Поле излучателя, поднятого над Землей 1-модель трассы. Интерференционное поле. Интерференционные формулы

На границе раздела воздух – земля происходит отражение волны; напряженность поля отраженной волны определяется при помощи коэффициентов отражения и . Поле в точке приема – результат интерференции полей прямой волны (путь АВ) и отраженной (АСВ).

Введем обозначения: r – длина линии связи; h₁, h₂ – высоты передающей и приемной антенны. Считаем, что выполняется условие h₁>>λ, h₂>>λ, что практически возможно на УКВ, иногда на КВ. При небольшой протяженности трассы, считаем землю плоской.

Поместим в точке А элементарный вибратор (диполь), например, вертикальный вибратор – простейший источник сферических волн. Им может быть и горизонтальный вибратор (рис.).

Поэтому задачу на отражение сферической волны от плоской границы воздух – земля можно рассматривать таким образом: электромагнитное поле создается электрическим или магнитным диполем, помещенным в первую среду (ε_a1, μ_a1, σ₁). Необходимо определить влияние на это поле второй среды (почва с ε_a2, μ_a2, σ₂).

Задача решается строго методом разделения переменных, но с упрощением, считается, что вторая среда – идеально проводящая, а затем с учетом отражения плоской волны от плоской границы раздела распространяют это решение на среду с конечными электромагнитными параметрами.

При решении используется еще метод зеркальных изображений (МЗИ): замена влияния на переменное электромагнитное поле идеально отражающей поверхности влиянием зеркально расположенного источника.

Суть метода состоит в следующем

Рисунок К методу зеркальных изображений

Путь отраженной волны по ломанной АСВ можно заменить равным ему путем А’СВ, если, считать, что источником отраженной волны является вибратор, находящийся под поверхностью земли на расстоянии h₁ и влиянием Земли заменить влияние второго вибратора (МЗИ) – так называемый виртуальный источник.

Рисунок - Схема распространения радиоволн в случае, когда передающая и приемная антенны поднятии над поверхностью земли

Напряженность электромагнитного поля в точке А (напряженность поля прямой волны АВ)

Поле отраженной волны

где

,

,

- комплексные амплитуды напряженностей электромагнитного поля прямой и отраженной волны в свободном пространстве;

– коэффициент отражения от земли;

– фаза коэффициента отражения.

Исходя из условия, что r>>h₁ и r>>h₂, прямые проведенные из т. А и А` можно считать параллельными в точке приема В.

Рисунок - Определение разности расстояний, пройденных прямой и отраженной волнами

Из рисунка () можно легко определить разность расстояний r₁ и r₂ через высоту передающей антенны h₁ и угол падения θ на поверхность

()

Оценим влияние на амплитуду и фазу результирующей напряженности электромагнитного поля () в т. В.