Метод дециметроволновой (ДМВ) физиотерапии в медицине. Дециметровая антенна

Для мастеров-радиолюбителей большой интерес представляют ТА дециметрового диапазона, которые позволяют значительно расширить возможности лампово-полупроводниковых моделей телевизоров. В данной главе предлагаются для повторения только три типа ТА ДМВ, так как автор подготовил к изданию новую книгу, полностью посвященную ТЛ для приема ДМВ и спутникового телевидения.

В соответствии с принятой классификацией прием телепередач на 21-61-м каналах обеспечивается в диапазоне ДМВ на частотах свыше 300 МГц. В большинстве случаев владельцы телевизоров, оборудованных соответствующими селекторами каналов, применяют комнатные индивидуальные малогабаритные антенны. Но на садово-огородных участках эти антенны не всегда дают положительный результат. Поэтому в большинстве случаев приходится использовать самодельные дециметровые антенны, которые рассматриваются в настоящей главе.

Каждый цветной телеприемник имеет три антенных ввода: два для подключения антенны метровых волн (MB), один из которых обеспечивает ослабление сигнала в 10 раз, и специальный ввод для подключения антенны ДМВ. Все антенные вводы рассчитаны на подключение коаксиального радиочастотного кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

Подключение антенны к дециметровому вводу специальной конструкции должно обеспечивать такое же высокое качество основных технических характеристик телевизора, как и при приеме в диапазоне MB.

Важнейшей характеристикой, определяющей качество изображения и чистоты звукового сопровождения, является чувствительность. В диапазоне MB чувствительность канала изображения должна быть не хуже 100 мкВ,

а в диапазоне ДМВ - не хуже 500 мкВ. Для современных телевизоров чувствительность звукового сопровождения в диапазоне MB должна быть не хуже 50 мкВ. а в диапазоне ДМВ - не хуже 200 мкВ.

Не менее важным электрическим параметром является избирательность, которая характеризуется способностью ослаблять сигналы помех вне рабочей полосы частот. Избирательность при настройке от несущей частоты изображения принимаемого канала на 1,5 МГц должна быть не хуже 40 дБ (100 раз), на 3,5 МГц - 40 дБ, на +6,5 МГц - 36 дБ, на +8 МГц - 40 дБ,

От качества изготовления антенн зависят также такие параметры, как контрастность и максимальная яркость. Величина контрастности зависит от размеров взаимного удаления темных и светлых элементов изображения. В общем случае контрастность должна быть не хуже 80:1 и выше. Максимальная яркость свечения определяется как яркость наиболее светлых крупных участков телеизображения, она может составлять до 100 кд/м^2.

Диапазон воспроизводимых звуковых частот должен находиться в пределах от 80 до 12 500 Гц.

При проектировании и изготовлении ТА дециметрового диапазона используются известные формулы, в основу которых входят следующие понятия: действующая длина антенны пропорциональна длине волны; коэффициенты усиления и защитного действия антенны ДМВ должны быть выше, чем у антенн метрового диапазона; с увеличением частоты возрастает затухание в коаксиальных кабелях, соединяющих антенну с входом телевизора; внутренние шумы входных цепей телевизоров в диапазоне ДМВ больше, чем в диапазоне MB.

Эти электрические параметры сравнительно легко реализуются в различных типах антенн за счет увеличения числа пассивных элементов. Например, в антеннах типа «волновой канал», логопериодических антеннах и антеннах для дальнего приема телевидения.

В диапазоне ДМВ все элементы антенны имеют малые конструктивные размеры, и при увеличении числа директоров габаритные размеры самой антенны остаются небольшими. (Интересное решение было опубликовано в журнале «Радио», № 2 за 1988 г.).

Зона уверенного приема ДМВ радиопередающей станцией, как правило, оценивается статистическими методами, она непостоянна во времени и зависит от диэлектрической проницаемости воздуха. В диапазоне ДМВ длины

волн короче 0,65 м - для работы в каналах с 21-го и выше. Минимальные потери при распространении ДМВ наблюдаются до тех пор, пока между передающей и приемной антеннами существует прямая видимость, за.пределами которой сигнал существенно уменьшается и уверенный прием становится невозможным.

В теоретических исследованиях распространение ДМВ представляют в виде окружности, радиус которой равен максимальному расстоянию прямой видимости, с тем допуском, что мощность, излучаемая передающей станцией, достаточно велика для приема непосредственно на границе. Известно, что чем выше частота радиосигнала, тем больше требуется напряженность поля в месте приема. Для первых каналов MB в месте установки приемной антенны напряженность поля находится в пределах от 300 до 700 мкВ, а для ДМВ - 3200 мкВ и выше. Напряженность поля по мере удаления от передающей станции уменьшается. Для ДМВ нельзя рассчитывать радиус зоны прямой, видимости по максимальному расстоянию прямой видимости, так как мощность станций недостаточна для приема на максимальном расстоянии прямой видимости. Например, минимальная напряженность поля для 33-го канала - 70 дБ (3200 мкВ).

Радиолюбителями разработано достаточно большое число антенных усилителей несложной конструкции, предназначенных для усиления сигналов в телевизионном диапазоне ДМВ, которые решают почти в полной мере изложенные проблемы и конкретные задачи.

Для приема ДМВ используются широкополосные направленные антенны, работающие без перестройки в широком диапазоне волн и для приема телепередач на расстоянии до 60-70 км от ТЦ.

