6.4.5. Загальні відомості про відбиття й розсіювання хвиль на неоднорідностях тропосфери

Як вже відмічалося, в тропосфері існують локальні рухомі області, абсолютна діелектрична проникність _r яких відрізняється від проникності суміжних областей на малу величину _r. Тропосферні неоднорідності, показники яких змінюються в залежності від висоти h (табл. 6.3, рис. 6.13), є причиною появи розсіяного електромагнітного поля. Розсіювання – це процес утворення вторинного електромагнітного поля, що поширюється в напрямах, відмінних від напряму поширення первинного поля. Відбиття – це окремий випадок розсіяного поля, що виникає при наявності неоднорідності з різким перепадом діелектричної проникності і з геометричними розмірами, що значно більші, ніж розміри областей, які є суттєвими при поширенні радіохвиль. Фронти прямої та відбитої хвиль перетинаються.

Електромагнітне поле, що утворюється під час розсіювання радіохвиль, має багатопроменевий характер, бо в розсіюванні беруть участь різні ділянки локальної неоднорідності і в точку спостереження приходять декілька вторинних радіохвиль.

Розрізняють некогерентне й когерентне розсіювання. При некогерентному розсіюванні різниця фаз променів, що складаються в точці прийому, залежить від часу за випадковим законом. Тому в цьому випадку складаються енергії радіохвиль, а потужність результуючого поля дорівнює сумі потужностей окремих радіохвиль. При когерентному розсіюванні різниця фаз окремих складових поля змінюється за детермінованим законом. Тому складання окремих променів здійснюється з урахуванням фазових співвідношень і результуюче поле матиме інтерференційний характер.

Внаслідок розсіювання радіохвиль на неоднорідностях спостерігається їхнє дальнє тропосферне поширення (ДТП). Область тропосфери, яка бере участь у формуванні розсіяного поля, називається ефективним розсіючим об'ємом . На лініях ДТП пункт прийому радіохвиль завжди розташовується за лінією горизонту. При цьому нижня межа тропосферної неоднорідності, що бере участь в утворенні розсіяного поля, створюється площинами, дотичними до земної поверхні в точках А і В, в яких розміщені передавальна та приймальна антени (рис. 6.15. Діаграми спрямованості антен орієнтують вздовж дотичної до земної поверхні. Перетин діаграм визначає розсіювальний об'єм . Мінімальна висота розташування нижньої межі розсіювального об'єму визначається як

Рис. 6.15

При нормаль-ній тропосферній рефракції для трас довжиною r = 200 - 600 км

= 0,6 - 5 км. Лінійні роз-міри розсіювально-го об'єму пропор-ційні ширині діа-грами спрямова-ності і розрахо-вуються за форму-лою

де – кут розсіювання, освітлений перетином осей діаграм спрямованості антен (рис. 6.15). За зазначених умов  = 1,3 - 4 град. Тому об'єм витягується вздовж траси ДТП.

При ДТП в область тіні потрапляє дуже мала частка енергії, що випромінюється передавальною антеною. Чимала частина енергії проникає крізь товщу атмосфери й безповоротно втрачається. Рівень сигналу в точці прийому тим більший, чим більша величина зміни діелектричної проникності _r й кут розсіювання .