Антенны и распространение радиоволн. Часть II. Распространение радиоволн. Дружин Г.И. - 17 стр.

ся тем, что лучи, огибающие Землю в различных направлениях,                 Суточные колебания напряженности поля имеют место. Ам-
сходятся на противоположной стороне Земли (в антиподе).                 плитуда этих колебаний зависит от времени суток, и днем ампли-
                                                                        туда сигнала обычно меньше, чем ночью. Объясняется это тем,
                                                                        что затухание сигнала при отражении от слоя D больше, чем от
                                                                        слоя Е, поскольку область D существует только днем.
                                                                            Годовой ход напряженности поля выражен слабо, напряжен-
                                                                        ность поля в летние месяцы (за счет большей ионизации областей
                                                                        D и Е) больше по сравнению с зимней на 20 – 50 %.
                                                                            Влияние одиннадцатилетнего цикла солнечной активности
                                                                        незначительно. В годы максимума солнечной активности в днев-
                                                                        ные часы наблюдается некоторое увеличение напряженности по-
                                                                        ля. Ионосферные возмущения также незначительно влияют на
        Рис. 19. К расчету напряженности поля в диапазоне СДВ           условия распространения сверхдлинных и длинных волн.
                                                                            На относительно небольших расстояниях (до 500 км) сверх-
    В реальных условиях процесс распространения радиоволн               длинные и длинные волны распространяются как земные. На
происходит более сложным образом. Существует теория мод,                больших расстояниях эти волны можно рассматривать как про-
согласно которой поле радиоволны в СДВ диапазоне можно                  странственные, распространяющиеся в волноводе Земля – ионо-
представить в виде суммы отдельных волн, распространяющихся             сфера. Сверхдлинные волны могут распространяться на очень
вдоль оси волновода Земля – ионосфера с разными фазовыми                большие расстояния и достичь антипода, а длинные волны при
скоростями. Каждая мода имеет фазовую скорость:                         обычно применяемых мощностях – на расстояние до 4000 км.
                                                                            Рассмотрим условия распространения радиоволн вблизи
                                   c                                    земной поверхности (рис. 20). В диапазоне сверхдлинных и
                         vn =                  ,                (4.5)
                                           2                            длинных волн передающая антенна излучает электромагнитное
                                  ⎛ nλ ⎞                                                                                       r
                                1−⎜    ⎟                                поле с вертикальной поляризацией (ось z), т. е. вектор Е перпен-
                                  ⎝ 2h ⎠
                                                                        дикулярен поверхности земли. При распространении вдоль земли
где n = 0, 1, 2 … – мода волны; λ – длина волны в воздухе;              (ось x) основной поток энергии распространяется вдоль ее по-
h – высота волновода. Нулевая мода (n = 0) соответствует равно-         верхности, а небольшая его часть уходит в землю. Следователь-
мерному распределению поля по высоте, первая мода (n = 1) –             но, на достаточно большом расстоянии от передатчика вектор
                                                                                      r
потому, что по высоте укладывается одна полуволна, вторая               Пойнтинга П , показывающий направление распространения
                                                                                                                                      r
(n = 2) – две полуволны и т. д. Для расчета поля в месте приема         энергии, будет наклонен в сторону земли. Поскольку вектор Н
достаточно учесть сумму двух или трех мод.                                                         r             r
                                                                        перпендикулярен вектору Е и вектору П , то в воздухе, около
    В диапазоне длинных и сверхдлинных волн вследствие неод-            поверхности земли, кроме вертикальной составляющей E1Z поя-
нородности ионизирующего потока и наличия восходящих и                  вится горизонтальная составляющая E1X. Из точных граничных
нисходящих течений воздуха происходит непрерывное измене-               условий следует, что горизонтальные составляющие EX и HY не-
ние электронной концентрации. Эти изменения приводят к изме-            прерывны на границе раздела двух сред, поэтому около поверх-
нению напряженности в точке приема. Поскольку колебания на-             ности земли во второй среде горизонтальная составляющая E2X
пряженности незначительны и происходят медленно, то они                 будет равна E1X.
практически не влияют на качество передаваемых сообщений.

                                 33                                                                   34