Põhiline raadiolainetest raadionavigatsioonis
Raadiolained paiknevad elektromagnetlainete spektris, vahemikus mõnest sentimeetrist, kuni mõne kilomeetrini. Sageduste vahemikuks on mõned kHz kuni ~10 GHz. Elektromagnetlainete spektri lühilainelises osas piirnevad raadiolained T-kiirte (Tera - 1012) ning IR spektri osaga.
Raadiolainete levikiirus vaakumis (lähedane ka õhus) c = 2,997·108 m/s. Ümmarguselt võib levikiiruseks lugeda c=300 000 km/s või 162 000 NM/s.
Raadiolained ei vaja levikuks keskkonda, ehk levivad vaakumis. Kui levikeskkond erineb vaakumist, näiteks õhk, siis tuleb arvestada raadiolaine ja keskkonna omavahelist interaktsiooni, mis on sõltuv sagedusest. Õhus tuleb sagedustel, alates 5 GHz ning eriti alates 10GHz, arvestada atmosfääri koostisosade poolt põhjustatud gaasilist neeldumiskadu ja “neeldumisaknaid”.
Põhilisteks neeldumist põhjustavateks komponentideks 5GHz ...10 GHz piirkonnas on atmisfääri veeaur ja O2. Näiteks radarisignaalide nõrgenemine tugeva vihma piirkonnas, ja kõrgete sagedustega raadiolinkide piiratud töökaugus.
Sagedusalad ja levikuviisid.
Lennunduses kasutatakse valdavalt raadiolainete lühilainelist, mikrolainete osa. Vastavad sagedusribad on VHF, UHF, SHF. Raadiolained jagatakse sagedusdiapasoonidesse (frequency bands). Vaata alljärgnev tabel.
Raadiolaiete leviku viis (propagation characteristic) sõltub nende sagedusest. Kaasajal valdavalt kasutatav mikrolainete osa levib otsenähtavuse ulatuses. Alustades madalamatest sagedustest eksisteerivad järgnevad leviku viisid: Maapinna lained (Ground wave), taeva lained (Sky wave), otselevivad lained (Space wave).
I
Ground wave sagedusvahemik ..... kuni 3 MHz
Raadiolained, mis levivad pikki Maa pinda, jälgivad Maa kumerust.
Ground wave peab olema vertikaalselt polariseeritud ehk elektriväli, E vektor vertikaalne. Horisontaalse polarisatsiooni korral oleks sumbuvus väga suur.
Ground wave sumbumine sõltub tugevalt sagedusest ning pinnasest, kus laine levib. Madalatel sagedustel on sumbuvus väiksem. Sumbuvus on väiksem soolases vees ning kasvab kiiresti maismaal kuivas pinnases.
Ground wave levikaugus R (NM) on määratud majaka võimsusega P (W), R = 2√P maismaaal ja R = 3√P üle vee.
Lennunduses kasutatakse LF, MF diapasoonis väikese võimsusega ringsuunaliste majakate (NDB) puhul koos raadiokompassiga (ADF) lähenemisprotseduuride jaoks. Töökaugused on lähenemismajakatel kuni 25 NM.
II
Sky wave sagedusvahemik 3...30 MHz (anomaalsetel atmosfääritingimustel kuni 100 MHz).
Raadiolained, mis osaliselt läbivad ionosfääri ning osaliselt murduvad tagasi Maa poole.
Sky wave levikuga lained võivad levida väga kaugele Maa kumeruse taha. Nende lainete sumbumine ja murdumine ionosfääris sõltub laine sagedusest (madalamatel sagedustel on nii sumbumine, kui murdumine suuremad) ja ionisfääri seisundist (päeval, päikesega on ioonide kontsentratsioon suurem ja lainete murdumine intensiivsem ning öösel see langeb).
Lennunduses kasutatavate seadmete töös on sky wave NDB majaka ja ADF seadme puhul segava tomega. Seda nähtust kutsutakse öö efektiks. Päeval Ionosfääri alumine D kiht neelab sky wave levikuga lained ja vajalik signaal levib ground wave tüüpi lainena. Öösel D kiht kaob ning NDB majaka signaali Sky wave levikuga osa paindub ionosfääri järgmiselt E kihilt alla Maa poole. Majakast eemal ~60NM kaugusel on võimalik sky wave soovimatu interfereerumine ground wave signaaliga. Ööefekti tõttu on NDB majaka usaldusväärne kasutamine lubatud vea piires ette nähtud vaid päevasel ajal.
III
Space wave sagedusvahemik 30 MHz .... 10 GHz
Raadiolained, mis levivad läbi õhu, otsenähtavuse piirides (line of sight). Kõige enamkasutatavam laineala tänapäeval. Eriti suured sagedused 10GHz ja kõrgemad kasutusel kosmosesides õhutühjas ruumis.
Space wave lained ei levi pikki maa pinda, läbivad ionosfääri. Sellise levikuga lainete puhul on ette ennustatav leviku trajektoor ja võimalikud peegeldused.
Levikaugus R (NM) on määratud Maa geomeetriaga ja sõltub vastuvõtja(õhusõiduki) kõrgusest H (ft), saateantenni kõrgusest h (ft). Levikaugus R= √1,5H + √1,5h
Radartehnoloogias kasutatakse detekteerimisaja ning vajaliku pulsside kordussageduse hindamise jaoks Radarmiili. 1RadarNM on aeg, mis kulub 1NM kauguse objekti detekteerimiseks ehk raadiolaine levikuks objektini ja tagasi. 1 RadarNM= 12,5μs.
Interaktiivne lainete leviku viiside skeem
