Распростарнение радиоволн
Методическое пособие - Радиоэлектроника
Другие методички по предмету Радиоэлектроника
µратуре.
Расчет по этим графикам проводится главным образом для диапазона УКВ, где применяют антенны, высоко поднятые над земной поверхностью. Расчет напряженности поля в диапазонах длинных, средних и даже коротких волн, когда антенны располагают вблизи поверхности Земли, упрощается, поскольку V() = V() = 1.
2.8. Вопросы для самопроверки
1. Записать выражение для определения тангенса угла потерь, дать необходимые пояснения.
2. В каком диапазоне радиоволн плотность потоков смещения в земной поверхности преобладает над плотностью токов проводимости ?
3. При каких токах проводимости и смещениях определяется граничная длина волны ?
4. Указать особенности параметров радиоволн в полупроводящей среде.
5. Пояснить, почему для осуществления радиосвязи с подводными лодками, находящимися в погруженном состоянии, применимы только длинные и сверхдлинные волны ?
6. Какие коэффициенты определяют интенсивность отраженной и преломленной волн? Для каких видов поляризации эти коэффициенты определяются ?
7. Поясните особенности отражения радиоволн от шероховатой поверхности.
8. При каком условии шероховатую поверхность можно считать ровной ?
9. Приведите классификацию случаев распространения земных радиоволн и поясните ее.
10. Запишите интерференционную формулу и назовите условия ее применимости.
11. Запишите формулу Введенского. При каких условиях можно вести расчет напряженности поля по этой формуле.
12. Поясните особенности поля излучателя, расположенного вблизи плоской земной поверхности.
13. Какие составляющие имеет поле вертикального вибратора, расположенного вблизи полупроводящей поверхности земли ?
14. Запишите и поясните формулу Шулейкина-Ван-дер-Поля.
15. Укажите особенности расчета напряженности поля над неоднородной трассой, когда излучатель расположен вблизи плоской земной поверхности.
16. В каком диапазоне волн существенно сказываются ошибки в определении координат излучателя, вызванные береговой рефракцией ?
17. Каким образом учитывается дифракция радиоволн вокруг сферической земной поверхности при расчете напряженности поля ?
3. ТРОПОСФЕРА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
3.1.Состав и строение тропосферы
Тропосфера это ближайший к земной поверхности слой атмосферы, простирающийся до высоты 810 км в полярных широтах и до 1618 км в тропиках. В тропосфере содержится до 4/5 массы газов, составляющих атмосферу, и почти все количество водяных паров.
В электрическом отношении тропосфера представляет собой весьма неоднородную среду, вследствие чего в ней происходит искривление траекторий радиоволн, а следовательно, изменение направления прихода волны и напряженности поля на данном расстоянии.
Чтобы учесть влияние тропосферы на распространение радиоволн, необходимо знать закономерности изменения и , которые определяются физико-химическими свойствами входящих в тропосферу газов. Относительный газовый состав тропосферы остается постоянным по всей высоте, изменяется лишь содержание водяных паров, которое зависит от метеорологических условий и убывает с высотой.
Нормальной тропосферой называют такую гипотетическую тропосферу, свойства которой отображают среднее состояние реальной тропосферы. Нормальную тропосферу характеризуют следующими свойствами: давлением у поверхности Земли (р = 0,1013 МПа), температурой (T = 288 К) и относительной влажностью (S = 60%). С увеличением высоты на каждые 100 м давление уменьшается на 1,2 кПа, температура на 0,55 К. Границей нормальной тропосферы считают высоту 11 км.
3.2 Диэлектрическая проницаемость и показатель преломления тропосферы
Относительная диэлектрическая проницаемость тропосферы (воздуха) только приближенно может считаться равной единице. В действительности значение несколько больше единицы и зависит от давления р (Па) температуры Т (К) и абсолютной влажности воздуха е (Па)
(3.1)
Второе слагаемое в (3.1) выражаетизменение из-за смещения электрических зарядов в неполярных молекулах газов, входящих в состав воздуха, под влиянием внешнего поля и ориентации полярных молекул водяного пара.
Коэффициент преломления тропосферы
и связан с величиной тропосферы выражением
(3.2)
У поверхности Земли значение n в зависимости от климатических условий равно 1,000261,00046. Для расчетов удобнее пользоваться величиной, называемой приведенным показателем преломления тропосферы, N=(nl)106, для Земли N = 260 460.
Для нормальной тропосферы изменение с высотой над земной поверхностью h (м) подчиняется экспоненциальному закону
,
где з = 5,78 отклонение от единицы у земной поверхности; вертикальный градиент при h = 0.
Экспоненциальная зависимость от высоты наблюдается при усреднении значительного числа наблюдений, тогда как единичные конкретные кривые в той или иной мере отклоняются от этого закона. Особенно велики отклонения в летний период на высотах до 23 км, где наблюдаются интенсивные облачные слои, частые инверсии температуры и влажности. Практически всегда возникают сравнительно небольшие флуктуации относительно