СВЕРХДЛИННЫЕ ВОЛНЫ

СВЕРХДЛИННЫЕ ВОЛНЫ

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

Характерной особенностью СДВ при их распространении вокруг Земли являетсяслабое затухание поля с удалением от излучателя и высокая его фазовая иамплитудная стабильность (по сравнению с радиоволнами более высоких частот)при регулярных и случайных вариациях свойств трассы распространения (суточныеи сезонные изменения ионосферы, сезонные изменения свойств земной поверхности, <ионосферные возмущения, изменение метеорологии, условий и т. д.). Это иобусловливает применение СДВ в глобальных радиосистемах высокой точностии надёжности несмотря на необходимость использования излучающих антенныхсистем больших размеров и более низкую скорость передачи информации. Крометого, радиоволны этого диапазона обладают большой глубиной проникновенияв проводящие среды, что делает возможным их применение для связи с погружённымив морскую воду и в толщу земли объектами (см. Распространение радиоволн).

Распространение СДВ в земных условиях происходит в сферич. волноводномканале, образованном Землёй и ионосферой (см. Полноводное распространениерадиоволн). На отражение СДВ от ионосферы оказывает влияние её ниж. <часть - существенная для отражения область располагается на высотах 60-80км днём и 80-100 км ночью. В этой области высот на очень низких частотахионосфера представляет собой неоднородную проводящую среду, проводимостьк-рой резко возрастает с высотой и приобретает, начиная с высоты 75 км, <заметно выраженный анизотропный характер вследствие влияния магн. поляЗемли. В дневных условиях влияние магн. поля Земли на отражение СДВ и ихраспространение в приземном волноводе невелико, однако ночью оно оказываетсясущественным. При отражении от анизотропной ионосферы в отражённом полевозникают компоненты, отсутствовавшие в падающей волне, что является причинойошибок в системах радиопеленгации. Наличие анизотропии приводит к зависимостихарактеристик эл.-магн. поля от азимута трассы распространения и к появлениюневзаимности - изменению характеристик поля при изменении направления трассыраспространения на обратное.

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

Для описания и расчёта полей СДВ в волноводном канале Земля - ионосфераприменяют 2 их осн. представления - разложение в виде суммы земной и однократнои многократно отражённых от ионосферы волн и разложение в виде ряда нормальныхволн. Первое из них удобно для расчёта поля СДВ на расстояниях от излучателяне более неск. сотен км, когда число отражённых от ионосферы волн, влияющихна полное поле, мало (вдна или две волны). Для описания поля СДВ на большихрасстояниях используется ряд нормальных волн, число существ, членов в к-ромуменьшается 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 распространениясверхдлинных волн, 2 изд., М., 1963; Макаров Г. И., Новиков В. В., ОрловА. Б., Современное состояние исследований распространения СДВ в волноводномканале Земля - ионосфера (обзор), «Изд. ВУЗов. Радиофизика», 1970, т. 13,№ 3, с. 321. Г. И. Макаров, В. В. Новиков.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.