Физические процессы при распространении земной волны. (ЗВ)

При распространении земной волны происходят следующие физические процессы:

· Земная волна, распространяясь вдоль границы раздела воздух – почва возбуждает в воздухе и почве токи, которые являются источниками

вторичного поля.

· В соответствии с принципом – Гюйгенса – Френеля поле земной волны можно считать результатом суперпозиции первичного поля и

полей, наведенных воображаемыми вторичными источниками в воздухе и почве, которые возбуждаются первичным полем.

· Интенсивность вторичных источников в почве ослаблена в V раз по сравнению со свободным пространством, вследствие тепловых потерь из-за конечных значений .

· Почва экранирует проникновение поля в глубину Земли (скин-эффект), что препятствует оттоку энергии в глубокие слои Земли и усиливает поле над поверхностью Земли.

· Сферическая земная поверхность – это препятствие, которое земная волна огибает при распространении за линию горизонта. Наблюдается дифракция на неидеальном сферическом экране с радиусом R= a_зм = 6370 км, что сопровождается большими потерями.

Поэтому это сложная дифракционная задача, для определения напряженности поля Е если учесть эти пять процессов.

Ее решение было получено ученым Фоком в 1945г. для Земли, считая ее однородным диэлектриком и однородной атмосферой.

Классификация методов расчета поля.

Решение Фока – это бесконечный ряд, анализ который показывает, что для практических расчетов можно общее решение разделить на несколько частных.

Критерием применения служат высота подъема антенн (h₁, h₂) над поверхностью Земли и длина радиолинии(r).

С точки зрения высот расположения антенн различают два класса задач:

Первый класс – высота поднятия антенн h>>λ. Это так называемые высокоподнятые антенны (диапазон частот СВЧ, УВЧ (ультра высокие), ОВЧ (очень высокие)).
Второй класс – рассматривается дифракция при низко расположенных антеннах h<<λ. (ВЧ и более низкие).

При решении этих задач необходимо знать область расстояний (зону), где будут беспрепятственно распространяться земные волны.

Расстояние прямой видимости r_пр. (без учета сферичности земли).

Высокоподнятые антенны (I класс) - в этом случае частное решение определяют по соотношению между длиной радиолинии r и предельным расстоянием прямой видимости r_пр.

Расстояние прямой видимости называется путь по прямой между передающей и приемной антеннами, при котором прямая линия, соединяющая эти антенны, касается земной поверхности в одной точке С.

Рисунок - К определению расстояния прямой видимости в случае двух поднятых антенн

Величина r_пр. отслеживается по дуге большого круга приближенно равна прямой АВ (рис).

В случае однородной атмосферы пункты А и В удалены на расстояние прямой видимости r_пр. Так как h₁<< a_зм, h₂<< a_зм,то на основании простых геометрических соображений (рис) имеем.