Среда – свободное (космическое) пространство

При распространении радиоволны высоко над землей или даже в космосе, когда антенна радиоканала почти не испытывает никакого постороннего влияния, среда распространения все-таки будет поглощать энергию электромагнитных колебаний сигнала, описываемых уравнениями Максвелла:

(2.27)

(2.28)

Фронт радиоволны, состоящий из двух ортогональных векторов , является переносчиком энергии, плотность которой определяется вектором ее плотности или вектором Пойнтинга :

(2.29)

Между векторами существует связь, подобная связи между на-

пряжением и током в цепи, через волновое сопротивление свободного пространства W_C, величина которого зависит от отношения абсолютных магнитной и диэлектрической проницаемостей пространства:

(2.30)

где W₀ =120π – волновое сопротивление вакуума, Ом;

ε^’ – относительная диэлектрическая проницаемость пространства.

Модуль вектора Пойнтинга может быть определен через мощность излучения антенны Р_Σ, распределенную по поверхности сферы S_сф, окружающей антенну на расстоянии радиуса сферы r₀:

(2.31)

где

По формуле (2.31) может быть получено выражение для определения

амплитуды электрической составляющей поля E как функции расстояния r₀:

(2.32)

Окончательное выражение для вычисления текущего значения напряженности поля Е реальной антенны может быть представлено в виде:

(2.33)

где F(θ,φ) – нормированная диаграмма направленности реальной антенны;

G – коэффициент усиления антенны, показывающий, что реальная диаг-рамма направленности всегда отличается от сферической с G = 1, которая принадлежит идеализированному, несуществующему в действительности изотропному излучателю;

Θ и φ – меридиональный и азимутальный углы пространственной диаграммы направленности антенны в сферической системе.

Главный вывод, который позволяет сделать формула (2.33), заключается в том, что в свободном пространстве над землей и в космосе затухание поля радиоволны происходит обратно пропорционально расстоянию связи r₀.