книги из ГПНТБ / Левитский, Г. Е. Распространение радиоволн

Пространственные волны отражается в нижнем слое

ионосферы, не проникая глубоко внутрь его. Поэтому ослабле­ ние пространственных волн в ионосфере незначительно.

Все это вместе обуславливает относительно медленное

убывание резулътирувщего поля ( пространственной и повер­ хностной волн) длинных волн по мере удаления от источника

( малое их ослабление) и возможность передачи сигналов

на этих волнах на расстояние до IOOOO-* І5ШЗ км. Длинные волны в основном используется для дальних

магистральных связей.

В диапазоне средних волн так же существует как поверх­ ностные так и пространственные волны.

Поверхностные водны значительно сильнее ослабляются земной поверхностьв, ч?м в диапазоне длинных волн. Детали рельефа и тропосфера по-лрежнеыу не оказывает заметного влияния

на распространение,

Пространственные волны при отражении от ионосферы проникает вглубь ее на значительное расстояние, что вызывает их ослабление, которое в дневные часы настолько

велико, что пространственные волны в это время практически отсутствует ( напряженность их поля у земли значительно

ыевьше напряженности поверхностных волн]. Ночье ослабление средних волн в ионосфере незначительно.

. В силу изложенных свойств средних волн в дневные

часы передача сигналов осуществлдется поверхностными волнами и ограничивается дальностями в несколько сотен километров

над сушей и приблизительно тысячью километров над морем ; в ночные часы%кроме того , возможна передача сигналов с по­

мощью пространственных волн, при этом дальности передачи становятся практически неограниченными (на земной повер­ хности).

Средние волны в основном используются для радиовещания и радионавигации в воздушном и морском флотах.

Свойства коротких волн характеризуются следующим. Поверхностные волны интенсивно ослабляются земной Поверх­ ностью, на распределение напряженности их поля оказывают влияние крупные детали рельефа местности (горы, высокие холмы), за которыми наблюдается снижение напряженности поля.

В диапазоне коротких волн в зависимости от частоты колебаний, угла падения на границу ионосферы и концентрации электронов в ней, волны могут как отражаться от ионосферы так и проходить через нее (рис.б)..В первом случае

всегда наблюдается глубокое проникновение волн в ионосферу,

апоэтову ослабление в ней может быть весьма значительным

изависит от частоты колебаний. Как правило, в диапазоне

коротких волн существует участок частот ( оптимальный

нами на частотах этого участка практически возможна на

любые земные расстояния при относительно малых мощностях

передатчиков. Следует заметить, что при этом наблюдается многократное отражений водн от ионосферы и зенли (рис. 6).

С помощью поверхностных волн дальность передачи сиг­

налов, как правило, ограничивается одной - двумя сотнями километров.

Короткие волны используются для дальних магистраль­ ных связей, радиовещания и войсковой связи.

Ультракороткие волны- (УКВ) характерны тем, что они, как правило, не отражаются от^ионосферы, она прозрачна для них. Исключение составляют лишь волны длинноволновой части метрового поддиапазона в периоды максимумов солнечной активности, когда наблюдается их отражение.

Поверхностные волны диапазона УКВ интенсивно, как и КВ, ослабляются земной поверхностью, на их распространение существенное влияние оказывают даже земные детали средних размеров (холмы, здания, деревья, и т .д .), вызывая местные возмущения напряженностей поля. Вблизи указанных деталей, в зоне их тени наблюдается резкое ослабление поля.

Все это приводит к тому, что передача сигналов на УКВ возможна, как правило, в пределах прямой видимости или,

в лучшем случае^ ближайшей окрестности линии горизонта, и ограничивается дальностями порядка 100 км.

К сказанному следует добавить, что в диапазоне УКВ

могут использоваться волны, рассеяные на локальных неодно­

а используя волны, рассеяные на неоднородностях ионосферы•- до 1200 км и более.

Ультракороткие волны нашли широкое применение в радио­ локации, телевидении, гражданской связи ( в первую очередь ра­ диорелейной), радиовещании, войсковой связи.

