2. Ослабление энергии радиоволн тропосферой и его учет в радиолокации и радиосвязи. Ослабление рв

ПОГЛОЩЕНИЕ РВ РАССЕЯНИЕ РВ

Максимальная дальность радиосвязи будет иметь вид:

Для радиолокации:

При распространении радиоволн в атмосфере наблюдают затухание в дожде(тумане):

наиболее сильное резонансное поглощение. В зависимости от количества осадков(а). Селективное(резонансное) поглощение(б).

Рис. 8

К оэффициент поглощения можно определить: (Г-коэффициент поглощения, B-затухание)

Пример: из рис. 8

Зависимость коэффициента поглощения от частоты:

При излучении с одной поляризацией, при отражении направление поляризации поменяется.

Рис. 11

2. Рассеяние радиоволн на неоднородностях тропосферы. Дальнее

тропосферное РРВ (ДТР).

При наличии тропосферной неоднородности можно организовать радиосвязь за пределами радиогоризонта. Т.к. потери большие используется дециметровый диапазон.

Рис. 12

Облучая эту неоднородность имеются флуктуации коэффициента преломления.

Сложная интерференционная картина в точке приема. Для этого разделяют приемник и передатчик.

Тема №3. Ррв в ионосфере.

3.1. Общие сведения о физике ионосферы. Образование ионизиро­ванных слоев атмосферы. Простой ионосферный слой.

В ысота с 60 км, верхняя граница не имеет четкого выделения, примерно на 15 -20 тыс.км ионизированный слой плавно переходит в межпланетный газ.

Область постоянного состава, это нейтросфера.

В ионосфере:

Азот – 78%, кислород – 21%, аргон, гелий, криптон, ксенон – 0,9%, озон, радон, и др. - 0,1%.

Рис. 1-ориентировочный состав атмосферы

В разряженной атмосфере под воздействием солнечной радиации происходит диссоциация кислорода и азота. Молекулы кислорода и азота расщепляются(кислород на кислород атомарный, а азот на азот атомарный) при поглощении кванта лучистой энергии расщепляются:

Энергия фотона, при которой происходит диссоциация кислорода, соответствует длине волны 0,24мкМ. Для азота 0,128мкМ. Спектр видимого света ограничен от 0,4 до 0,75мкМ, следовательно, диссоциация молекул кислорода и азота может происходить только под действие ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Реакция диссоциации азота в 10⁸ менее эффективна, чем диссоциация кислорода, поэтому наличие азота в верхних слоях атмосферы оно обусловлено другими более сложными фотохимическими реакциями. Диссоциация кислорода происходит с высот порядка 90км, а реакции, приводящие к образованию атомарного азота с высоты порядка 200км.

Ионизация, образование положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул. Механизм ионизации – заключается в отрывании электронов от наружной оболочки атомов, после чего он обретает заряд. Что бы совершить работу по ионизации, необходимо затратить энергию. В данном случае особый интерес представляют фото-ионизация и ударная ионизация. Если конкретный газ подвергается действию лучистой энергии с энергией фотонов , работа по ионизации , то ионизация может произойти при соблюдении условия:

Неравенство (2) показывает, что ионизация рассматриваемого газа происходи, под воздействием излучения, частота которого превышает некоторое критическое значение, это кр. значение называют частотой ионизации. Ни какое увеличение интенсивности излучения( количества фотонов), частота которых не превышает частоту ионизации не может совершить работу по ионизации газа. При малых скоростях выбиваемых электронов, когда можно некоторыми поправками пренебречь, общий баланс энергии выражается равенством:

Увеличение частоты излучения при неизменно числе фотонов приводит к увеличению скорости выбиваемых электронов.- Фото-ионизация

При ударной ионизации непосредственной причинно вырывания электрона является попадание в молекулу или атом частицы(корпускулы) обладающей достаточным запасом кинетической энергии. Условие ионизации запишется в виде:

m₁, V₁ - масса и скорость ионизирующей частицы, m, V - масса и скорость выбитого электрона.

Связь между кинетической энергией и работой ионизации:

е – заряд электрона, U- разность потенциалов (В).

учитывая, что 1эв = 1,60207·10 ^–19 дж получим:

Таблица №1.

Зависимость концентрации электронов от высоты ионосферы. На больших высотах, плотность ионосферы мала, внизу плотность велика, но уже энергия солнца мала. Z_m-300-400км.

В реальной ионосфере различаются несколько слоев. D – в дневное время суток. Периодически возникает спорадический слой E_s. В ночное время F₁+ F₂=F.

а) б)

Рис. 4. Предполагаемая зависимость кинетической температуры Атмосферы от высоты а). Ориентировочное распределение Электронной концентрации по высоте б).

В таблице нас интересует изменение электронной концентрации.

Т аблица №2.