Fi) и спутниковом телевидении.

3. Размеры антенн:

• Эффективный размер антенны напрямую связан с длиной волны ($ \lambda $).
• Для длинных и средних волн ($ \lambda $ достигает километров и сотен метров) требуются очень большие, громоздкие и дорогие антенные сооружения.
• Для ультракоротких волн ($ \lambda $ измеряется в метрах, сантиметрах и даже миллиметрах) антенны получаются очень компактными. Это позволило создать портативные и мобильные устройства связи (рации, мобильные телефоны).

4. Помехоустойчивость:

• Диапазоны ДВ и СВ сильно подвержены влиянию атмосферных (грозы) и промышленных помех.
• Диапазон УКВ значительно более устойчив к таким видам помех, что обеспечивает более чистое и качественное звучание и передачу данных.

Ответ:

Существуют различные виды радиосвязи, которые классифицируются в основном по диапазону используемых частот (длин волн): длинные (ДВ), средние (СВ), короткие (КВ) и ультракороткие (УКВ) волны. Они отличаются друг от друга способом распространения радиоволн (огибание Земли, отражение от ионосферы, прямая видимость), что определяет дальность связи. Также они различаются пропускной способностью (количеством передаваемой информации), необходимостью в размерах антенн, помехоустойчивостью и, как следствие, областями применения (от дальнего радиовещания на ДВ до мобильной связи и Wi-Fi на УКВ).