Více

Šíření elektromagnetických vln v televizních pásmech

Problematice věnoval Tomáš Český kapitolu své knihy Antény pro příjem televize. Tu vydalo v roce 1987 státní nakladatelství technické literatury.

Velmi krátké vlny se šíří podobně jako světlo přímou vlnou, a proto se televizní vysílače stavějí vždy na vyvýšených místech, aby byla zajištěna co největší přímá viditelnost. Přímá vlna s v terénu odráží od každé překážky, zejména od vodivých předmětů. Tím vznikají ostré „stíny“, tedy prostory, které mají velmi špatný příjem, i když jsou v blízkosti vysílače. Čím vyšší je kmitočet, tím je „stín“ vrhaný překážkou ostřejší.

Loďka a vhozený kámen

Výsledné pokrytí území je ovlivňováno terénními překážkami nejen vytvářením „stínů“, ale i vlněním odraženým od těchto překážek. Skládání přímého a odraženého pole lze znázornit na příkladu loďky zakotvené na hladině rybníka. Kámen vhozený do středu rybníka vyvolá vlnění hladiny, které postupuje všemi směry a lze ho přirovnat k elektromagnetickému vlnění.


Autor: SNTL

Když vlnění dospěje k loďce, odrazí se od ní a šíří se radiálně od překážky. Odražené vlnění se v každém bodě hladiny sčítá s vlněním šířícím se od vhozeného kamene. Výsledkem je stojaté vlnění. Vytvořila se místa, kde jsou pohyby hladiny maximální, a místa, kde se hladina nepohybuje, nebo se pohybuje minimálně. Tato místa mají na hladině nehybnou pozici a vyskytují se v roztečích souvisejících s vlnovou délkou.

Kmitající struna

Dalším příkladem, na němž je názorně vidět podstata stojatých vln, je kmitání struny. Za příklad poslouží nekonečná struna, která je zdrojem rozkmitávána. Po struně postupuje vlněná rychlostí v. Je-li struna ve vhodné vzdálenosti pevně uchycena (to je ona překážka), vznikne stojaté vlnění, zatímco polohy uzlů a kmiten se nemění. Chceme-li z kmitající struny odvést energii, je nutné ji odebírat mimo uzel kmitání, nejlépe v kmitně.

Vysílání elektromagnetických vln není ovšem jednorozměrný děj ani rovinný děj, ale je to děj prostorový. Navíc je ve skutečnosti více míst odrazu než jedno, takže výsledné pole je v prostoru rozloženo nerovnoměrně. Maxima a minima se střídají ve směru vodorovném i svislém a jsou od sebe vzdálena i méně než jeden metr.

Záleží i na atmosférickém tlaku

Ze zkušenosti víme, že dobrý příjem je možný i v místech, odkud není vidět vysílač, a lze přitom vyloučit ohyb i doraz vln překážkami. Je to způsobeno lomem vln v atmosféře. Rychlost šíření vln v atmosféře je jiná než ve vakuu a závisí na složení atmosféry a zejména na atmosférickém tlaku. Ten s výškou nad zemským povrchem zpravidla ubývá, takže prostředí se stává opticky řidším.

Původní prezentaci naleznete na webu SlidePlayer.cz.

Z optiky je známo, že paprsek se při přechodu z prostředí opticky hustšího do prostředí opticky řidšího lomí směrem od kolmice, takže elektromagnetická vlna vyzařovaná šikmo od zemského povrchu se poněkud ohýbá tak, že se od povrchu vzdaluje pomaleji.

Ekvivalentní poloměr Země

Aby bylo možné brát v úvahu tento atmosférický lom při šíření velmi krátkých vln, zavádí se pojem ekvivalentní poloměr Země, což je poloměr, jaký by musela Země mít, aby paprsek šířící se po přímce měl stejný dosah jako křivočarý paprsek nad skutečnou zemí.

V závislosti na počasí se hodnota ekvivalentního poloměru Země samozřejmě v jistých mezích mění, takže dosah vysílače kolísá. Při mimořádných podmínkách – při teplotní inverzi a při rychlém ubývání vlhkosti vzduchu s výškou – může nastat kritický lom, nebo dokonce tzv. superrefrakce, kdy se paprsek od zemského povrchu nevzdálí. Tento jev je jednou z příčin mimořádných příjmových podmínek.

Nezapomínejme na polarizaci…

Elektromagnetická vlna je dále charakterizována svou polarizací. Pozemské televizní vysílače pracují s lineární polarizací; většinou se volí polarizace horizontální, protože je méně tlumena sloupy, stožáry a stromy. Dalším důvodem je, že značná část zdrojů rušení má svislou polarizaci.

Technici Digital Broadcasting provedli na přelomu června a července otočení polarizace antén na vysílači z horizontální na vertikální, ovšem antény doslova otočili.
Autor: Jakub Melín

Technici Digital Broadcasting provedli otočení polarizace antén na vysílači z horizontální na vertikální.

V místech, kde nelze kmitočtovým odstupem zajistit, aby se dva vysílače pracující v televizních pásmech I až III vzájemně nerušily, se na jednom vysílači používá svislá polarizace a využívá se necitlivosti antény na kolmou polarizaci (např. vysílač Wroclav v Polsku používá vodorovnou polarizaci a vysílač Ústí nad Labem používá svislou polarizaci na témže kmitočtu).

Vlivem odrazů dochází ve vzdálenějších oblastech k depolarizaci elektromagnetických vln, takže účinek natočení antény není tak výrazný. Přesto lze alespoň z větší části potlačit vzájemné rušení dvou vysílačů o 8 až 12 dB.

6 názorů Vstoupit do diskuse
poslední názor přidán 15. 10. 2017 14:12

Sledujte DigiZone.cz

Facebook Google+