Антенны и распространение радиоволн. Часть II. Распространение радиоволн. Дружин Г.И. - 10 стр.

                                                                    азот, окись азота, небольшое количество металлов. Молекуляр-
                                                                    ный кислород практически исчезает на высотах более 210 км, а
                                                                    молекулярный азот – более 500 км. Преобладающей частью ат-
                                                                    мосферы на высотах более 300 км является атомарный кислород.
                                                                        Выше тропосферы находится стратосфера, которая считается
                                                                    (как и тропосфера) неионизированным слоем воздуха. Область
                                                                    атмосферы, расположенная выше 60 км, называется ионосферой.
                                                                        В ионосфере непрерывно образуются свободные положи-
                                                                    тельные ионы и электроны. Этот процесс называется ионизацией,
                                                                    основным источником которого является Солнце. Ионизация ат-
                                                                    мосферы происходит за счет ультрафиолетового излучения
      Рис. 12. Дальнее распространение УКВ за счет рассеяния волн   Солнца, потоков испускаемых Солнцем частиц и космических
     на неоднородностях тропосферы: А – передатчик, В – приемник,   частиц, приходящих из глубин космоса. Одновременно с процес-
                 S – область (объем) рассеяния радиоволн
                                                                    сом ионизации происходит процесс рекомбинации – воссоедине-
                                                                    ния свободных электронов и положительных ионов.
    Если передающую антенну направить под небольшим углом               Таким образом, в ионосфере в результате ионизации проис-
к горизонту, то основная часть энергии пройдет через тропосферу     ходит образование свободных электронов, а в результате реком-
и только малая ее часть рассеется, то есть частично отразится от    бинации свободные электроны исчезают. Поскольку всегда име-
локальных неоднородностей тропосферы турбулентного происхо-         ется ионизация в верхних слоях атмосферы, в ней постоянно
ждения (рис. 12). При достаточно большой мощности передатчика       присутствуют свободные электроны.
этой энергии будет достаточно для приема сигнала. Используя пе-         В случае, когда число вновь образующихся электронов равно
редатчики повышенной мощности (20–50 кВт) и остронаправлен-         числу присоединяющихся, наступает состояние динамического
ные передающие и приемные антенны, можно обеспечить надеж-          равновесия. Электронная концентрация определяется как число
ную радиосвязь в диапазоне волн от 1 м до нескольких сантиметров    свободных электронов в единице объема:
на расстоянии до 1000 км, а иногда и на большие расстояния.
                                                                                                    IS
                                                                                              N=         , 1/м3,            (3.1)
                                                                                                    αe
             3. СТРОЕНИЕ ИОНОСФЕРЫ                                  где IS – число образующихся в одну секунду свободных электро-
       И РАСПРОСТРАНЕНИЕ В НЕЙ РАДИОВОЛН                            нов, 1/м3c; αe – коэффициент рекомбинации, который зависит от
                                                                    вероятности воссоединения электронов с положительными иона-
               3.1. Состав и строение ионосферы                     ми, м3/c.
                                                                        В случае исчезновения свободных зарядов после внезапного
    Атмосфера до высот примерно 90 км состоит приблизитель-         прекращения действия ионизирующего излучения электронную
но на 80 % из молекул азота и на 20 % из молекул кислорода.         концентрацию можно определить из выражения:
С ростом высоты происходит расслоение (стратификация) атмо-
сферы, процентное содержание молекулярного азота и кислорода                                    N0
                                                                                         N=              , 1/м3.            (3.2)
уменьшается, образуется атомарный кислород, а на высотах бо-                                1 + N 0α e t
лее 350 км – гелий. В атмосфере также присутствуют атомарный           Из формулы (3.2) видно, что если электронная концентрация
                                 19                                                                20