Принцип отражательной трактовки. Участок поверхности, существенный при отражении РВ.
Земля влияет на распространение, возможно нейтросферное и тропосферное распространение(учитывать его не будем) Рассмотри простую однолучевую модель.
Требуется выяснить какова область существенная для отражения от земли. В точке наблюдения будет сложная интерференционная картина. Воспользуемся методом отражательно трактовки, который базируется на методе зеркальных изображений. Рассмотрим метод зеркальных изображений.
Сущность метода зеркальных изображений заключается в том, что поле отраженной волны, заменяется полем воображаемого облучателя, зеркально расположенного относительно точки излучения.
Используется след допущение:
1) Волна плоская
2) Плоскость отражения идеально плоская, проводящая
3) На плоскости нет шероховатостей
Возмущающее действие идеально проводящей поверхности на поле излучателя радиоволн можно интерпретировать иначе, а именно можно считать, что от этой плоскости происходит отражение падающей волны с коэффициентом отражения.
в случае вертикального вибратора.
в случае горизонтального вибратора.
Поле в точке наблюдения:
Поле отраженной волны:
Выясним условие зеркальности отражения(т.к. отражение м.б. еще и диффузным и полудиффузным).
Имеется некий столби(A-C).падающая волна справа, слева отраженная. При отражении учтем разность хода волн, для этого опустим перпендикуляр.
Зададим условие зеркальности отражения:
|
|
|
Отсюда фаза:
Рассмотри треугольники: 
Максимальная высота неровности при которой отражении можно считать зеркальным:
Критерии зеркальности отражения Релея
Пример: 
Поскольку область существенная для распространения радиоволн в пространстве это эллипсоид вращения, спроецировав точки пересечения, получим зоны Френеля на плоскости отражения.
В данном случае мы видим эллипс с параметрами:
-расстояние от облучателя до точки геометрического пересечения.
расстояние от проекции облучателя до середины эллипса.
большая полуось эллипса.
малая полуось эллипса.
В случае высота повеса антенны, равна высоте точки наблюдения:
Если изобразить окружность в центре которого находится излучатель, будет две области:
Область существенная для отражения радиоволн определяется эллипсом, также определяется зонами Френеля, первая область представляет собой площадь эллипса, остальные области эллиптических колец.
Отражение радиоволн при горизонтальной и вертикальной поляризации. Интерференционный множитель Земли при вертикальной и горизонтальной поляризации
Т.к на земную поверхность падает масса лучей, то в точке наблюдения будет сложная интерференционная картина, ее учитывают при помощи интерференционного множителя земли. Рассмотрим модель:
|
|
|
Коэффициенты отражения:
С точки зрения земной поверхности:
Градация:
Также необходимо обратить внимание что для различных частот земля может проявлять различные свойства проводимости.
Рис. 2
Модуль отражения при горизонтальной поляризации близок к 1. Фаза изменяется, ей пренебречь нельзя и необходимо учитывать.
При вертикальной поляризации:
Модуль коэффициента отражения сильно изменяется(равен 0 при угле Брюстера). Для полупроводника при углах Брюстера наблюдается уменьшение модуля коэффициента отражения. Фаза изменяется скачком.
Учитывая эти данные запишем мощность прямой волны:
Для отраженной волны:
Предположим что ДН игольчатая:
-условие дальней зоны.
Дальней(Фраунгоферовой) зоной называют зону в которой лучи идущие от источника можно считать параллельными.
Критерий дальней зоны:
Т.к. диаграмма симметричная:
Учтем упрощения и запишем:
Выражение (8) представляет собой поле в свободном пространстве умноженному на множитель называемый, интерференционный множителем земли.
Модуль интерференционного множителя земли:
|
|
|
Отсюда поле в точке наблюдения:
-характеристика направленности антенны, с учетом земной поверхности.
Интерференционный множитель земли характеризирует интерференционную картину лучей отраженных от земной поверхности.
Рассмотрим, как влияет интерференционный множитель земли и как его необходимо учитывать.
Рассмотрим как зависит интерференционный множитель земли от угла возвышения:
считаем, что ДН является симметричной:
Следовательно ИМЗ(интерференционный множитель земли) приобретает вид:
Пусть:
основное изменение будет определяться cos, т.к. cos при изменении угла 
быстрее меняется, чем модуль коэффициента отражения, как при вертикально, так и при горизонтальной поляризации. Нас интересуют точки, где ИМЗ принимает максимальное и минимальное значение:
-макс. 
-мин; 
Далее нам необходимо учитывать поляризацию, т.к. из графиков приведенных выше на расчеты накладываются определенные условия, исходя из вида поляризации.
Горизонтальная поляризация. 
Углы в которых ИМЗ принимает максимальные и минимальные значения.
Анализируя (13) и (14) видно, что ИМЗ имеет лепестковый характер. Число лепестков можно определить по числу максимальных значений:
|
|
|
Число лепестков равно числу полуволн укладывающихся на высоте h.
Пример: 
Анализ рис.7 показывает, чтобы увеличить дальность радиосвязи необходимо антенну поднимать.
Вертикальная поляризация:
При данной поляризации происходит скачек фазы, который необходимо учитывать.
ДН вертикального диполя:
Рассмотрим виды подстилающей поверхности:
Проводник:
Отсюда рассматривая направления максимумов и минимумов и считая количество лепестков, получим, что количество лепестков определяется:
Из рис.8 видим, что нижний лепесток прижимается к земле, поэтому если нет возможности поднять антенну повыше, то лучше использовать вертикальную поляризацию(с точки зрения ИМЗ) но необходимо учитывать препятствия.
Для полупроводника также необходимо исходить из точных формул (11) и (12).
В данном случае модуль коэффициента отражения:
Вывод:
1)Поскольку ИМЗ при вертикальной и горизонтальной поляризациях описывается функция cos sin соответственно, то направление минимума ИМЗ при горизонтальной поляризации соответствуют направления максимумов при вертикальной поляризации и наоборот.
2) С увеличение высоты подъема антенны углы 
и 
уменьшаются, т.е. лепестки ДН сильнее прижимаются к земле, и тем самым можно увеличить дальность радиосвязи.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1075; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!