8. Распространение радиоволн при антеннах, поднятых над плоской Землей

Поднятой считается антенна, питаемая неизлучающим фидером и расположенная на расстоянии не менее нескольких  от земной поверх-ности. Пусть в точке А свободного пространства (' = 1,  = ₀,  = 0) расположен точечный изотропный излучатель мощностью P. Средняя за период плотность потока мощности излученной волны определяется величиной вектора Пойнтин­га П = [E, H]. В вол­новой зоне (kr >> 1) можно полагать, что векторы E и H перпендикулярны направлению распространения, следовательно, . Рассматривая небольшой участок фронта волны как плоский, имеем . Таким образом, на расстоянии r от излучателя [Вт / м²], откуда

[В / м]. (8.1)

Реальные антенны обладают направленными свойствами. Степень концентрации антенной энергии радиоволны в определённом направлении характеризуется коэффициентом усиления антенны G, показывающим, во сколько раз плотность мощности, создаваемая направленной антенной в данном направлении на расстоянии r, превышает плотность мощности, создаваемую изотропным излучателем на том же расстоянии при условии, что излучается одинаковая мощность. Напряженность поля, создаваемого направлен­ной антенной,

[В / м] = [мВ / м]. (8.2)

Выражение (8.2) определяет действующее, или среднее за период ( ) значение напряженности поля гармонической волны. Так как

,

то амплитудное значение напряженности поля

. (8.3)

Пусть в точку B (рис. 8.1) приходят как прямой луч с напряжённостью E_пр, так и отраженный от поверхности луч с E_отр. Для плоской волны

E_пр = , E_отр = ,

где r = AB, r + r = AC + CB, R – коэффициент отражения в точке C,  определяет возможное изменение фазы волны при отражении.

8.1. Горизонтальная поляризация падающей волны

В этом случае напряжённость поля в точке приема E_B = E_пр + E_отр, т. е.

(8.4)

здесь G₁, G₂ – коэффициенты усиления передающей антенны в направлении соответственно на точку приёма и на точку отражения, E_mГ – комплексная амплитуда принимаемой радиоволны

(8.5)

Следовательно,

. (8.6)

Параметр M_Г

(8.7)

называется интерференционным множителем.

Действующее значение E_Г напряжённости поля в точке приема

. (8.8)

8.2. Вертикальная поляризация падающей волны

В точке приема B будет иметь место суперпозиция полей с результирующей напряженностью (рис. 8.1)

E_B = E_прcos + E_отрcos, (8.9)

где .

После выполнения преобразований, аналогичных предыдущему разделу, можно по­лучить

, (8.10)

з десь M_В – интерференционный множитель,

(8.11).

Согласно рис. 8.1, .

Обычно можно полагать, что h₁, h₂ << L, тогда

(8.12)

Для пологих трасс, когда углы  и  малы, в выражениях (8.7), (8.11) допустимы следующие замены:

, r  L, G₁  G₂  G, cos 1, cos 1, |R_Г| 1, |R_В| 1, _Г , _В .