Comunicaciones: propagación de onda terrestre

Question

(No tenía ninguna etiqueta para esta pregunta (Ejemplo: Sistemas de Comunicación, Física Moderna.))

Estaba estudiando la propagación de onda terrestre, mi libro escribe las líneas al respecto sin explicarlo. Realmente no tengo ninguna explicación para estas preguntas que surgen en mi mente. Lo busqué en Google, y no encontrarás nada tan bueno para estas preguntas en Propagación de onda terrestre.

(1) Cuando la señal de radio viaja a lo largo de la superficie terrestre, ¿cómo induce corriente en ella? (Leí en algún lugar que la parte del campo eléctrico de la onda hará que los electrones se separen del núcleo, todo esto sucede en la tierra, por lo tanto corrientes, ¡Umm... sí! ¡OK!, eso está bien.)

(2) Luego, sobre eso no sé nada, ¿cómo la onda se inclinará hacia la tierra después de la inducción de corriente en la tierra?

(3) La atenuación de la superficie aumenta muy rápidamente con el aumento de la frecuencia de la señal. ¿Cómo?

Nota: Responder solo para el nivel de estudiantes de Clase $12$ es requerido.

De verdad no sé nada sobre las dos últimas preguntas. Cualquier ayuda será aplaudida para quien resuelva estas tres preguntas.

Answer 1

1) Las ondas de radio no hacen que los electrones se separen de su núcleo, eso sería ionizante, y la RF no es radiación ionizante. En cambio, la Tierra es conductora, por lo que hay electrones libres presentes y pueden producir corrientes en respuesta a un campo eléctrico. Tenga en cuenta que el enlace que proporcionó explica que la propagación de ondas terrestres es más efectiva en regiones de mayor conductividad: agua de mar, tierras agrícolas húmedas / mojadas y pantanos, mientras que el desierto seco no es tan efectivo. Las propiedades dieléctricas del suelo también importan. (nota: la constante dieléctrica se refiere a los electrones ligados en el material, donde se polarizan en respuesta a un campo eléctrico externo).

2) Si solo consideramos la parte dieléctrica: ese es un índice de refracción, por lo tanto, las ondas se propagan más lentamente en / cerca del suelo, así es como funciona una lente. Tenga en cuenta que la propagación de ondas terrestres es relevante para señales LF-MF, o longitudes de onda de 10 km a 100 m, esa es la escala de tamaño para la difracción.

3) Las pérdidas debido al llamado factor de disipación son proporcionales a la frecuencia, eso es solo al trabajar una onda plana en las ecuaciones de Maxwell. El dieléctrico, conductivo y disipativo (es decir, la resistencia) de los materiales también son dependientes de la frecuencia, pero no tengo una explicación de grado 12 para eso.

Answer 2

Las ondas que usted llama "ondas terrestres" son ondas electromagnéticas que solo se propagan a lo largo de una interfaz entre dos dieléctricos, donde uno tiene una permitividad negativa. Se llaman ondas Zenneck. Estas ondas ocurren en la superficie de la tierra porque la tierra es conductiva y muestra una permitividad negativa debido a su conductancia en el rango de baja frecuencia (por debajo de MHz). Estas ondas siguen la curvatura de la tierra lo que permite la transmisión de radio de onda larga alrededor del mundo.