Для расчета такой антенны необходимо знать крайние волны рабочего диапазона частот lдл.mах и lдл.min. Сначала определяют длину наибольшего вибратора l, которая должна быть равна (с определенным допуском) 0,55 lдл.max. Затем строится равнобедренный треугольник с заданным углом а при вершине, который лежит в пределах от 30 до 45°, и основанием треугольника, равным в масштабе построения длине наибольшего вибратора l. Второй вибратор располагается на расстоянии а1, которое определяется из пределов (0,15...0,18) lдл.max от первого (в масштабе построения).

Длина второго вибратора в этом случае определяется

однозначно, исходя из построения, так как он должен полностью вписываться в треугольник. Далее определяется длина третьего вибритора, который располагается на расстоянии а2=а1 t, где t - коэффициент уменьшения длины вибратора. Затем строится четвертый вибратор на расстоянии а3=а2 t от третьего и т. д. Построение продолжается до тех пор, пока длина очередного вибратора, вписанного в треугольник, не будет равна (ориентировочно) (0,14...0.45.) lдлmin. Этот вибратор и будет последним.

Логопериодические антенны сравнительно просты по конструкции, хорошо согласуются с 75-омным коаксиальным кабелем снижения, имеют КПД от 4 до 7 дБ. Все логопериодические антенны и существующие их разновидности могут быть представлены в виде замкнутой системы вибраторов, расположенных и горизонтальной плоскости.

Схема плоской вибраторной логопериодической антенны (ЛПА) представлена на рис. 5.1. Антенна состоит из двухпроводной распределительной линии длиной А, в которую включены вибраторы различной длины и различного расположения. Наибольший вибратор состоит из двух отрезков, отстоящих друг от друга на расстоянии 2 d, где d - диаметр трубки распределительной линии.

Электрические параметры антенны определяются тремя основными составляющими: периодом структуры t, углом раствора а и длиной антенны L.

Параметры антенны рассчитываются так, чтобы внутри каждого интервала частот элементов антенны (например, f7 - f6) характеристики антенны менялись незначительно.

Первый параметр t характеризует частотную периодичность антенны, при которой каждый вибратор имеет свою резонансную частоту. На самой низкой частоте, в зависимости от выбранного канала, рабочего диапазона f1 = fmin резонирует первый вибратор 1 с длиной плеча l1, на следующей, более высокой, частоте f2 резонирует вибратор 2 с длиной плеча l2 = l1 t и т. д.

Незначительное изменение характеристик антенны при расчете параметров должно быть во всем рабочем диапазоне частот, поэтому антенна, построенная по рассматриваемому принципу, и носит название логарифмически-периодической, или логопериодической.

Длина антенны L рассчитывается по формуле: L = (l1 -

т. е.зависит от угла и принимаемого диапазона

частот, который определяется, в свою очередь, размерами граничных элементов антенны l1 и l9. Здесь необходимо заметить, что количество элементов в антенне не ограничивается девятью элементами и может составлять от шести до двадцати двух.

Логопериодическая антенна может быть изготовлена для приема телепередач во всех диапазонах частот.

Расстояние между двумя соседними вибраторами можно определить также по формуле: а6= l6 (1-t)ctg(а/2). При изготовлении антенны для приема телепередач на первых 12 каналах рекомендуется принять в расчетных формулах t = 0,84; а = 60°; L = 2285 мм; число вибраторов равно 13. Для антенны, предназначенной для приема первых 3 каналов, необходимо взять шесть вибраторов, тогда L = 1515 мм.

Антенну, работающую на первых каналах телевидения в метровом диапазоне волн, рекомендуется изготавливать из трубок с тонкими стенками диаметром 20 мм. Антенну для 6-12-го каналов можно сделать из дюралевых или латунных трубок диаметром 15 мм, а антенну для приема сигналов ДМВ - из трубок диаметром 8 мм, с толщиной стенки до 1 мм.

Второй вариант логопериодической антенны приведен на рис. 5.2, где проводники распределительной линии расположены в вертикальной плоскости, а вибраторы - в горизонтальной плоскости в два ряда. Все вибраторы поочередно направлены в разные стороны. Коаксиальный кабель снижения проложен внутри нижней трубки без верхней полиэтиленовой оболочки. Экран коаксиального кабеля припаян в точках б и г, а центральная жила кабеля припаивается в точке а.

Проводники распределительной линии, как правило, скрепляются между собой крепежными изоляторами в двух точках. Концы трубок распределительной линии в точках виг должны быть накоротко замкнуты металлической перемычкой. К вертикальной штанге логопериодическая антенна прикрепляется с помощью крепежных деталей, расположенных в центре тяжести собранной антенны.

Телевизионная антенна дециметрового диапазона для приема телепрограмм с 21-го по 40-й канал, которая по принятой классификации относится к антеннам типа «волновой канал», показана на рис. 5.3.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления............. 2,8-4 (9,2...12 дБ)

КБВ, не менее................... 0,55-0,85

КЗД, не менее................... 14-24 .

входное сопротивление активного

петлевого вибратора............. 292 Ом

волновое сопротивление фидера..... 75 Ом

рабочая частота.................. 470-622 МГц

неравномерность коэффициента

усиления...................... 0,8

кпд, не менее.................... 0,96

количество принимаемых программ

без перестройки................ 20

внешние нагрузки в местностях

с климатом.................... УХЛ, ХЛ, В

диаграмма направленности односторонняя

в горизонтальной плоскости....... узкая, объемная

ширина главного лепестка диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости...................... 32-46

Как следует из рисунка, антенна имеет одиннадцать директоров, петлевой вибратор 3, рефлектор, состоящий

из трех элементов 1 и 2, и несущую стрелу 4, которая изготавливается из металлической трубки диаметром 20- 22 мм.

