Атмосфера и ее основные области
Атмосфера состоит из трёх основных областей, которые неодинаково пропускают электромагнитные волны. Эти области - тропосфера, стратосфера и ионосфера.
Тропосфера - нижняя часть атмосферы толщиной 10...18 км. С высотой температура и давление воздуха, а также содержание водяных паров в тропосфере изменяются, но газовый состав её практически постоянен, включает азот и кислород.
Стратосфера простирается примерно до 80 км. Признаком перехода к стратосфере является прекращение понижения температуры в верхней части тропосферы до –(50...)°С. В стратосфере температура до высоты около 40 км изменяется мало, а затем примерно до высоты 60 км растёт до +80, далее же опять падает. Повышение температуры объясняется поглощением энергии ультрафиолетового излучения Солнца содержащимся в воздухе озоном.
Ионосфера представляет собой обширный слой разреженного газа. Падающее на ионосферу излучение Солнца вызывает ионизацию газа, т.е. отрыв электронов от атомов. Поскольку плотность газа на больших высотах мала, вероятность встречи свободного электрона с ионизированным атомом, приводящим к их объединению (рекомбинации), невелика. По этой причине значительная часть газа остаётся ионизированной, т.е. представляет собой плазму. Ионизированный газ обладает электропроводностью. Концентрация свободных электронов определяется интенсивностью ионизирующего излучения Солнца и зависит от высоты, времени суток и сезона года.
Как слой ионизированного газа, ионосфера простирается от примерно 60 до 1,5 тыс. километров, но на очень больших высотах плотность газа мала, соответственно уменьшается и количество ионов, а в итоге и их влияние на прохождение радиоволн. По этой причине существенное влияние на распространение волн оказывает только часть ионосферы до высот около 400 км. Благодаря электропроводности ионосфера может служить космическим зеркалом, отражающим падающие на неё радиоволны.
Хотя свойства ионосферы и подвержены суточным, сезонным и иным изменениям, относительная регулярность изменений делает возможным использование этого слоя в постоянно действующих системах радиосвязи. В атмосфере наблюдаются и иные неоднородности, и хотя они менее регулярны, они также учитываются в построении ряда систем радиосвязи.
Волны, распространяющиеся вдоль поверхности Земли, соответственно называются поверхностными или земными.
Волны, распространяющиеся через атмосферу и отражающиеся к поверхности Земли от атмосферных неоднородностей, называются пространственными или небесными.
В третьем варианте, как уже указывалось, волны проходят через ионосферу в заатмосферное пространство и возвращаются в желательную географическую зону на поверхности Земли после обработки и усиления сигналов в бортовых ретрансляторах космических аппаратов.
Полная картина физических процессов при прохождении волн через ионосферу очень сложна. Одна из главных причин этой сложности состоит в том, что фактически ионосфера не представляет собой один слой, а состоит из ряда слоёв, обладающих неодинаковыми свойствами. Слоистость её объясняется в значительной мере тем, что газовый состав её не вполне одинаков на разных высотах: более лёгкие газы проникают на большие высоты, а с понижением высоты увеличивается содержание более тяжёлых газов.
Малая плотность атмосферы на больших высотах приводит к уменьшению числа свободных электронов, тогда как на малых высотах ионизирующее действие солнечных лучей ослаблено при прохождении их через более толстый слой воздуха.
На относительно небольших высотах 60...80 км располагается слой, обозначаемый D, в котором концентрация свободных электронов невелика. Выше располагаются слои F, F1 и на высотах 300...400 км – слой F2, для которого характерна наибольшая концентрация электронов. Состояние этих слоёв сильно зависит от времени года и суток, а также от текущего состояния солнечной активности, которая изменяется с периодом в 11 лет.
Волны разной длины могут отражаться в разных слоях, либо вовсе не отражаться. Отсутствие отражений наблюдается при излучении волн под большим углом по отношению к поверхности Земли и при относительно высоких частотах. Максимальная частота, при которой при данном угле наблюдается отражение, называется «максимально применимой частотой». Волны с более высокими частотами уходят в мировое пространство. Рабочую частоту выбирают несколько ниже максимально применимой.
ПОСЛЕТЕКСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Задание 1. Ответьте на вопросы:
Задание 2. Составьте тезисный план текста и, опираясь на него, перескажите его содержание.
Задание 3. Прочитайте текст и подготовьтесь к развернутому его пересказу.
Урок 17
ПРЕДТЕКСТОВЫЕ УПРАЖНЕНИЯ
Упражнение 1. Выпишите из текста новые термины и терминологические сочетания, найдите в словаре их переводы на армянский язык и запомните их: ретранслятор, искусственный спутник, орбита, энергоснабжение, радиолинии, глобальная система связи, концентрация энергии, фиксированный, радиовещательный, универсальная система, однородная информация.
Упражнение 2. Определите корни следующих сложных терминов, подберите слова с общим первым корнем: энергоснабжение, радиолинии, радиовещание, многофункциональный.
Упражнение 3. К данным существительным подберите определения: ретранслятор, спутник, орбита, атмосфера, радиовещание, переговоры, данные, служба.
Упражнение 4. Допишите предложения:
Энергоснабжение ретранслятора осуществляется (как?) ... . Три спутника, связанные между собой, осуществляют (что?) ... . Спутник на высокой орбите осуществляет (что?) ... . Появляется возможность использовать спутниковую связь (как?) ... . Фиксированная спутниковая служба осуществляет связь (где?) ... . Подвижная спутниковая служба осуществляет связь (где?) ... . Система спутниковой связи применяется (где?) ... . При спутниковой связи ретранслятор размещается (где?) ... . Радиосвязь с применением технических станций называют (как?) ... . Системы спутниковой связи применяют (для чего?) ... .
Текст
Принципы спутниковой связи
При спутниковой связи ретранслятор размещается на искусственном спутнике Земли, который движется по достаточно высокой орбите, не затрачивая энергию на это движение. Энергоснабжение ретранслятора осуществляется от солнечных батарей. Поскольку спутник находится на достаточно высокой орбите, он просматривает около трети поверхности, что позволяет осуществлять связь через его ретранслятор всем станциям, находящимся на этой территории. Таким образом, три спутника, связанные между собой постоянно действующими радиолиниями, позволяют создать глобальную систему связи. Учитывая, что имеются технические возможности создания достаточно узкого луча с концентрацией энергии бортового передатчика спутника на относительно небольшой территории, появляется возможность использовать спутниковую связь между абонентами в ограниченной зоне.
Радиостанцию, расположенную на объекте, который находится за пределами основной части атмосферы Земли, называют космической, а расположенную на земной поверхности – земной. Радиосвязь с применением космических станций называют космической, а связь между земными станциями через спутник – спутниковой.
Различают следующие службы спутниковой радиосвязи: фиксированная спутниковая служба, обеспечивающая радиосвязь между земными радиостанциями, расположенными в определённых пунктах; подвижная спутниковая служба, обеспечивающая связь между подвижными земными радиостанциями; радиовещательная спутниковая служба (РСС), в которой сигналы с космического ретранслятора предназначены для непосредственного (индивидуального либо коллективного) приёма населением. В случае коллективного приёма программа вещания, принятая земной станцией, доставляется абонентам с помощью той или иной наземной системы распределения, через радиопередатчик небольшой мощности или кабельной.
Системы спутниковой связи применяют для передачи любых видов информации: программ телевидения и звукового радиовещания, газетных полос и др., а также для телефонных переговоров, обмена цифровыми данными и др. В зависимости от видов передаваемой информации различают универсальные (многофункциональные) системы и специализированные – для передачи одного вида или нескольких однородных видов информации.
ПОСЛЕТЕКСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Задание 1. Ответьте на вопросы текста:
Задание 2. Запишите сжатое содержание текста и озаглавьте его.