13. Факторы, влияющие на распространение р/волн. Диэлектрическая проницаемость и проводимость земной поверхности.

Средой распространения р/волн м.б. как естественная трасса (земн. поверхность, атмосфера или космич. простр-во), так и искусств. Естественная среда не поддается управлению, что весьма важно при организации р/связи. Пути распространения р/волн по ним имеют вид:

Р/волны (1), распространяющиеся в непосредственной близости Земли – земные. Наиб. заметное влияние на распростр. р/волн в атмосфере оказывают тропосфера (ТС) и ионосфера (ИС).

Распространение ТС р/волн (2) идет за счет рассеяния и отражения от неоднородностей ТС, аналогично распростр. и ИС р/волны (3). Радиоволны (4),(5) используются для р/линий Земля-космос, космос-космос и не имеют особого названия.

Земная поверхность сущ. влияет на распростр. земных р/волн. Ее влияние характеризуется диэлектрической проницаемостью ε и проводимостью γ. Для земной поверхности однородной по глубине характерно постоянство ε и γ во всем диапазоне р/волн длиннее метровых. Наиб. значение ε и γ имеют жидкие среды, а сухая почва, лед, снег, имеют относит. малые значения ε и γ. Колич. потери энергии хар-тся коэф. поглощения α≈6πγ/√ε.

Если ЭМ волна падает на гладкую поверхность Земли, то она частично отражается от границы раздела сред и частично переходит в глубь второй среды. При отражении волн может меняться ее поляризация, а преломленная часть волны поглощается средой. Отражение р/волн от ровной плоской поверхности подчиняется закону геометр. оптики. Если поверхность земли не ровная, то они отражаются в различных направлениях, в том числе и в обратном.

14. Факторы, влияющие на распространение радиоволн. Рефракция и ее виды. Диспергирующие среды. Замирания.

Средой распространения р/волн м.б. как естественная трасса (земн. поверхность, атмосфера или космич. простр-во), так и искусств. Естественная среда не поддается управлению, что весьма важно при организации р/связи. Пути распространения р/волн по ним имеют вид:

Р/волны (1), распространяющиеся в непосредственной близости Земли – земные. Наиб. заметное влияние на распростр. р/волн в атмосфере оказывают тропосфера (ТС) и ионосфера (ИС).

Распространение ТС р/волн (2) идет за счет рассеяния и отражения от неоднородностей ТС, аналогично распростр. и ИС р/волны (3). Радиоволны (4),(5) используются для р/линий Земля-космос, космос-космос и не имеют особого названия.

Рефракция (Р.) возникает при распределении р/волн в ТС, когда наблюдается искривления траектории волны, степень искривления и направления волны зависят от состояния ТС. Явление Р. объясняется изменением диэлектрич. проницаемости  и показателя преломления ТС с высотой.

Различают положительную ТС рефракцию (ПР) (угол преломления увеличивается с высотой, dn/dh<0) и отрицательную (ОР) (dn/dh>0). При ПР есть три случая: 1) нормальная (НР); 2) критическая (КР); 3) сверхрефракция (СР).

При НР траектория р/волн искривляется в сторону земной поверхности, что приводит к увеличению дальности р/линии. При некоторых условиях искривление такое, что р/волна распространяется ║ земле на постоянной высоте – критическая Р. При резком убывании коэф. преломления с высотой происх. полное внутр. отражение р/волны от тропосферы, и она возвращается на землю - явление сверхрефракции.

Тропосферный волновод возникает когда область СР занимает значит. расстояние над земной поверхностью и волна (УКВ диапазон) распространяется путем последовательного чередования: рефракции в тропосфере и отражения от земли.

Влияние ионосферы на распространение радиоволн обуславливается двумя основными факторами - наличием неоднородностей (области, электронная плотность в которых отличается от среднего значения на данной высоте) и относительно высокой концентрацией электронов. Наличие в ионосфере электронов и ионов определяет величину диэлектрической проницаемости (ДП), от которой зависит затухание ионосферных волн. ДП ионизированного газа всегда <1 и зависит от частоты радиоволны ε≈1-81*Nэ/f², где f- рабочая частота, Nэ – электронная плотность.

При некотором значении Nэ ДП=0, частота f₀ при которой ε=0 - собственная частота ионизированного газа. В этом случае формула имеет вид: =(f₀/f)².

При f<f₀ ДП<0, т.е. р/волны в ионизированной среде не распространяются. Т.к ДП ионизированного газа зависит от частоты колебаний, то среды, в которых скорость распространения радиоволн зависит от частоты называются диспергирующими.

Параметры ТС и ИС флуктуируют во времени, что приводит к случайным изменениям амплитуды и фазы радиосигнала и вызывает их искажение, это явление - замирания.

1 – отрицательная ТР; 2 – нормальная ТР; 3 – критическая ТР; 4 – сверхрефракция