Для изготовления активного 3 и пассивного вибраторов (директоров) используется дюралюминиевая трубка диаметром не менее 8 мм. Рефлектор можно выполнить из алюминиевой полоски толщиной 5 мм, но можно применить и меньшую толщину - до 2,5 мм. Ширина пассивных элементов рефлектора равна 16-20 мм. Средний элемент рефлектора крепится непосредственно к несущей стреле с помощью специальных шайб и крепежных деталей, а два других элемента рефлектора 1 - с помощью металлической стойки, которая также жестко прикреплена к стреле. Расстояние между этими элементами равно 49 мм при проекции на горизонтальную плоскость.

Петлевой вибратор выполнен из дюралюминиевой трубки диаметром 8-12 мм с толщиной стенки не менее 1 мм. Рекомендуется изготавливать петлевой вибратор из дюралюминиевой полоски толщиной 2.5 мм и шириной до 50 мм. Он может иметь фигурную конструкцию, удобную для крепления и, самое главное, обеспечивающую хорошее согласование во всем диапазоне частот принимаемых телепередач. Размеры основных элементов антенны - пассивных и активных - приведены в табл. 5.1. Длина четвертого элемента антенны рассчитывается, исходя из об-

щего количества вибраторов, и в данном случае равна 1400-1450 мм.

Наилучшие результаты дает подключение коаксиального кабеля снижения к петлевому вибратору через УСС типа «проволочный трансформатор». Изготавливается это УСС на двух ферритовых кольцевых сердечниках марки 100ВЧ размерами 8,4 х 3,5 х 2 мм. на которые виток к витку вплотную наматываются обмотки в два провода марки ПЭЛШО диаметром 0,23 мм. УСС должно обеспечивать КБВ, равный 0.75, в широкой полосе частот (от 470 до 622 МГц) со стороны подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

В данной антенне можно применить другое УСС, изготовленное без ферритовых сердечников,- эквивалент кабельной петли, выполненной из отрезка спиральной полосовой линии, которая наматывается на ферритовый или

стальной стержень из электротехнической стали марки 3311, 3312, 3313. Спираль изготавливается из медной или латунной ленты толщиной до 0,1 мм, шириной до 1 мм, имеет 5,25 витка и укладывается в пазы, сделанные в диэлектрике, выполненном в виде трубки, которая устанавливается на этот стержень. Намотка спирали на стержень показана на рис. 5.4.

Эту антенну можно устанавливать на одной штанге с антенной MB, но расстояние между ними должно быть не менее 1,0-1,2 м.

Волны короче 10м назыв.УКВ. Из-за прямолинейности распростр.УКВ для их использ. требов. прямая види­мость м/у антеннами передатчика и приемника. Ди­фракция УКВ почти не свойст., они не могут огиб. вы­пуклости зем.поверх.,а ионизация ионосферы не­достат. для их отраж. Для осущ.связи на большие расст. м/у п.связи устанав.промежуточ.станции (ретрансляторы) или поднимают ан­тенны на большие высоты. Связь в пределах прямой видимости характер-ся возможно­стью одноврем.прихода в т.приема не только прямой вол­ны, но и волны, отраженной от зем.поверх. Интер­ференция приводит к ↓ напряженности поля в т.приема, но ее можно свести к min правиль. подбором высот антенн, рас­стояния м/у ними и длины волны. УКВ явл.наиб. использ.участком радиодиапаз. Большая частотная емкость этого диапа­з.и ограниченный пределами прямой видимости радиус дейст.позвол. разместить большое кол-во одноврем.работ-х станций и осущ-ть передачу информации в широкой полосе частот. УКВ позвол.одноврем. передав.больш.кол-во ТВ программ, организ-ть тысячи телеф.каналов и цифр.с-м связи. УКВ исп.для радиолокации, радионавигации, связи с искусст.спутни­ками, ЗВ, ТВ и в радиоастрономии. Метр.и дециметр.волны исп.для ТВ, РВ и РС с подвижными объек­тами. Сантиметр.волны исп.для многоканаль.связи. Иногда метр.волны исп.для связи вне пре­делов прямой видимости, т.к. они способ.огиб.неболь.преграды на зем. поверх. Дальность такой связи ис­числ. км, реже десятками км. Наиб.слож.явл.связь на метр.волнах в больш.городах, где использ.ретрансляция ч/з центр. станцию, антенна которой устан.на высотном доме.

Бываются случаи дальнего распростр.метр.и более КВ. Это объяс.возмож­ностью сост. атмосферы, при котором измен. коэффиц.преломления по мере подъема вверх происх.в большей степени, чем в норм.усл. Искривл.траек­тории радиолуча из-за рефракции увелич-ся, станов. возможным распростр.радиоволн ||-но зем.по­верх. или попадание их после преломл.на поверх земли (сверхфракция). Падающие на землю волны отраж-ся, распростр-ся вверх, опять прелом-ся и т.д. В пространстве м/у поверх.земли и преломляющими верх.слоями, вдоль которого волны распростр.на рас­ст.в десятки раз больше расст.прямой видимости. Это создает возм-ть приема ТВ программ из др.городов и стран. Для появл.волноводных каналов в атмо­сфере треб. увеличение t 0 воздуха по мере подъема вверх и сильное уменьш.влажности с высотой.

