излучателях

При оценке условий распространения вблизи и за линией горизонта, т.е. в зонах полутени и тени нельзя пользоваться ни отражательной трактовкой ни приближением плоской Земли. Условия распространения земной волны в этих зонах определяются процессом дифракции вдоль сферической полупрово­дящей поверхности Земли. Расчет напряженности поля ведется по об­щей дифракционной формуле Фока для области как полу­тени, так и тени. Разница лишь в том, что в зоне тени можно удержи­вать меньшее число членов бесконечного ряда. Ввиду сложности анализа формулы Фока ограничимся качественными оценками поведения поля.

Сферическую поверхность Земли можно рассматривать как рас­положенное между точками передачи А и приема В препятствие, кото­рое огибает волна (рис. 9). Процесс огибания волной препятствия (процесс дифракции) зависит от так называемого электрического раз­мера препятствия, т.е. от отношения l /λ, где l - высота шарового сег­мента.

Рис. 9 – Препятствие для волны в виде сферичности поверхности Земли

Чем больше l /λ, тем большая часть существенного эллипсоида перекрывается препятствием и тем слабее дифракционная волна. Поверхность Земли является полупроводящей, что приводит к оттоку энергии земной волны из воздуха в почву. Уже отмечалось, что с увеличением длины волны свойства земной поверхности приближают­ся к свойствам проводника. С учетом этих двух обстоятельств рассмотрим характер изме­нения напряженности поля земной волны в зонах полутени и тени в зависимости от расстояния и длины волны.

При увеличении расстояния напряженность поля падает за счет, прежде всего естественной расходимости волны (как и в свободном пространстве). Кроме того, возрас­тает высота шарового сегмента и, следовательно, увеличиваются по­тери на огибание волной данного препятствия. И наконец, возрастают потери за счет постепенного оттока энергии в почву. В совокупности зависимость напряженности поля от расстояния должна иметь убываю­щий характер, причем степень убывания зависит от длины волны.

При уменьшении длины волны, во-первых, возрастает электри­ческая высота шарового сегмента l /λ, т.е. увеличиваются дифракцион­ные потери, а во-вторых, свойства почвы становятся ближе к свой­ствам диэлектрика, что способствует утечке энергии волны в почву, т.е. ослаблению поля в воздухе. В сумме (при прочих равных услови­ях) напряженность поля земной волны в зонах полутени и тени в диа­пазоне УКВ должна быть меньше, чем в диапазонах СВ и ДВ.

В качестве иллюстрации на рис. 10 приведены кривые зави­симости модуля множителя ослабления поля земной волны от рассто­яния для трех длин волн диапазона УКВ. Из рисунка видно, что за линией горизонта поле быстро затухает в тысячи и десятки тысяч раз, и тем быстрее, чем короче волна.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 r, км

Рис. 10 – Зависимость модуля множителя ослабления поля земной волны от расстояния

Напряженность поля земной волны в диапазонах более длин­ных волн (KB, СВ, ДВ) обычно определяется по кривым МККР, рас­считанным по дифракционной формуле. Чем больше длина волны, тем на большие расстояния за линию горизонта проникает земная волна. Прием этой волны на значительных удалениях от передающей антен­ны практически возможен только в диапазонах средних и длинных волн.

Контрольные вопросы:

1. Какие физические процессы сопровождают РРВ вдоль земной поверхности?

2. Поясните принцип отражательной трактовки влияния Земли.

3. Поясните назначение передающей и приемной антенн.

4. Перечислите основные задачи теории антенн.

5. Влияние среды на условия РРВ.

6. Какие ограничения в применении отражательной трактовки появляются в связи с наличием существенной области для отражения?

7. От каких параметров трассы зависит интерференционная структура поля земной волны?

8. Что такое приведенные высоты антенн?

9. Каков принцип деления трассы распространения земной волны на три зоны при высоко поднятых и низко расположенных антеннах относительно поверхности Земли?

10. Поясните закономерности поля земной волны в зоне тени при низко расположенных антеннах.

11. Почему УКВ гораздо сильнее ослабляются при распространении за линию горизонта, чем средние и длинные волны?

12. Какие физические процессы сопровождают распространение радиоволн вдоль земной поверхности?

13. Поясните принцип отражательной трактовки влияния Земли.

14. Какие ограничения в применении отражательной трактовки появляются в связи с наличием существенной области для отражения?