69. Рефракция радиоволн в тропосфере, виды рефракций

Рефракция — изменение направления распространения волн электромагнитного излучения, возникающее на границе раздела двух прозрачных для этих волн сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами.

Прежде всего, все встречаемые типы тропосферной рефракции целесообразно разбить на три группы: отрицательную, нулевую (отсутствие рефракции) и положительную рефракцию.

Отрицательной принято называть те виды атмосферной рефракции, при которых индекс не уменьшается, как обычно с высотой, а возрастает, т. е. когда . Из формулы для радиуса кривизны траектории следует, что в этих условиях , т. е. что траектория обращена выпуклостью вниз. Радиоволна удаляется от поверхности Земли, а дальность видимости и дальность распространения соответственно уменьшаются.

Различные виды положительной рефракции возникают в тех случаях, когда индекс уменьшается с высотой, т. е. когда . Траектории волн в этих условиях обращены выпуклостью вверх, т. е. положительная рефракция способствует увеличению дальности распространения волн. В свою очередь, среди положительных видов атмосферной рефракции различают:

• пониженную (когда искривление лучей меньше, чем при нормально рефракции),

• нормальную (подробно рассматривавшуюся выше),

• повышенную (при которой искривление лучей больше, чем при нормальной, но не достигает критического значения),

• критическую (при которой радиус кривизны траекторий равен радиусу земного шара) и

• сверхрефракцию (при которой лучи искривляются еще сильнее, чем при критической рефракции).

При сверхрефракции радиус кривизны луча меньше радиуса земного шара, поэтому лучи, покидающие передающую антенну под небольшим углом возвышения, испытывают в тропосфере полное внутреннее отражение и на некотором удалении возвращаются на поверхность Земли. Достигнув поверхности Земли и отразившись от нее, радиоволны приобретают способность (за счет многократных огражений) распространяться на большие расстояния. В этом случае говорят о возникновении тропосферного волновода.

о трицательная нулевая (отсутствует)

положительная критическая

сверхрефракция

70. Отражение и рассеяние радиоволн на неоднородностях тропосферы

диоволн и являются как бы естественными ретрансляторами, помещенными на большой высоте над землей.

71. Особенности распространения длинных и средних волн

К диапазону ДВ (километровые волны) относят радиоволны длиной 1000...10000 м (частоты 300...30 кГц). Длинные волны вследствие отсутствия поглощения Землей, которая практически является для них проводником, и большого дифракционного поля распространяется земной волной на сравнительно большие расстояния.

Современные теории распространения ДВ базируются на распространении этих волн в сферическом волноводе, нижней стенкой которого является поверхность Земли, а верхней — днем слой , ночью слой .

Волноводная теория показывает, что, как и в идеальном волноводе, поле в точке приема представляет результат интерференции множества волн, претерпевших -кратное отражение от стенок волновода.

Необходимо отметить еще одну особенность распределения поля с расстоянием, характерную для диапазона длинных волн. Измерения показывают, что на расстоянии около 20 000 км от излучателя (точка антипода, находящаяся на противоположной стороне земного шара) напряженность поля возрастает. В антиподе амплитуда поля превышает ее значения в середине трассы в 6...7 раз. Чисто качественно его можно объяснить как результат «стекания» в эту область волн, приходящих с разных направлений, т.е. волны, огибающие Землю, у антипода складываются в фазе.

К диапазону СВ (гектометровые волны) относят радиоволны длиной 100... 1000 м(частоты от 3 МГц до 300 кГц). Характерной особенностью распространения СВ является прием в дневное время только земной волны, а в ночное — и земной, и пространственной.

Земная волна распространяется вдоль поверхности Земли на большие расстояния, чем в диапазоне КВ. Объясняется это меньшей утечкой энергии волны в почву и меньшими дифракционными потерями. В реальных условиях прием земной волны возможен на расстояниях до нескольких сотен километров в любое время суток.

Пространственная волна может приходить в точку приема в результате отражения от ионосферы.