В тропосфере постоянно присут.колебания t 0 и влажности. От них завис.коэффиц.прелом­л.воздуха, поэт.радиоволны рассеи­в-ся неоднородностями ионосферы. Это рассеян.поле наблю­д.далеко за горизонтом. Небольш. напря­ж-сть поля за горизонтом отлич-ся постоянством. Рассеяния волн тропосфер.неоднородностями назыв.дальним тропосфер.распростр.радиоволн. Созд.линии тропосфер.связи сложно, т.к. напряж-сть поля отраж-х от тропосферы волн уменьш.с расстоянием очень быстро. Треб.очень мощ­ные передатчики(1-50кВт), антенны высокой направл-сти и высокочувствит.приемники. По тропосфер.линиям связи осущ.орг-ция многоканаль.с-м связи. Эта связь не требует сме­ны длины волны в течение суток. Тропосфер.линии связи конкурируют в труднодоступ.местности с кабельными линиями. Тропосфер.станции образ-ют радиорелейные с-мы передачи с интервалом м/у станциями 300-500км. Дальнее распростр.УКВ происх.за счет их рассеяния на неоднородностях ионосферы. Рассеяние происх.в с.D или в нижней части с.Е за счет неоднородно­сти электронной концентрации. Для ионосфер.линий связи харак-ны замирания, сезон.и суточ.измен.уровня. Искажения сигнала огранич-ют шири­ну спектра передав-х сигналов полосой в неск.кГц, поэт. ТВ и групповые сигналы многоканаль.с-м по ним не могут передаваться.

Связь на метр.волнах за счет ионосфер.рассеяния позвол.раб-ть круглосут.на одной час­тоте. Ионосфер.рассеяние можно исп.для связи с труднодоступ.районами. В периоды ионосфер. возмущений неод­нородности в нижних обл.ионосферы и ионосфер.связь улучш.

Фидеры и волноводы.

Электрич. цепь и вспомогат. устройства, с помощью которых энергия радиочаст. канала подводится от радиоПРД к антенне или от антенны к радиоПР, назыв. фи­дером .

Фидеры – это линии питания, которые передают энергию от генератора к антенне (в передающем режиме) или от антенны к ПР (в режиме приёма). Основ. требования к фидеру сводятся к его электрогерметичности (отсутствию излучения энергии из фидера) и малым тепловым потерям. В передающем режиме волновое сопротивление фидера должно быть согласовано с входным сопротивлением антенны (что обеспечивает в фидере режим бегущей волны) и с выходом ПРД-ка (для max-ой отдачи мощности). В приёмном режиме согласование входа ПР-ка с волновым сопротивлением фидера обеспечивает в последнем режиме бегущей волны, согласование же волнового сопротивления фидера с сопротивлением нагрузки – условие max-ой отдачи мощности в нагрузку ПР-ка. В зависим. от диапаз. радиоволн примен. различные типы фидеров: двух или много-проводные воздушные фидеры; волноводы прямоугольного, круглого или эллиптического сечений; линии с поверхностной волной и др. Конструкция фидера зависит от диапазона передаваемых по нему частот. При передаче эл.маг. энергии по линии стре­мятся уменьш. излучение самой линии. Для этого провода линии располаг. //-но и по возмож­. ближе друг к другу. При этом поля 2-х одинак. по значе­нию, но противоположно направленных токов взаимно компенсируют­ся и излучения энергии в окружающее пространство не происходит. При создании антенны ставится противоположная задача: получение возможно большего излучения. Для этого использ. те же длинные линии, устранив одну из причин, лишающих фидер излу­чающих св-тв. Можно, например, раздвинуть провода линии на не­который ے, в результате чего их поля не будут компенсировать друг друга. На этом основана раб. V-образных и ромбических ан­тенн, излучающие провода кот. располож. под острым ے один к другому, и симметричного вибратора, полу­чающегося при разведении проводов на 180°. Компенсирующее действие одного из проводов фидера можно устранить, исключив его из с-мы. Это приводит к по­луч. несимметрич. виб­ратора. Все антен­ны, использ. этот принцип работы, относятся к классу не­симметрич. антенн. К ним также принадл. Г-образные и Т-образные антенны. Фидер излучает, если соседние участки его двух проводов обтека­ются токами, совпадающими по фазе, поля которых усиливают друг друга. Для этого необходимо создать фазовый сдвиг в половину дли­ны волны, например за счет неизлучающего шлейфа. На таком принципе основаны синфазные антенны. Фидер будет излучать, если расс-ия м/у проводами по неко­торым направлениям приобретают значит. разность хода. Можно так подобрать расс-ие м/у проводами, что по некоторым направлениям произойдет сложение волн от обоих прово­дов. Это использ. в противофазных ан­теннах.

Волновод – искусствен. или естествен. канал, способный поддерживать распространяющиеся вдоль него волны, поля которых сосредоточены внутри канала или в примыкающей к нему области. Типы волноводов:

1) Экранированные. Различают экранир. волноводы с хорошо отражающими стенками, к кот. относят волноводы металлические, направляющие эл.маг. волны, а также коаксиальные и многожильные экранирован. кабели, хотя последние обычно относят к линиям передачи (длинным линиям). К экранир. волноводам относят также волноводы акустические с достаточно жёсткими стенками.

2) Неэкранированные. В открытых (неэкранир.) волноводах локализация поля обычно обусловлена явлением полного внутрен. отражения от границ раздела 2-х сред (в волноводах диэлектрических и простейших световодах) либо от областей с плавно изменяющимися параметрами среды (ионосферный волновод, атмосферный волновод, подводный звук. канал). К открытым волноводам принадл. и с-мы с поверхност. волнами, направляемыми границами раздела сред.

