Электродинамические параметры земной поверхности
Nbsp; Глава 8. Распространение радиоволн в природных условиях
Основные факторы, влияющие на распространение радиоволн
Систему передачи информации с помощью электромагнитных волн можно представить в виде трех основных блоков: передатчик, приемник и соединяющая их линия связи.
Пока не существовали специальные высокоподнятые ретрансляторы и коммуникационные спутники при распространении радиоволн основной интерес представляла естественная линия связи, формируемая земной поверхностью и окружающей ее атмосферой.
Однако, и в настоящее время, несмотря на бурное развитие современной техники радиосвязи, использование новой коротковолновой и ультракоротковолновой техники, многие вопросы учета влияния естественной линии связи на распространение радиоволн, а в конечном счете на качество радиосвязи, остаются актуальными, требуют дальнейших исследований и разработок.
В отличие от различного типа регулярных линий передачи электромагнитной энергии, в том числе полых волноводов, рассмотренных во второй части учебного пособия [2], для естественной линии связи не предста-
вляется возможным получить строгое решение электродинамической задачи . Это становится ясно, если рассмотреть подробнее строение и электрические свойства земной поверхности и окружающей ее атмосферы, а также классифицировать радиоволны с учетом превалирующего фактора (механизма) в процессе их распространения.
|
|
|
Естественная линия связи
Как уже было отмечено, естественная линия связи формируется земной поверхностью и окружающей ее атмосферой.
Термин “земная поверхность и окружающая ее атмосфера” включает в себя все многообразие естественных ландшафтов и климатических условий (которые также могут оказывать определенное влияние на распространение радиоволн) различных регионов земной поверхности. Их описание занимает многочисленные тома специальной литературы и не входит в круг задач, рассматриваемых в данном учебном пособии.
- 33 -
Отметим лишь наиболее важные характеристики локальных естественных линий связи, которые необходимо учитывать на практике: поверхностный слой земной поверхности – почва различной степени влажности; травянистая или древесная растительность; снежный или ледяной покров; водные пространства – пресные или соленые; рельеф местности – равнины, одиночные возвышения (горы) или горные массивы; области интенсивных сезонных осадков (дождей); области сезонной жары и засухи; области интенсивных испарений и влажности; области неспокойной ионосферы – приполярные северные сияния и магнитные бури; области интенсивных “метеоритных дождей”.
|
|
|
Следует также отметить некоторые результаты жизнедеятельности человека, влияющие на структуру и характеристики естественных линий связи : различные строения, в том числе высотные – города, поселки, башни; рукотворные моря, озера, каналы; культивируемые участки земной поверхности – лесные вырубки, пашни; несовершенные технологии – загрязнение атмосферы промышленными газами и пылью, нарушение атмосферного теплообмена, частичное разрушение озонового слоя.
Из вышесказанного следует, что строгий учет параметров земной поверхности и атмосферы Земли не представляется возможным, что делает неразрешимой электродинамическую задачу аналитического нахождения реальных характеристик распространения радиоволн в природных условиях .
На практике вопросы расчета многих радиолиний решаются эмпирически, используя результаты многочисленных экспериментов. Аналитическое решение задач распространения радиоволн возможно с использованием усредненных, эффективных, эмпирических данных, определяющих параметры земной поверхности и атмосферы, а фактически модели естественной линии связи. При этом используются многие положения теории возбуждения электромагнитных волн [1] и теории дифракции и рефракции , рассмотренные выше в Главе 7.
|
|
|
Электродинамические параметры земной поверхности
В соответствии с разнообразием ландшафтов, о котором говорилось выше, основные электродинамические параметры земной поверхности - относительная диэлектрическая проницаемость 
и удельная проводи -
- 34 -
мость 
лежат в широком диапазоне значений. В табл. 1., заимствованной из [4], приведены параметры наиболее типичных видов земной поверхности на частотах ниже 300 МГц.
Таблица 1. Параметры земной поверхности
| Вид земной поверхности |
|   
|
Морская вода
Пресная вода
Влажная почва
Сухая почва
Мерзлая почва
Лед 
Снег
Лес
| 75
80
20  30
3 6
3 6
4 5
1.2
1.004
| 1 6
(1 3) 
2× 3× 
 2× 
|
|
|
|
Приведенные в таблице данные подтверждают тот факт, что земная поверхность в общем случае является полупроводящей средой. Тангенс диэлектрических потерь такой среды 
, откуда следует, что на очень низких частотах 
, и в этом случае земную поверхность можно считать хорошим проводником. На очень высоких частотах картина обратная : 
, и земную поверхность можно считать диэлектриком с потерями. Это свойство необходимо учитывать при проектировании и расчете естественных линий связи на различных частотах.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1035; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!