58. Уравнение радиопередачи

Дальняя зона r>>L, r>>λ.

В дальней зоне для изотропной антенны:

– излученная мощность изотропной антенны

– в направлении максимума

В произвольном направлении с учетом фазы:

– формула идеальной радиопередачи,

На реальных трассах: – множитель ослабления.

– основная формула радиопередачи

59. Область, существенная для распространения радиоволн

Физическое представление об электромагнитном поле, распространяющемся в пространстве, дает основание полагать, что перенос энергии электромагнитного поля происходит не по нитевидному каналу пространства, не по прямой линии, соединяющей антенны корреспондирующих станций, а в определенном объеме пространства.

Для определения размеров и формы этой области воспользуемся принципом Гюйгенса — Френеля. Он гласит, что каждый элемент воображаемой поверхности , охватывающей излучатель , служит источником вторичной сферической волны (элементом Гюйгенса), и полное поле в точке приема в определяется суммой этих вторичных волн.

Выделим на фронте волны отдельные элементы Гюйгенса в точках . Тогда поле в точке приема будет определяться суммой полей от каждого элемента. Так как расстояние между точкой приема и отдельными элементами различно, то вторичные поля придут в точку с различным набегом фазы. А это, в свою очередь, означает, что можно выделить области на фронте волны, где волны складываются синфазно или почти синфазно, а также области с противофазным сложением. На основании этого положим, что разность хода между точками равна половине длины волны. В первом приближении можно полагать, что поля, создаваемые в точке приема каждым элементом Гюйгенса одной зоны, синфазны. Очевидно, что поля любой пары соседних зон противофазны друг другу (поле первой зоны противофазно полю второй зоны, поле второй зоны противофазно полю третьей зоны и т.д.).

Зоны Френеля

Зонами Френеля называют концентрические поверхности волнового фронта в форме кольца (для первой зоны в форме круга), которые имеют равные площади. Причем, площади всех зон равны.

График действия зон Френеля

60. Радиолинии с низкоподнятыми антеннами при плоской Земле

Строгое решение задачи по определению поля волны, распространяющейся от вертикального излучателя над плоской электрически однородной поверхностью, требуя решения уравнений Максвелла в двух (воздух и земля) средах и удовлетворения их граничным условиям, приводит к сложным, малопригодным для практики интегральным выражениям. Обычно расчет подобных радиолиний осуществляется по методу Шулейкина−Ван-дер-Поля, определяющему напряженность поля в дальней зоне излучателя (при ) через множитель ослабления , зависящий от безразмерного параметра , именуемого численным расстоянием:

Численное расстояние зависит от параметров почвы, длины волны, расстояния, вида поляризации волны и определяется следующими выражениями:

для вертикально поляризованной волны

для горизонтально поляризованной волны

Для найденного численного расстояния множитель ослабления определяется по специальным графикам Берроуза, построенным в виде семейства для различных значений параметра , либо может быть ориентировочно вычислен по формуле

которая при (но для ) принимает вид

.