Основ. св-во волновода – существ. в нём дискретного (при не очень сильном поглощении) набора нормальных волн (мод), распространяющихся со своими фазовыми и групповыми скоростями. Почти все моды облад. дисперсией, т.е. их фазовые скорости зависят от частоты и отлич. от групповых скоростей. В экранир. волноводе фазовые скорости обычно превыш. скорость распространения плоской однородной волны в заполняющей среде (скорость света, скорость звука), эти волны назыв. быстрыми. При неполном экранировании они могут просачиваться сквозь стенки волновода, переизлучаясь в окружающее пространство. Эти волны назыв. утекающими. В открытых волноводах распростр. медленные волны, амплитуды кот. быстро убывают при удалении от направляющего канала.

Содержание:

Электромагнитные волны образуются при изменении электрического поля. А оно меняется, когда движутся электрические заряды. Чтобы электромагнитное поле образовывалось постоянно, и изменение зарядов должно происходить непрерывно. Самое распространенное движение зарядов - это движение по кругу. И в этом случае электромагнитное поле становится периодическим, синусоидальным, а вокруг оно будет распространяться в виде волн, как рябь на водной поверхности.

То, что болтается в серединке, обычно называют осциллятором, это если взять небольшой материальный предмет и придать ему колебательное движение на водной поверхности. Тогда и получится примерно такая картина волн.

Даже если бросить в воду камень, то есть выполнить одиночное воздействие, все равно вокруг разойдется не одна волна, а целый пакет волн. Отсюда следует, что сама природа волн именно колебательная, и так волны и расходятся вокруг - затухая, но не меняя своей колебательной натуры.

Свойства волн

При встрече с волнами объектов нашего материального мира наблюдаются сразу несколько явлений:

• отражение волн от препятствий;
• прохождение сквозь препятствие;
• поглощение волн средой прохождения;
• огибание волнами препятствий.

Последнее явление относится уже к взаимодействию волн друг с другом. Когда волны встречают другие волны, то они накладываются друг на друга и складываются и вычитаются. Это называется интерференцией волн.

Но волна может интерферировать не только с другой волной - волной от другого источника - она может то же самое делать и с самой собой, когда какое-то препятствие разделяет одну волну на два потока. При прохождении препятствия волна снова объединяется и постепенно «забывает» о препятствии, когда полосы усилений и ослаблений за препятствием гаснут и сходят на нет.

Все эти явления присущи всем волнам, и механическим, таким как на поверхности воды или как акустические волны в воздухе, и электромагнитным, пронизывающим и воздушное пространство, и безвоздушное.

Электромагнитные волны и мы

К электромагнитным волновым явлениям мы привыкли относить совсем разные для нас и нашего восприятия феномены. Своими глазами мы ощущаем видимый свет, кожей - тепло от инфракрасного излучения, наша кожа почти без ощущений может загореть от ультрафиолета, а рентгеновские лучи нами совсем не ощущаются, но именно их работу мы видим на рентгеновском снимке нашего тела, который нам могут сделать в больнице. Радиоволны знаем по работе множества самых разных технических средств.

Различие между ними очень простое - это все разные диапазоны длин волн, или диапазоны частот излучателей, которые изменяются в очень широких пределах. Сами частоты порождаются физическими размерами излучающих тел и скоростями электрических процессов, в них протекающими. А длины получающихся волн при распространении взаимодействуют с встречающимися им объектами тоже по принципу близости длин волн физическим размерам препятствий. Разумеется, не только этим. Еще влияет материал, с которым встречается волна, - материал среды и препятствий. Так как волны электромагнитные, то играют роль именно электрические свойства. Более-менее электрически инертные среды - диэлектрики - с электромагнитными волнами взаимодействуют слабо, остальные среды, проводящие электричество, - сильно. Отсюда диэлектрики часто бывают прозрачными, а металлы все непрозрачны и сильно отражают свет, отчего и блестят металлическим блеском.

Они активно и отражают, и поглощают волны, а также могут внутри себя создавать вторичные электрические явления. На этом основаны вся наша наука о радиоволнах, а также техника использования радио, телевидения, связи и всего такого прочего.

Радиоволны

Достаточно представить, что оба процесса симметричны: когда волны излучаются и когда они улавливаются и превращаются в электрический сигнал. Чтобы волны излучать, используется источник, а чтобы принимать - приемник. И в обоих случаях используется антенна материальная, геометрическая часть радиоприбора. Она при излучении придает волне определенные пространственные свойства, а в случае приемника - «снимает» из пространства электромагнитную волну, формируя сигнал «уверенного приема», то есть такой, чтобы его можно было отделить от прочего радиофона. Отделить и усилить.

При этом размеры антенн или их деталей как раз и получаются зависимыми от длин принимаемых волн. Часто антенны выглядят как некоторые повторяющиеся в пространстве композиции из проводников. Это делается для резонансного взаимодействия в них волн с возникающим переменным электрическим током, что делается для усиления радиосигнала именно конкретных длин волны.
Другой характеристикой антенны является направленность. Она или излучает, или принимает сигналы преимущественно с некоторого направления, что тоже способствует выделению именно этого сигнала от конкретного излучающего устройства.

Диапазоны электромагнитных волн

Вообще полезно представлять весь спектр диапазонов электромагнитных волн и уметь сопоставлять волны с объектами нашего материального мира.

