Интерференция радиоволн

Интерфере́нция радиоволн

Играет существенную роль в процессах излучения и распространения радиоволн. При излучении радиоволн сложными антенными устройствами, состоящими из нескольких излучателей (вибраторов или щелей, см. Антенна), радиоволны от отдельных излучателей интерферируют между собой (см. Интерференция волн). Амплитуда результирующей волны в разных направлениях оказывается различной, что и определяет диаграмму направленности антенны. Например, в результате И. р. от двух вибраторов B₁ и B₂, разнесённых на расстояние, равное нескольким длинам волн и питаемых токами одинаковой амплитуды, фазы и частоты, получается многолепестковая диаграмма направленности (рис. 1). В максимумах диаграммы фазы волн от отдельных излучателей совпадают, а амплитуды электрического и магнитного полей E₁, H₁ складываются: E = 2E₁, Н = 2H₁. Поток энергии в направлении максимумов пропорционален произведению 2E₁․2H₁, т. е. в 4 раза больше, чем для излучения каждого вибратора в отсутствии другого. Зато в направлении минимумов два вибратора вместе вообще не излучают, так как в этих направлениях суммарное поле равно нулю: Е = 0 и Н = 0. Варьируя число вибраторов и расстояние между ними, можно создавать антенны с заданной диаграммой направленности. См. Излучение и приём радиоволн.

При распространении радиоволн (См. Распространение радиоволн) И. р. возникает прежде всего из-за их отражения от поверхности Земли, в результате чего в каждую точку над Землёй приходят 2 волны — пришедшая прямо и отражённая, интерферирующие друг с другом (рис. 2). В связи с этим на диаграмме направленности приёмной антенны появляются дополнительные лепестки, число которых тем больше, чем больше высота антенны над Землёй и чем меньше длина волны. При распространении средних и коротких радиоволн интерференция возникает в том случае, если в одну и ту же точку пространства попадают волны, идущие непосредственно от передатчика и отражённые от ионосферы (См. Ионосфера), или волны, отражённые разными участками ионосферы. Для ультракоротких радиоволн интерференция нередко получается за счёт прихода в данную точку волн, прошедших различные пути в тропосфере (См. Тропосфера), либо за счёт их отражения от местных предметов.

В радиотехнике во многих случаях возможно прямое измерение разности фаз интерферирующих колебаний, а так как в интерференционной картине распределение разностей фаз обусловлено взаимным расположением излучателя и приёмника, то их измерение может служить методом определения местоположения приёмника радиоволн относительно излучателя. На этом основан ряд фазовых радионавигационных систем.

В отличие от оптики, в радиотехнике возможно непосредственное измерение частоты излучаемых волн. Поэтому, исследуя интерференционную структуру поля двух передатчиков, можно измерять расстояние между ними. Наоборот, зная это расстояние, можно с высокой степенью точности определять скорость распространения радиоволн в данных условиях. Существует ряд интерференционных методов измерения расстояний и скорости радиоволн (см. Радиодальномер).

Лит.: Мигулин В. В., Интерференция радиоволн, «Успехи физических наук», 1947, т. 33, в. 3.

Рис. 1. Многолепестковая диаграмма направленности антенны — результат интерференции радиоволн, излучаемых её отдельными элементами.

Рис 2. Интерференция радиоволн при их распространении вдоль поверхности Земли.