Антенны и распространение радиоволн. Часть II. Распространение радиоволн. Дружин Г.И. - 14 стр.

                                   Ne 2                                нитного поля, имеет анизотропные свойства, т. е. свойства среды
                         ω0 =           .                     (3.16)   зависят от направления относительно магнитного поля Земли.
                                   ε0m
                                                                           В соответствии с законом Лоренца в плазме электроны под
    Плазменная частота – это собственная частота колебаний             действием электрического поля волны и магнитного поля Земли
электронов в ионизированном газе (плазме) относительно срав-           совершают сложные движения.
нительно тяжелых ионов. Радиоволна на частоте, равной плаз-                При отсутствии радиоволны электроны, двигаясь с какой-то
менной, заставляет электроны резонировать в плазме.                    скоростью по прямолинейной траектории под различными угла-
    Если направить луч под некоторым углом к горизонту, то             ми к магнитному полю, начнут вращаться вокруг магнитной си-
после его вхождения в ионосферу он в соответствии с законом            ловой линии. Частота вращения электронов называется гиромаг-
Снеллиуса будет постепенно отклоняться от прямолинейной тра-           нитной частотой и определяется формулой:
ектории в сторону земной поверхности и отразится на более вы-                                              eμ0 H 0
сокой, по сравнению с f0, частоте:                                                               ωм =              ,            (3.18)
                                                                                                             m
                                f0
                        f =          = f 0 sec ϕ0 ,           (3.17)   где e – заряд электрона, m – его масса, μ0 –магнитная проницае-
                              cos ϕ0                                   мость, H0 – напряженность постоянного магнитного поля Земли.
                                                                           Если радиоволна распространяется в плазме, направление
где ϕ0 – угол между лучом и перпендикуляром к плоскости ниж-
ней границы ионосферы.                                                 которой составляет угол β с направлением магнитного поля, то
    Выражение (3.14) называют законом секанса. Если же вы-             различают поперечную и продольную гиромагнитные частоты:
брать одну частоту, то при вертикальном падении луча отраже-                                   ωпоп = ω sinβ,                   (3.19)
ние произойдет на высоте h1, а при наклонном – на высоте
h2 < h1, поскольку при наклонном падении (в соответствии с за-                                 ωпр = ω cosβ.                    (3.20)
коном секанса) для отражения луча необходимо меньшее значе-                При распространении радиоволны вдоль магнитного поля
ние электронной концентрации (рис. 15). Действительно, при             квадрат показателя преломления определяется выражением:
вертикальном падении луча на ионосферу f = f 0 = 80 ,8 N 1 ,
                                                                                                               ω02
а при наклонном f = f 0 / cos ϕ0 = 80 ,8 N 2 / cos ϕ0 . Отсюда нахо-                         n12,2 = 1 −                ;       (3.21)
                                                                                                           ω (ω m ωпр )
дим N2 = N1cos2φ0 , т. е. значение электронной концентрации N2
при вертикальном падении луча меньше, чем N1 при наклонном.            а при распространении в направлении, перпендикулярном маг-
Из графика (рис. 13) видно, что меньшим значениям электронной          нитному полю, по формулам:
концентрации соответствуют меньшие высоты отражения.
                                                                                                          ω02
                                                                                           n12 = 1 −                 ,         (3.22а)
             3.3. Влияние магнитного поля Земли                                                           (ω 2ωпоп )
                на распространение радиоволн                                                           ω − 2
                                                                                                        2

                                                                                                          ω − ω0
    На условия распространения сигнала определенное воздей-                                                     ω02
ствие оказывает постоянное магнитное поле Земли, среднее зна-                                     n22 = 1 −         .          (3.22б)
                                                                                                                ω2
чение напряженности которого составляет примерно 40 А/м.
Среда, находящаяся в плазме под действием постоянного маг-

                                    27                                                                     28