Диапазоны электро- магнитных излучений	Радиоволны	Инфракрасное излучение	Видимое излучение	Ультрафиолетовое	Рентгеновские
Длины волн, λ	более 10 км - 1 мм	1 мм - 780 нм		380нм - 10нм	10 нм - 5 пм	менее 5 пм
Частоты, ν	менее 30 кГц - 300 ГГц	300 ГГц - 429 ТГц	429 ТГц - 750 ТГц	3·10 14 Гц - 3·10 16 Гц	3·10 16 Гц - 6·10 19 Гц	более 6·10 19 Гц
Источники	Атмосфера и магнитосфера. Антропогенное радиоизлучение.	Тепловые и электрические явления молекул и атомов.		Бомбардировка атомов электронами (электронные оболочки).	Бомбардировка атомов частицами.	Ядерные реакции (распад и синтез).

Радиодиапазон делится на несколько других по длинам волн.

Радиоволны
Сверхдлинные			Короткие	Ультракороткие
более 10 км	10 км - 1 км
менее 30 кГц	30 кГц - 300 кГц	300 кГц - 3 МГц	3 МГц - 30 МГц	30 МГц - 300 ГГц
Связь в средах: под водой, под землей; геофизика; геохронология	Радиосвязь, радиовещание, радионавигация	Радиосвязь земная и ионосферная, радиовещание	Радиовещание и радиосвязь ионосферная, загоризонтная радиолокация, рации	Радиовещание, радиосвязь прямая и тропосферная, рации, мобильники, спутниковые, телевидение, волновая терапия, микроволновые печи, спутниковая навигация
Масштаб: планетарный	Географический	Популяционный	Архитектурный	Технические объекты; биологические объекты

Как видим, диапазоны радиоволн как раз и охватывают всю нашу обыденность от звездочек дальних до самого человека и его органов. А также всех предметов нашего быта.

Например, желаете горячий бутерброд? - одну минуточку в микроволновке.

А вот УКВ еще подразделяются на:

Ультракороткие волны
Децимиллиметровые	Миллиметровые	Сантиметровые	Дециметровые	Метровые
0,1 мм – 1 мм	1 мм – 10 мм		10 см – 1 м
3000–300 ГГц			3 ГГц – 300 МГц

Каждый из этих поддиапазонов по-своему интересен, но нам нужны именно дециметровые волны.

Дециметровые волны

Дециметровые волны, в отличие от всех остальных, работают только по прямой видимости. Они не отражаются ионосферой как короткие волны - ионосфера для них прозрачна; они не огибают препятствия, как длинные волны. Препятствия, которые они могут обойти, пользуясь своей дифракцией, сопоставимы с нашими обычными объектами, то есть человека или табуретку они обойдут, а вот дом - уже тяжко. Зато от больших для них объектов они отражаются и могут зайти, например, через окно, отразившись от соседнего дома. То есть, ведут себя почти как люди с хулиганскими наклонностями. Чем нам близки и по-своему дороги.

Самостоятельное изготовление

Для приема волн, чья длина вполне соизмерима с предметами нашего окружения, и антенна получится такой, что впишется в наше окружение. Следовательно, в этом плане возможно изготовление, не просто, несомненно, полезного предмета, но даже и детали, говорящей многое о характере и вкусах хозяина. И которую часто можно называть уже деталью архитектурной, а иногда даже и фэн-шуйной.

Антенна ДЦМ укрепляется на вертикальной обычно деревянной рейке-основании и состоит из нескольких металлических частей.

В направлении предполагаемого прохождения волн антенна дециметрового диапазона протягивает металлическую несущую пластину, которая называется траверса.

Поперек нее, то есть параллельно фронту волны, на ней устанавливается несколько пластин-резонаторов. Один обычно активный, от него отводят провод антенны, ставится посредине. Два других ставят один перед ним (в направлении излучателя), другой после него. Который перед ним, называется директором, его роль - создать препятствие волне, заставив ее его огибать, заставляя волну создавать дифракционную картину, то есть волне входить в резонанс самой с собой (см. рисунок вначале).

Та пластина, которая ставится после активного резонатора, называется рефлектором, то есть отражателем. Она отражает волну назад, на активную пластину, также усиливая сигнал. Понятно, что такие воздействия на волну возможны при четком соблюдении размеров пластин, так, чтобы они соответствовали длинам принимаемых волн. Длины пластин делают в размер полуволны - 0,5 λ. Активный элемент, равный полуволне, рефлектор чуть больше, директор чуть меньше. Расстояние между резонаторами - четверть длины волны, 0,25 λ .

Часто можно видеть не три пластины, а множество. Это говорит о том, что и волны можно принимать не одной длины, а нескольких длин. Такие антенны называют «многоволновыми» или даже «всеволновыми». Но мы-то знаем, что волны имеются в виду только нашего, дециметрового диапазона.

Такие антенны можно конструировать и устанавливать в собственное удовольствие, пользуясь тем, что невидимые нами радиоволны создают в пространстве весьма замысловатые картины отражений, дифракций и интерференций. И если поместить пластины-вибраторы в точки максимумов волн, то можно добиться хорошего резонанса, который заметно усилит сигнал. По такому принципу строится логопериодическая антенна, в которой резонаторы с двух сторон - справа и слева - попеременно включены в две шины в шахматном порядке.

Две шины кабеля подключены к двум рядам резонаторов в шахматном порядке

Самодельный вариант

Из подручных материалов вполне получается комнатная антенна - ДМВ-антенна т2. Например, из двух компьютерных дискет, если вынуть из конверта собственно магнитные поверхности дисков, легко получится антенна чебурашка - этакое глазастое создание, если иметь чуточку воображения.

Возможен и наружный вариант чебурашки, тогда стоит подумать о более прочном креплении всех деталей и кабеля.

Нужна, кроме дискет, еще палка-стойка, кусок кабеля и несколько гвоздиков или шурупов.

Дециметровая терапия (ДМВ-терапия) – это метод физиотерапии, который сформирован на применении электромагнитных волн сверхвысокой частоты и мощности. Ток проходит в глубокие слои тканей, воздействуя на физиологические механизмы, которые происходят в организме человека. Существует второй вид терапии с применением сверхвысокочастотной энергии – сантиметроволновая (СВЧ) терапия с длиной волны от 1 до 10 см. Благодаря своим свойствам, методы приобрели широкое применение в комплексном лечении многих заболеваний.

В ДМВ-терапии применяется электромагнитное поле частотой 461,5 МГц и 915 МГц с интенсивностью до 60 Вт. Энергия дециметроволновых волн поглощается тканью, содержащей большое количество жидкости, но 35-63% ее отражается и рассеивается во внешней среде. Длина волны составляет от 10 см до 1 метра, а глубина действия 5-13 см. Использование специальных аппаратов-излучателей позволяет достичь локального воздействия в области необходимого участка тела.

Характеристики дециметровых волн и их свойства

Механизм действия волн заключается в резорбции энергии органами и превращением ее в тепло, что приводит к активации метаболизма и кровообращения, уменьшению проницаемости сосудистой стенки, усилению выработки гормонов и витаминов. Данный физиотерапевтический метод оказывает общее и местное действие. При локальном воздействии активируются обменные процессы, благодаря чему температура возрастает на 3-5°С местно и во всем теле. Кровообращение в подкожно-жировом слое развито недостаточно, из-за чего возможно его перегревание. Стоит строго соблюдать время проведения процедуры, для получения лечебного эффекта оно должно составлять от 3 до 30 минут.

Направленное излучение расширяет капилляры, улучшая локальное и общее кровообращение. Понижение сосудистой проницаемости ведет к уменьшению отека в очаге воспаления, а улучшение оттока лимфатической жидкости уменьшает лимфостаз.

ДМВ-терапия активирует обменные процессы, благоприятно влияет на питание клеток и возобновляет утраченную функцию.

Общий эффект от данной физиопроцедуры заключается в стимуляции эндокринной системы. Увеличивается продукция гормонов гипоталамо-гипофизарной системы и щитовидной железы, активируется клеточный и гуморальный иммунитет. Благоприятно волны действуют на головной мозг, улучшают кровообращение и нервную проводимость. Уменьшается спазм сосудов и снижается артериальное давление, усиливается микроциркуляция. Увеличиваются сердечные толчки, позволяя в полной мере обеспечить все органы и ткани кислородом.

Дециметровая терапия обладает бронхолитическим эффектом, снимает спазм, уменьшает приступы кашля и улучшает выделение мокроты при бронхообструкции. Воздействуя на органы желудочно-кишечного тракта, усиливает продукцию ферментов, улучшающих пищеварение, снимает спазм и снижает перистальтику кишечника, купируя боль. ДМВ-терапия увеличивает функциональную способность почек, снимает воспаление даже при наличии урогенитальной инфекции.

Показания и ограничения к использованию ДМВ-терапии

Применение дециметровой терапии целесообразно при таких заболеваниях:

• Патологические процессы костно-суставного аппарата: остеохондроз, деформирующий остеоартроз суставов, артрит, сколиоз, эпикондилит, травмы костей.
• Воспалительные заболевания нижних дыхательных путей: бронхиальная астма, пневмония, обструктивный бронхит, дыхательная недостаточность.
• Патологические процессы центральной и периферической нервной системы: корешковый синдром при остеохондрозе позвоночника, вегетососудистая дистония, радикулопатия, болезнь Паркинсона, неврит, дизартрия.
• Заболевания сердца и сосудов: артериальная гипертензия 1 ст., инфаркт миокарда в анамнезе (не ранее, чем через 1 месяц), атеросклероз, облитерирующий эндартериит.
• Заболевания органов пищеварения: хронический гастрит и язва желудка, печеночная недостаточность 1 степени, дискинезия желчных путей, калькулезный холецистит, ферментопатия, синдром раздраженного кишечника.
• Воспалительные процессы мочевыделительной системы: почечная колика, цистит, почечная недостаточность 1 степени, мочекаменная болезнь, гломерулонефрит.
• Заболевания соединительной ткани: ревматоидный артрит, болезнь Рейно, ревматизм 2 ст. активности.
• Болезни половой сферы: климактерический синдром, простатит, воспаление предстательной железы, аднексит.
• Воспалительные заболевания ЛОР-органов: острый и хронический ринит, синусит, гайморит, отит, тонзиллит, аденоидит.
• Патологические процессы кожных покровов: фурункул, карбункул, инфильтрат после операции.
• Воспалительные заболевания челюстно-лицевой области: пародонтит, остеомиелит, периостит.

Противопоказания к применению дециметровой терапии:

• Гиперфункция щитовидной железы (гипертиреоз) с повышением уровня гормонов.
• Эпилепсия.
• Сужение сфинктера (привратника) желудка вследствие дефектов (язв) слизистой.
• Наличие любой металлоконструкции в теле пациента, кардиостимулятора.
• Аутоиммунные заболевания.
• Болезни крови с нарушением ее свертываемости.
• Онкологические заболевания или предрасположенность к ним.
• Гнойные и воспалительные заболевания в острой стадии.
• Сердечно-сосудистые заболевания в стадии декомпенсации: стенокардия покоя, ишемическая болезнь сердца 2-3 степени, артериальное давление более 150/90 мм рт. ст.
• Дерматит, экзема, повреждения кожи.
• Активная стадия туберкулеза.
• Истощение (кахексия) тяжелой степени.
• Индивидуальная непереносимость.
• Беременность.
• Детский возраст до 2 лет.

Методика проведения дециметровой терапии

При выполнении ДМВ-терапии используют специальные аппараты: «ДМВ-02 «Солнышко», ДМВ-01-1 «Солнышко», «ДМВ-15», «ДМВ-20», «Волна-2», «Ромашка». В зарубежных клиниках используют Radiotherm, ThermaSpec 600. Действие отечественных и импортных аппаратов одинаковое, различие составляют технические характеристики: максимальная и минимальная исходящая сила, количество и размер излучателей. На основании этих данных физиотерапевт выбирает необходимый прибор, подходящий для лечения заболевания, определяет интенсивность воздействия, длительность сеанса и курс лечения.

Перед проведением физиолечения определяется место воздействия и форма излучателя. Выбирается метод осуществления физиопроцедуры: контактный или дистанционный (расстояние между излучателем и кожей составляет 3-4 см). Контактный способ возможен с помощью портативного аппарата «Ромашка», а дистанционный с применением стационарного прибора «Волна-2». Мощность излучения определяется по ощущениям пациента, и составляет от 30 до 60 и более Вт в стационарных приборах, и 4-10 Вт в передвижных аппаратах. Длительность процедуры определяется количеством полей и не превышает 60 минут.

Сеансы проводятся каждый день или раз в два дня, лечение включает 8-15 сеансов.

При использовании контактного метода на необходимый участок направляется излучатель, его диаметр зависит от объема патологического очага. На приборе выставляют необходимую мощность, основываясь на ощущениях больного, до чувства слабого или умеренного тепла (5-8 Вт). В течение последующих процедур можно пробовать постепенно увеличивать интенсивность.

При дистанционном способе излучатель необходимой формы и размера направляется на область проекции пораженного органа. Промежуток между аппаратом и кожей составляет 3-4 см. Интенсивность увеличивают до чувства легкого тепла (30-60 Вт). Применение дециметровой терапии возможно дома, при использовании переносного прибора: ДМВ «Солнышко», «Ромашка». Эффект наступает после 3-4 сеансов, но для полного выздоровления необходимо пройти весь курс.

Cтраница 1

Дециметровые волны в меньшей степени, чем метровые, подвержены явлению дифракции. Они рассеиваются местными предметами, что уменьшает вероятность интерференционных помех приему. Так же как и метровые волны, они испытывают рассеяние на неоднородно-стях тропосферы.  

Дециметровые волны в меньшей степени, чем метровые, подвержены дифракции. Они рассеиваются местными предметами, что уменьшает вероятность интерференционных помех приему. Так же как и метровые волны, они испытывают рассеяние на неоднородностях тропосферы. Это позволяет осуществить многоканальную телефонную связь или трансляцию телевизионной передачи с помощью радиорелейных линий на расстояниях, превышающих сотни и даже тысячи километров.  

Дециметровые волны - радиоволны длиной от 10 см до 1 м, соответствующие диапазону частот от 3000 до 300 Мщ.  

Дециметровые волны - радиоволны длиной от 10 см до 1 м, соответствующие диапазону частот от 3000 до 300 МГц.  

Дециметровые волны используются в зоне прямой видимости.  

Дециметровые волны - радио волны длиной от 10 см до 1 м, соответствующие диапазону частот от 3000 Мгц до 300 Мгц.  

Дециметровые волны - радиоволны длимой от 10 см до 1 м, соответствующие диапазону частот от 3000 Мгц до 300 Мгц.  

Дециметровые волны распространяются только в пределах прямой видимости и избирательно поглощаются атмосферой, интенсивно отражаются от подвижных и неподвижных объектов. Антенны малогабаритны и обладают острой направленностью излучения. Дециметровые волны используются в радиорелейных и спутниковых системах связи, высокоточных наземных системах радиолокации и радиоуправления.  

Дециметровые волны позволяют получать с помощью спутниковых РНС очень высокую точность местоопределения в рабочей области системы, которая для глобальных СРНС охватывает все околоземное пространство.  

Мертвые и дециметровые волны распространяются в пределах прямой видимости. Эти волны не отражаются от ионосферы, а поверхностная волна очень быстро затухает. Для увеличения дальности радиосвязи на этих волнах применяются направленные антенны, излучающие электроэнергию узким пучком.  

Однако дециметровые волны не могут быть приняты существующими телевизионными приемниками непосредственно, и работа в этом диапазоне потребует использования конверторов-преобразователей частоты.  

Для телевизионного вещания используются метровые и дециметровые волны. Для черно-белого телевидения в СССР отведено двенадцать каналов.  

Сначала в радиолокации использовались метровые и дециметровые волны, а затем стали переходить к сантиметровым волнам, которым соответствует спектр частот от 30 тыс. до 3 тыс. мггц. Малая длина этих волн, являющихся частью диапазона ультракоротких волн, позволила создать сравнительно небольшие по размерам радиолокационные антенны, имеющие ширину диаграммы направленности в несколько градусов и даже долей градуса.