Антенны и распространение радиоволн. Часть II. Распространение радиоволн. Дружин Г.И. - 22 стр.

UptoLike

Составители: 

43
В области
D значение N малое, а значение
ν
большое; в области Е
N больше, чем в области D, а
ν
меньше. Произведение N
ν
в этих областях примерно в 100 раз больше, чем в области
F
2
.
Поэтому затухание сигнала происходит в основном в областях
D
и
E. Поскольку коэффициент поглощения обратно пропорциона-
лен квадрату частоты, то применение более высоких частот
предпочтительнее. Однако если применить слишком высокую
частоту, то значение электронной концентрации может оказаться
недостаточным для отражения сигнала даже в максимуме элек-
тронной концентрации слоя
F
2
, и волна по криволинейной траек-
тории уйдет вверх, за пределы ионосферы. Если же применить
слишком низкую частоту, то сигнал из-за большого затухания в
областях
D и E не пройдет в пункт приема (рис. 25).
Рис. 25. Отражение радиоволн от ионосферы в КВ диапазоне:
F
1
низкая частота (волна сильно ослабляется), F
2
< F
3
< F
4
волны
отражаются, F
5
высокая частота (волна уходит за пределы ионосферы)
Из этого следует, что для осуществления радиосвязи на коротких
волнах должны одновременно выполняться следующие условия:
1. Применяемая частота не должна быть слишком высокой.
Эта частота должна определяться, исходя из длины трассы и па-
раметров электронной концентрации отражающего слоя.
2. Применяемая частота не должна быть меньше определенно-
го значения, чтобы для осуществления уверенного приема погло-
щение сигнала в областях
D и E не было бы слишком большим.
В обычных условиях электронная концентрация областей
D,
E и F
2
днем, за счет ионизирующего действия солнечной энергии,
больше, чем ночью. Поэтому в дневное время суток сигнал отра-
жается на более высоких, по сравнению с ночными часами, час-
44
тотах. На больших расстояниях короткие волны удобно разбить
на три поддиапазона:
1)
дневные волны (длина волны от 10 до 25 м), используют-
ся для радиосвязи в дневные часы;
2)
ночные волны (длина волны от 35 до 100 м), используют-
ся для радиосвязи в ночные часы;
3)
промежуточные волны (длина волны от 25 до 35 м), ис-
пользуются для радиосвязи в утренние и вечерние часы.
Следует заметить, что приведенное разделение на поддиапа-
зоны волн довольно условное, поскольку в каждый конкретный
период времени условия прохождения сигнала зависят от многих
причин, таких как расстояние между приемником и передатчи-
ком, состояние электронной концентрации, высота отраж
ающего
слоя и других. Тем не менее, в большинстве случаев на больших
расстояниях это разделение оправданно.
На трассах протяженностью 2000 – 3000 км в дневные часы
основным отражающим слоем может быть область
E ионосферы,
поскольку при малых углах возвышения волна отражается при
относительно малой электронной концентрации. В этом случае
неотклоняющее поглощение волны происходит в области
D,
а отклоняющеев области
E.
Иногда в любое время суток возникает спорадический слой
E
S
, расположенный на высотах области E, но имеющий элек-
тронную концентрацию, значительно превосходящую концен-
трацию в этой области. В результате сигнал не доходит до облас-
ти
F
2
, а отражается от слоя E
S
. Это явление нарушает нормальные
условия распространения коротких волн.
На условия распространения коротких волн наиболее силь-
ное влияние оказывает состояние области
F
2
. Эта область не об-
ладает постоянством своей структуры, и электронная концентра-
ция в ней постоянно меняется. Поэтому короткие волны не
обладают постоянством условий распространения, какие имеют-
ся у средних, длинных и сверхдлинных волн.
Вследствие непостоянства структуры области
F
2
и появления
слоя
E
S
влияние ионосферных возмущений на прохождение сигна-
ла на коротких волнах подвержено сильным изменениям. Непосто-
янство структуры области
F
2
приводит к глубоким замираниям
сигнала (рис. 22) в пункте приема. Амплитуда сигнала при замира-
ниях в диапазоне коротких волн меняется в десятки и сотни раз.
В области D значение N малое, а значение ν большое; в области Е         тотах. На больших расстояниях короткие волны удобно разбить
N больше, чем в области D, а ν – меньше. Произведение Nν                на три поддиапазона:
в этих областях примерно в 100 раз больше, чем в области F2.                 1) дневные волны (длина волны от 10 до 25 м), используют-
Поэтому затухание сигнала происходит в основном в областях D            ся для радиосвязи в дневные часы;
и E. Поскольку коэффициент поглощения обратно пропорциона-                   2) ночные волны (длина волны от 35 до 100 м), используют-