.5, Предмет и задачи раздела " Распространение радиоволн"

Предметом изучения в разделе " Распространение радио­ волн" являются законы распространения радиоволн и методы расчета напряженности их поля.

Задачей раздела является изучение основных закономер­

ностей распространения радиоволн, приобретение навыков в

расчете напряженности поля в случаях, представляющих интерес для практики радиолокации, а также приобретение навыков

в оценке роли разливных факторов, влияющих на распростране­ ние радиовялн? и важных при решении вопросов эксплуатации и боевого использования радиолокационных станций.

Малое время,отводимое на изучение раздела ( 30 часов под руководством и 15 + 20 часов на самостоятельную работу), заставляют ограничиться изложением лишь тех закономерностей, которые совершенно необходимы при решении вопросов эксплуа­ тации и проектирования радиолокационных станций различного предназначения. Многое,представляющее даже значительный интерес,приходится опускать.

При недостатке времени материал, изложенный на стра­ ницах 48 - 51, 5S - 68, 153 - 162, 197 - 204, 215 - 219, начало которого обозначено значком и, а конец - хх, может быть опущен полностью или частично. Характер изло­ жения позволяет это сделать без существенного ущерба для понимания сути вопросов.

і

\

Г л а в а I •

НЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ РАСПРОСТРА­ НЕНИЯ РАДИОВОЛН

§ I. Назначение и параметры передающих антенн •

В радиотехнике источники электромагнитных волн получи- ■ ли наименование передающих антенн..

Ранее указывалось,что свойства источника радиоволн оказы­ вают сущеатвенное влияние на их распространение или,точнее говоря,на характер распределения и уровень поля радиоволн в земной атмосфере.

Поэтому рассмотрению вопросов распространения радиоволн, естественно,долкно предшествовать изучение способов описания электрических свойств передающих антенн.Последнее является предметом теории антенн.Но поскольку курс "Антенные устройст­ ва" по существующему у нас плану изучается позже раздела "Распространение радиоволн" приходится вопрос об электричес­ ких свойствах передающих антенн рассматривать в этом разделе.

Попытаемся дать краткое определение передающей антенны,

)

Радиотехническое устройство,соединяемое о помощью специальной линии или непосредственно с генератором (передатчиком) электро магнитных колебаний,предназначенное для возбуждения в окружаю­ щей это устройство среде радиоволн и обеспечения необходимого распределения их поля в этой среде,называется передающей антенной.

К настоящему времени создано большое число типов передающих антенн, различающихся как по принципу действия, конструкции, так и по их свойствам. Большинство из них будут изучаться в курсе " Антенные устройства и техника СВЧ", Здесь же ограничимся, как уже указывалось вйше, лишь рассмотрением способов описания свойств передающих антенн.

Совокупность величин ( постоянных и переменных - функций), характеризующих свойства антенны выполнять ее

предназначение получила наименование параметров передающей

антенны. ^

Ниже ' сами будут рассматриваться лишь те параметры, знание которых совершенно необходимо при изучении законов распространения радиоволн.

Теория антенн строится в предположении, что антенна находится в неограниченном свободном пространстве. Это предположение будет использоваться нами при рассмотрении электрических параметроѵ. антенн.

X.Характеристика направленности ( ХН)

Важнейшим параметром передающей антенны является , характеристика направленности. Она ’описывает распределение амплитуд напряженностей поля радѵоволны, созданной антенной. Поскольку распределение напряженностей поля в свободном пространстве однозначно определяется антенной, то характерно тику направленности следует рассматривать как параметр

с - постоянная величина; М- точка наблюдения ( рис. 7);

Д- антенна^ М- тиѵяа н/тѵдем/я,

ИМИнофабяеѵие максимального излучения.

А - какая-либо точка на передающей антенне;

L - наибольший линейный размер антенны.

Поскольку направление антенна - точка наблюдения кохет быть определено с поиошьв двух величин, обычно это азимуту* и угол места Ѳ .точки наблюдения, то £(М)следует рассматри­

вать как функцию 'Этих величин: