Классификация радиоволн по способам
Их распространения
Как отмечалось в начале настоящей главы, в связи с большим количеством внешних факторов, влияющих на распространение радиоволн в естественной линии связи и не поддающихся строгому аналитическому учету, представляется целесообразным провести классификацию радиоволн с учетом превалирующего фактора (механизма) в процессе их распространения.
В связи с этим дадим следующие определения.
Волны, распространяющиеся в непосредственной близости от поверхности Земли в нижнем слое тропосферы по прямой, за счет переотражений от полупроводящейповерхности, в том числе от ее неровностей, а также за счет ее огибания, называются земными.
Волны, распространяющиеся в тропосфере благодаря явлениям рефракции, рассеяния и отражения от неоднородностей тропосферы, включая ее границы, называются тропосферными.
Волны, прошедшие в ионосферу и возвратившиеся к поверхности Земли за счет явлений рефракции и рассеяния в ионосфере, называются
ионосферными. Эти волны за счет многократных “скачков”“Земля - ионосфера - Земля” могут огибать земной шар.
- 48 -
8.3.1. Земные волны
8.3.1.1. Учет неровностей земной поверхности
При падении плоской волны на ровную плоскую поверхность происходит зеркальное отражение волны, при котором угол падения равен углу отражения, и все отраженные лучи параллельны друг другу.
|
|
|
Падающая на неровную поверхность Земли волна может отражаться в самых различных направлениях, включая обратное. При этом происходит рассеяние энергии, и напряженность поля волны в направлении, соответствующем зеркальному отражению от ровной поверхности, уменьшается.
Отраженное в зеркальном направлении поле рассчитывается с использованием эффективного коэффициента отражения, аналитическое определение которого для реальных профилей земной поверхности не представляется возможным. Существуют приближенные методы расчета для некоторых моделей профиля идеально проводящей поверхности.
Неровности тем больше влияют на процесс отражения, чем короче длина волны 
.
На практике в диапазоне дециметровых и сантиметровых волн для конкретной линии связи эффективный коэффициент отражения 
определяют экспериментально.
Рис. 8.6. Зависимость эффективного коэффициента
отражения от и 
- 49 -
На рис.8.6. представлены зависимости модуля коэффициента отражения от угла падения 
и длины волны 
, где обозначены :
|
|
|
1 - теоретическая зависимость для ровной поверхности ;
экспериментальные зависимости для неровной поверхности –
2 - при l = 26 см ; 3 - при l = 9 см ; 4 - при l = 3 см .
Исследования показали, что чем меньше угол падения и длина волны , тем больше отличие результатов эксперимента от теоретической зависимости. Выясним причину этого факта.
Критерий Релея
Рассмотрим падение плоской волны на неровную поверхность с максимальным перепадом высот 
(рис. 8.7.).
Рис. 8.7. Падение плоской волны на неровную поверхность
Плоская волна (фронт волны 
) падает под углом . Максимальная разность хода лучей, отраженных от верхнего 
и нижнего 
уровней неровностей составляет :
, (8.31)
и приводит к различию фазы в точках 
и 
отраженных лучей на величину : 
. (8.32)
Экспериментально установлено , что если фазовые искажения фронта волны не превышают 
, то отражение близко к зеркальному ,
- 50 -
|
|
|
и неровностями поверхности можно пренебречь . Отсюда вытекает критерий Релея на допустимую высоту неровностей , при которой отражение можно считать зеркальным :
.
Отсюда :
. (8.33)
Из (8.33) видно, что с уменьшением и 
уменьшается , а при фиксированной высоте неровностей отражение тем ближе к зеркальному, чем больше и больше (более пологие падающие лучи), что согласуется с результатами, представленными на рис. 8.6.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 624; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!