лен квадрату частоты, то применение более высоких частот                ся для радиосвязи в ночные часы;
предпочтительнее. Однако если применить слишком высокую                      3) промежуточные волны (длина волны от 25 до 35 м), ис-
частоту, то значение электронной концентрации может оказаться           пользуются для радиосвязи в утренние и вечерние часы.
недостаточным для отражения сигнала даже в максимуме элек-                   Следует заметить, что приведенное разделение на поддиапа-
тронной концентрации слоя F2, и волна по криволинейной траек-           зоны волн довольно условное, поскольку в каждый конкретный
тории уйдет вверх, за пределы ионосферы. Если же применить              период времени условия прохождения сигнала зависят от многих
слишком низкую частоту, то сигнал из-за большого затухания в            причин, таких как расстояние между приемником и передатчи-
областях D и E не пройдет в пункт приема (рис. 25).                     ком, состояние электронной концентрации, высота отражающего
                                                                        слоя и других. Тем не менее, в большинстве случаев на больших
                                                                        расстояниях это разделение оправданно.
                                                                             На трассах протяженностью 2000 – 3000 км в дневные часы
                                                                        основным отражающим слоем может быть область E ионосферы,
                                                                        поскольку при малых углах возвышения волна отражается при
                                                                        относительно малой электронной концентрации. В этом случае
                                                                        неотклоняющее поглощение волны происходит в области D,
                                                                        а отклоняющее – в области E.
                                                                             Иногда в любое время суток возникает спорадический слой
                                                                        ES, расположенный на высотах области E, но имеющий элек-
       Рис. 25. Отражение радиоволн от ионосферы в КВ диапазоне:        тронную концентрацию, значительно превосходящую концен-
    F1 –низкая частота (волна сильно ослабляется), F2< F3< F4 – волны   трацию в этой области. В результате сигнал не доходит до облас-
 отражаются, F5 – высокая частота (волна уходит за пределы ионосферы)
                                                                        ти F2, а отражается от слоя ES. Это явление нарушает нормальные
                                                                        условия распространения коротких волн.
    Из этого следует, что для осуществления радиосвязи на коротких           На условия распространения коротких волн наиболее силь-
волнах должны одновременно выполняться следующие условия:               ное влияние оказывает состояние области F2. Эта область не об-
    1. Применяемая частота не должна быть слишком высокой.              ладает постоянством своей структуры, и электронная концентра-
Эта частота должна определяться, исходя из длины трассы и па-           ция в ней постоянно меняется. Поэтому короткие волны не
раметров электронной концентрации отражающего слоя.                     обладают постоянством условий распространения, какие имеют-
    2. Применяемая частота не должна быть меньше определенно-           ся у средних, длинных и сверхдлинных волн.
го значения, чтобы для осуществления уверенного приема погло-                Вследствие непостоянства структуры области F2 и появления
щение сигнала в областях D и E не было бы слишком большим.              слоя ES влияние ионосферных возмущений на прохождение сигна-
    В обычных условиях электронная концентрация областей D,             ла на коротких волнах подвержено сильным изменениям. Непосто-
E и F2 днем, за счет ионизирующего действия солнечной энергии,          янство структуры области F2 приводит к глубоким замираниям
больше, чем ночью. Поэтому в дневное время суток сигнал отра-           сигнала (рис. 22) в пункте приема. Амплитуда сигнала при замира-
жается на более высоких, по сравнению с ночными часами, час-            ниях в диапазоне коротких волн меняется в десятки и сотни раз.
                                 43                                                                   44