11.2.2. Поширення радіохвиль за умови низького розташування антени (гекто-, кіло-, міріаметрові хвилі)

Низько розташованими вважають антени, якщо виконана умова:

де коефіцієнт .

Для низько розташованих антен земна поверхня набуває властивостей наближених до провідника, отже вона відбиває радіохвилі (рис. 11.5) Зауважимо що фронт хвилі має напівсферичну форму.

Рисунок 11.5. Модель низького розташування антени

Запишемо формулу для середньоквадратичного значення напруженості електричного поля:

(11.21)

де – множник послаблення за умовинизько розташованих антен.

Внаслідок відбивання радіохвилі від земної поверхні, середньоквадратичне значення збільшено у порівняно з (11.2).

Якщо задано ефективну висоту антени-передавача та силу струму в пучності , зручно використовувати таку формулу для розрахунку :

(11.22)

Методику визначення коефіцієнта послаблення запропоновано в 1909 р. Зоммерфельдом, вдосконалено незалежно Шулейкіним та Ван-дер-Полем (Balthasar van der Pol) у 1925...1931 рр.

Для визначення коефіцієнта введено поняттячисельної відстані

, (11.23)

де – відстань;

–масштаб відстані, який визначають за формулою:

. (11.24)

Оскільки має комплексний характер, то:

(11.25)

За деякими припущеннями формулу можна спростити.

Якщо:

1) – провідне середовище, тоді

(11.26)

; (11.26а)

якщо

2) – середовище діелектричне, тоді

(11. 26б)

(11. 26в)

Отже, коефіцієнт визначають за співвідношенням:

. (11. 27)

Якщо , можна застосувати спрощену формулу:

. (11. 27а)

Таким чином формула Шулейкіна – Ван-дер-Поля з урахуванням (11.27) така:

(11. 28)

Для визначення можна також користуватися також кривими Берроуза (рис. 11.6), на яких враховано вид поляризації конкретної радіохвилі та значення, що характеризує середовище. Зауважимо: зменшення х призводить до зростання .

Рисунок 11.6. Криві Берроуза

11.2.3. Поширення радіохвиль над неоднорідною поверхнею

З’ясуємо в історичному аспекті ситуацію поширення радіохвиль над неоднорідним середовищем, наприклад «суходіл-море» (рис. 11.7.). В 1930 р. Еккерслей запропонував застосування штучних коефіцієнтів послаблення з урахуванням різного характеру середовища та довжини радіолінії. Методику вдосконалили Міллінгтон та Е. Л. Фейнберг.

Рисунок 11.7. Поширення радіохвиль над різними середовищами

За сучасних умов можливим є застосування кривих поширення рекомендованих МСЕ та формули (10.31) якщо радіолінія охоплює суходіл та море.

Е. Л. Фейнберг отримав формули для визначення множника послаблення для ділянки траси, яка пролягає над трьома середовищами: море-суходіл-море, або суходіл-море-суходіл (рис. 11.8).

За умови, що довжина ділянок суходолу та моря однакова .

а б

Рисунок 11.8. Радіолінія, що містить ділянки: а – море-суходіл-море, б – суходіл-море-суходіл

За таких умов на напруженість поля впливають кінцеві ділянки траси.

З рисунку (11.9) випливає, що за умови переходу від суходолу на море значення Е суттєво збільшується зі збільшенням відстані від джерела (криві наведено для потужності випромінювання 1 кВт).

Рисунок 11.9. Графіки змінення напруженості поля з відстанню над трасою, а – «море-суходіл-море» та б – «суходіл-море-суходіл», штрихові криві: верхні для моря ніжні для суходолу, суцільні криві для комбінованих трас)

Для оцінювання значення коефіцієнта введено параметр =, який називаютькоефіцієнтом заповнення траси суходолом. На рис. 11.10. наведено графік залежності _.

_{Рисунок} 11.10. Графік залежності

Із графіка випливає, якщо кінцеві ділянки траси суходіл, то й за невеликого розміру цих ділянок (), множник послаблення такий же малий, як і на трасі, яка повністю є суходолом. Якщо кінцеві ділянки траси – море, то вплив суходолу є лише за, близьке до 0,9.