Файл: Красюк Н.П. Электродинамика и распространение радиоволн учеб. пособие.pdf

Подставляя (15.65) в (15.64), находим выражение для угла за­

тельным (одна или обе антенны расположены на возвышенности), то по рис. 15.31 можно вычислить усиление сигнала.

Влияние метеорологических условий на средний уровень сигна­ ла. Кроме быстрых и медленных замираний, при дальнем тропо­ сферном распространении наблюдаются изменения среднего уровня принимаемых сигналов. Эти изменения зависят от времени суток, времени года, географического положения и климатических усло­ вий на трассе тропосферных линий связи.

Основным параметром, характеризующим изменение среднего уровня напряженности поля в месте приема, является индекс пре­ ломления приземного слоя тропосферы, который определяется по результатам метеорологических измерений давления, температуры и влажности воздуха или путем непосредственных измерений при помощи рефрактомеров. Величину индекса преломления можно оп­ ределить по среднему уровню сигнала, если известна связь между среднечасовыми значениями напряженности поля Е г и индексом преломления воздуха у земной поверхности N3.

Экспериментальные исследования, выполненные на линиях Д ТР, показали, что между Е и N3 существует хорошо выраженная связь, которая особенно заметно проявляется на линиях небольшой про­ тяженности (до 2004-400 км) в утреннее и вечернее время летних месяцев. Это дает возможность прогнозировать изменение средних уровней сигнала по данным индекса преломления у поверхности Земли.

466

§ 15.9. ДРУГИЕ ВИДЫ ДАЛЬНЕГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ УКВ

Распространение УКВ в тропосферных волноводах

Нерегулярное распространение УКВ за счет тропосферных вол­ новодов происходит при благоприятных метеорологических усло­ виях на расстояния до 600 км, когда на трассе распространения на­ блюдается сверхрефракция (см. § 14.1) и в тропосфере возникает своеобразный волновод. Нижнюю стенку волновода образует полупроводящая поверхность Земли, а верхнюю — верхняя граница об­ ласти сверхрефракции.

Критическую длину волны волновода находят по формуле [33]

Рассчитанные по этой формуле критические длины волн при различных зна-

(dN _

чениях высоты тропосферного волновода приведены в табл. 15.2

\dh

= — 0,257 \ ' \ м

Т а б л и ц а 15.2

Зависимость критической длины волны от высоты тропосферного волновода

Результаты метеорологических наблюдений показывают, что вы­ соты тропосферных волноводов составляют обычно несколько мет­ ров или десятков метров и, как правило, не превышают 200 м. Следовательно, в тропосферном волноводе могут распространяться в основном волны сантиметрового, дециметрового и реже метрового диапазонов. Возникновению тропосферных волноводов способству­ ют температурная инверсия, а также необычно быстрое уменьшение влажности воздуха с высотой. Эти явления имеют нерегулярный характер, поэтому появление тропосферных волноводов трудно под­ дается прогнозированию. В связи с этим практическое значение тропосферных волноводов для дальней регулярной связи на УКВ в настоящее время невелико.

Распространение УКВ путем рассеяния на неоднородностях ионосферы

Рассеяние радиоволн на локальных неоднородностях ионосферы аналогично рассеянию на тропосферных неоднородностях. Отличие заключается в том, что ионосферное рассеяние происходит на не­ однородностях электронной концентрации ионосферы на высоте

467

70-Г-80 км, т. е. в области D и нижней части области Е. Поэтому наибольшая длина линий связи дальнего ионосферного распростра­

угол Ѳ, тем меньше величина напряженности поля, так как рассея­ ние радиоволн на неоднородностях ионосферы происходит в основ­ ном в направлении падающей волны и с увеличением угла Ѳ умень­ шается доля рассеянного излучения в направлении на приемный пункт. Поэтому прием сигналов на подобных линиях практически возможен на расстоянии не меньше 800-М000 км.

Характерной особенностью дальнего ионосферного распростра­ нения УКВ является зависимость от частоты величины напряжен­ ности поля в месте приема. Объясняется это тем, что напряженность

т. е. степень неоднородности диэлектрической проницаемости ионо­ сферы, а следовательно, и величина рассеянного поля обратно про­ порциональны квадрату частоты. Практически на линиях дальнего ионосферного распространения используют радиоволны с частотой от 30 до 60 Мгц.

Так же как и при тропосферном распространении, прием сигна­ лов на линиях ионосферного рассеяния сопровождается замирани­ ями принимаемого сигнала. Они подчиняются примерно тем же законам, что и замирания при тропосферном распространении УКВ. Для борьбы с замираниями можно использовать прием на две ан­ тенны, разнесенные на расстояние больше 10 X в направлении, пер­ пендикулярном к направлению распространения радиоволн. Уро­ вень принимаемого сигнала претерпевает также регулярные суточ­ ные и сезонные изменения. Он имеет наибольшее значение в полдень, а наименьшее в 19-У20 ч по местному времени в средней части трассы. Днем в летнее время сигнал выше, чем зимой.

468