2. Распространение радиоволн в поглощающих средах

Изменение амплитуды напряжённости поля при распространении плоской волны с расстоянием:

,

где: Е₀ – напряжённость поля в начале отсчёта расстояния;

 – коэффициент поглощения;

х – расстояние.

Среды, по своим свойствам приближающиеся к идеальному диэлектрику, удовлетворяют условию: ℇ׳≫60σ. Для таких сред скорость распространения волны:

.

Коэффициент поглощения:

.

Среды, по своим свойствам приближающиеся к проводнику, удовлетворяют условию: ℇ׳≪60σ. Для таких сред скорость распространения волны:

.

Коэффициент поглощения:

,

где: ℇ׳ - относительная диэлектрическая проницаемость среды; σ – удельная проводимость среды.

Порядок выполнения расчетов

1. Определить плотность потока мощности при распространении волны в свободном пространстве, если действующее значение напряжённости магнитной составляющей поля плоской ЭМВ составляет 13 мкА/м.

Решение

Действующее значение напряжённости электрической составляющей поля волны определим из выражения:

⇒ 4.9 10^-3 В/м = 4.9 мВ/м.

Плотность потока мощности:

= 63.7 нВт/м².

2. Определить напряжённость поля на расстоянии 1000 км при распространении в свободном пространстве, если мощность излучения составляет 100 Вт, коэффициент направленного действия излучения антенны равен 1000.

Решение

Действующее значение напряжённости поля:

.

3. Определить, во сколько раз уменьшится амплитуда напряжённости поля волны с частотой 60 кГц на расстоянии 10 м при распространении в морской воде.

Решение

Длина волны в свободном пространстве

.

Для морской воды ℇ׳=80; σ=4 См/м;

60σ=60·5000·4=1.2·10⁶;

ℇ׳≪60σ.

Для частоты 60 кГц морская вода по своим свойствам приближается к проводнику. Коэффициент поглощения для такой среды

.

Уменьшение амплитуды поля определим из выражения:

⇒ .

4. Определить, во сколько раз уменьшится амплитуда напряжённости поля при распространении в сухой почве на расстояние 2м, если длина волны в свободном пространстве равна 2м.

Решение.

Для сухой почвы ℇ׳=4; σ=0.001 См/м;

60σ=60·2·0.001=0.12;

ℇ׳≫60σ.

Сухая почва для частоты 150 МГц (=2м) может по своим свойствам рассматриваться как диэлектрик. Коэффициент поглощения для такой среды:

,

т.е. на расстоянии 2м напряжённость поля уменьшится в 1.2 раза.

Содержание отчёта:

1. Цель занятия

2. Основные соотношения.

3. Результаты выполнения индивидуального задания.

4. Выводы по результатам выполнения индивидуального задания.

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные свойства радиоволн.

2. Каково деление радиоволн на поддиапазоны?

3. Напишите основные уравнения электродинамики.