19. Механизм распространения укв, дальность связи в диапазоне укв.

Общие свойства. К диапазону ультракоротких волн (УКВ) относят радиоволны длиной от 10 м до 1 мм (f = 30 - 3 10⁵ МГц). В нижнем пределе частот диапазон УКВ примыкает к КВ. Эта граница определена тем, что на УКВ, как правило, не может быть удовлетворено условие отражения радиоволн от ионосферы (3-43) В верхнем пределе частот УКВ граничат с длинными инфракрасными волнами. Диапазон УКВ делится на поддиапазоны метровых, дециметровых, сантиметровых, миллиметровых волн, каждый из которых имеет свои особенности распространения, по основные положения свойственны всему диапазону УКВ. Условия распространения зависят от протяженности линии связи и специфики трассы.

Из-за малой длины УКВ плохо дифрагируют вокруг сферической поверхности Земли и крупных неровностей земной поверхности или других препятствий. Антенны стремятся расположить на значительной высоте над поверхностью Земли, так как при этом, во-первых, увеличивается расстояние прямой видимости и, во-вторых, уменьшается экранирующее влияние местных предметов, находящихся вблизи антенны. При этом, как правило, выполняется условие, при котором высота расположения антенны много больше длины волны и расчет напряженности поля можно вести по интерференционным формулам (3-20), (3-21). Если это условие не выполняется (переносные или автомобильные станции, работающие на метровых волнах), расчет ведут по (3-24).  

В диапазоне УКВ земная поверхность может рассматриваться как идеальный диэлектрик, и проводящие свойства земной поверхности следует учитывать только при распространении метровых волн над морской поверхностью Поэтому изменение проводящих свойств почвы (изменение ее влажности) практически не сказывается на распространении УКВ Но согласно (3-17) даже небольшие неровности земной поверхности существенно изменяют условия отражения УКВ от поверхности Земли.

Распространение УКВ в пределах прямой видимости.

При расстояниях, много меньших предела прямой видимости (3-32), можно не учитывать влияние сферичности Земли и влияние рефракции радиоволн в тропосфере. Характерными особенностями распространения УКВ при этом являются большая устойчивость и неизменность уровня сигнала во времени при стационарных передатчике и приемнике. Расчет напряженности поля можно , вести по ф-ле Введенского (3-22), если выполняются условия применимости этой ф лы.

При расстояниях, лежащих в пределах 0,2 rо <r< 0,8 rо, необходимо учитывать влияние сферичности Земли (см. рис. 3-16). Одновременно следует учитывать влияние рефракции, используя принцип эквивалентного радиуса Земли [см. (3-31)]. При таких расстояниях на распространение УКВ влияют и метеорологические условия. С изменением коэффициента преломления тропосферы меняется кривизна траектории волны, причем для прямого и отраженного от земной поверхности лучей эти изменения могут оказаться различными. В результате изменяется разность фаз между прямым и отраженным лучами, а следовательно, меняется и уровень поля радиоволны, происходят замирания сигнала. Длительность таких замираний составляет 10—60 мин, глубина 20— 30 дБ Мешающее действие замираний усиливается с увеличением расстояния.

Распространение УКВ над пересеченной местностью и в городах.

В общем случае учесть влияние неровностей не представляется возможным.  

Для расчета напряженности электрического поля в каждом конкретном случае надо иметь профиль трассы и вести расчеты исходя из этого профиля.  

Трассы бывают открытыми (прямая видимость) и закрытыми (препятствие выше линии прямой видимости).  

Открытые трассы характеризуются прямым и n отраженных лучей приходящих на приемную антенну с разной фазой их суммирование и определяет напряженность поля на пр. антенне.  

На закрытых трассах возможен эффект «усиления препятствием», что объясняется переизлучением препятствием как ретрансляторомусиление напряженности может достигать 60-80 дб. для этих же целей можно использовать искусственные конструкции (мачты, линии Эл. передач, высотные промышленные здания и др. конструкции).  

В больших городах, в условиях множественных переотражений, напряженность поля метровых и дицеметровых волн меньше чем на открытой местности примерно в 3-5 раз. Её расчет производят по формуле (3-22) вводя в неё коэффициент 0,2-0,4. В сантиметровом диапазоне ослабление ещё сильнее.  

Внутри помещения структура поля еще более сложная и на неё влияет множество факторов поэтому она не поддается расчету. Практические измерения показали, что напряженность поля в помещениях на верхних этажах составляет 10-40% от напряженности над крышей, а на первом этаже 3-7%.