2015-06-24
590
В процессе распространения над Землёй с конечной проводимостью σзм часть энергии утекает в Землю, проникая в глубь земной поверхности. Следовательно, помимо составляющей вектора Пойнтинга П1х, направленной вдоль к поверхности земли, имеется составляющая П1Z, направленная перпендикулярно к поверхности Земли. Суммарный вектор П1 оказывается наклонённым под некоторым углом к земной поверхности, а это значит, что вектор Е1 отклоняется от первоначального направления (σзм = ∞).
Таким образом, над поверхностью Земли с конечной проводимостью всегда имеются две составляющие электрического поля Е1х и Е1z (рис.). Определим соотношение между ними.
Если считать, что известна вертикальная составляющая Е1z, то в случае плоской волны в воздухе горизонтальная составляющая магнитного поля будет равна
()
Эта составляющая Н1у связана с горизонтальной составляющей Е1х приближёнными граничными условиями Щукина-Леонтовича, которые относительно земли являются касательными. Составляющие Е1х и Н1у связаны соотношением 
, а 
, отсюда
. ()
Приравняв () и (), получим 
()
Используя () для 
, и подставив его в формулу (2) в виде модуля и фазы, получим
, ()
Из формулы () видно, что вертикальная составляющая поля над поверхностью Земли всегда больше горизонтальной. Чем больше λ и σ, тем меньше будет горизонтальная составляющая. 
в воздухе.
В диапазоне СВ и низких частот (НЧ) (10км-1км) при обычных значениях проводимости почвы E1Zmax и E1Хmax отличаются в десятки и сотни раз.
Предельным случаем является морская поверхность, которая на очень низких частотах близка по своим свойствам к проводнику 
, а E1Хmax → 0.
Во всех случаях излучение и приём земной волны в непосредственной близости Земли выгодно вести на вертикальной поляризации.
Из соотношения () видно, что результирующее поле над поверхностью земли оказывается поляризованным эллиптически, то есть волна перестает быть плоской. Ортогональные составляющие E1Z и E1Х сдвинуты на угол 
, т.е. результирующий вектор Е1 описывает эллипс. Но т.к. E1Z >> E1Х, то эллипс поляризации сильно вытянут. Поэтому приближённо считают, что в воздухе на поверхности Земли поле линейно поляризовано. Результирующий вектор ориентирован в направлении большой оси эллипса, т.е. наклонён под углом вперёд на угол ψ, относительно нормали, который согласно (3) равен
()
Угол ψ называется «углом наклона фронта волны» (рис.)
Рисунок - Эллипс поляризации волны, распространяющейся вдоль плоской поверхности Земли
