Составители:
5
объекта к другому при отсутствии предметов на пути распро-
странения, которые бы могли исказить поле волны;
земные, или поверхностные волны – распространяющиеся
вдоль поверхности Земли и частично ее огибающие из-за дейст-
вия явления рефракции;
тропосферные волны – распространяющиеся вдоль земной
поверхности за счет рассеяния волн на неоднородностях тропо-
сферы (их частичного отражения от тропосферы);
ионосферные, или пространств
енные – радиоволны, распро-
страняющиеся на большие расстояния вдоль земной поверхности
за счет однократного или многократного отражения от ионосферы.
1.2. Распространение радиоволн в свободном пространстве
В свободном пространстве радиоволны распространяются со
скоростью света c, которая равна 3 · 10
8
м/c. При этом частота f
связана с длиной волны
λ
следующим соотношением:
F = c/
λ
. (1.1)
В свободном пространстве векторы напряженности электри-
ческого
Е
v
и магнитного
Н
r
поля взаимно перпендикулярны и
расположены в плоскости, перпендикулярной направлению рас-
пространения радиоволны (рис. 1). Вектор Пойнтинга
П
r
= [
Е
r
,
Н
r
],
равный по величине плотности потока энергии, указывает направле-
ние движения электромагнитной волны.
Рис. 1. Взаимное расположение векторов электромагнитного поля:
Е
r
– вектор напряженности электрического поля,
Н
r
– вектор напряженности магнитного поля,
П
r
– вектор Пойнтинга
Предположим, что в свободном пространстве монохромати-
ческая волна распространяется вдоль оси х, а вектор
Е
r
располо-
6
жен вдоль оси z. В этом случае напряженность электрического
поля можно представить в виде:
E
z
= E
m
cos (
ω
t – kx) (1.2)
или в комплексной форме:
E
z
= E
m
e
j (
ω
t – kx)
, (1.3)
где k = 2
π
/
λ
– волновое число,
ω
= 2
π
f – циклическая частота.
Электромагнитную волну можно описать с помощью волно-
вого вектора
k
r
= k
л
е
r
, который равен по величине коэффициенту
распространения волны
k (волновому числу) и который совпада-
ет с направлением распространения луча
л
е
r
волны.
В свободном пространстве векторы
Е
r
и
Н
r
во времени
и в пространстве изменяются синфазно, т. е. увеличение мгно-
венных значений вектора
Е
r
вызывает пропорциональное увели-
чение вектора
Н
r
и наоборот (рис. 2).
Волновое сопротивление свободного пространства определя-
ется соотношением:
Z
0
= E/H = 120
π
, Ом. (1.4)
Рис. 2. Расположение векторов электромагнитного поля в пространстве
Действующее значение напряженности электрического поля
в точке приема электромагнитной волны, распространяющейся в
свободном пространстве, можно вычислить по формуле:
)(
)(
д
кмr
DкВтP173
E = , мВ/м, (1.5)
где P – мощность передатчика, D – коэффициент направленного
действия передающей антенны, излучающей сигнал в заданном
объекта к другому при отсутствии предметов на пути распро- жен вдоль оси z. В этом случае напряженность электрического
странения, которые бы могли исказить поле волны; поля можно представить в виде:
земные, или поверхностные волны – распространяющиеся
Ez = Em cos (ωt – kx) (1.2)
вдоль поверхности Земли и частично ее огибающие из-за дейст-
вия явления рефракции; или в комплексной форме:
тропосферные волны – распространяющиеся вдоль земной
Ez = Em e j (ωt – kx), (1.3)
поверхности за счет рассеяния волн на неоднородностях тропо-
сферы (их частичного отражения от тропосферы); где k = 2π /λ – волновое число, ω = 2π f – циклическая частота.
ионосферные, или пространственные – радиоволны, распро- Электромагнитную волну можно описать с помощью волно-
r r
страняющиеся на большие расстояния вдоль земной поверхности вого вектора k = k е л , который равен по величине коэффициенту
за счет однократного или многократного отражения от ионосферы.
распространения волны k (волновому числу) и который совпада-
r
1.2. Распространение радиоволн в свободном пространстве ет с направлением распространения луча ел волны.
r r
В свободном пространстве векторы Е и Н во времени
В свободном пространстве радиоволны распространяются со и в пространстве изменяются синфазно, т. е. увеличение мгно-
r
скоростью света c, которая равна 3 · 108 м/c. При этом частота f венных значений вектора Е вызывает пропорциональное увели-
r
связана с длиной волны λ следующим соотношением: чение вектора Н и наоборот (рис. 2).
F = c/λ. (1.1) Волновое сопротивление свободного пространства определя-
ется соотношением:
В свободном пространстве векторы напряженности электри-
v r Z0 = E/H = 120π, Ом. (1.4)
ческого Е и магнитного Н поля взаимно перпендикулярны и
расположены в плоскости, перпендикулярной направлению рас-
r r r
пространения радиоволны (рис. 1). Вектор Пойнтинга П = [ Е , Н ],
равный по величине плотности потока энергии, указывает направле-
ние движения электромагнитной волны.
Рис. 2. Расположение векторов электромагнитного поля в пространстве
Действующее значение напряженности электрического поля
в точке приема электромагнитной волны, распространяющейся в
свободном пространстве, можно вычислить по формуле:
Рис. 1. Взаимное расположение векторов электромагнитного поля:
r 173 P (кВт) D
Е – вектор напряженности электрического поля, Eд = , мВ/м, (1.5)
r r r ( км)
Н – вектор напряженности магнитного поля, П – вектор Пойнтинга
Предположим, что в свободном пространстве монохромати- где P – мощность передатчика, D – коэффициент направленного
r действия передающей антенны, излучающей сигнал в заданном
ческая волна распространяется вдоль оси х, а вектор Е располо-
5 6
