Вплив умов розповсюдження радіохвиль на дальність дії рлс.

При визначенні дальності дії радіосистем доводиться враховувати поглинання і заломлення радіохвиль при їх розповсюдженні в атмосфері, їх віддзеркалення від іоносфери, вплив підстилаючої поверхні уздовж траси, по якій розповсюджується радіосигнал. Ступінь впливу цих факторів залежить від частотного діапазону і умов експлуатації радіосистеми (час доби, географічний район, висота антени передавача і приймача).

Вплив поглинання і заломлення радіохвиль найбільш суттєвий в нижньому основному шарі атмосфери, званому тропосферою. Тропосфера тягнеться по висоті до 8—10км в полярних районах і до 16—18км в тропічних широтах Земної кулі. В тропосфері зосереджена основна частина водяної пари, утворюються хмари і турбулентні потоки, що впливає на розповсюдження радіохвиль, особливо міліметрового, сантиметрового і дециметрового діапазонів, що використовуються в радіолокації і ближній радіонавігації.

Віддзеркалення радіохвиль від іоносфери найбільш сильно позначається на декаметровых і більш довгих хвилях, вживаних в системах навігації і зв'язку.

Розглянемо стисло вплив перерахованих факторів.

Вплив затухання радіохвиль в тропосфері пов'язаний з їх поглинанням молекулами кисню і водяної пари, гидрометеорами (дощ, туман, сніг) і твердими частинками. Поглинання і розсіяння веде до зниження густини потоку потужності радіохвилі з відстанню по експоненціальному закону, тобто потужність сигналу на вході ослабляється в е-1 раз. Значення множника ослаблення залежить від коефіцієнта затухання Кз і відстані, прохідної радіохвилями R.

Молекулярне поглинання в атмосфері відбувається в основному на частотах, близьких до резонансних. Резонансні лінії всіх газів атмосфери, за винятком кисню і водяної пари, розташовані зовні діапазону радіохвиль, тому істотно впливає на дальність дії РТС тільки поглинання молекулами кисню і водяної пари. Поглинання молекулами водяної пари максимальне на хвилі _і =1,35см, а молекулами кисню — на хвилях _і = 0,25; 0,5 см.

Таким чином, молекулярне поглинання значне в сантиметровому і особливе в міліметровому діапазонах, де воно обмежує дальність дії радіосистем, особливо радіолокацій, працюючих по відбитого сигналах. Іншою причиною, зухвалої втрати енергії сигналу при розповсюдженні, є розсіяння радіохвиль, перш за все дощовими краплями і туманом. Чим більше відношення радіусу краплі rк до довжини хвилі _і тим більше втрати енергії за рахунок її розсіяння на всіх напрямках.

Ослаблення радіохвиль в тумані прямо пропорційно концентрації води в ньому. Ослаблення радіохвиль в результаті граду і снігу значне менше ніж в результаті дощу або туману, і їх впливом звичайно нехтують.

Вплив затухання радіохвиль на дальність дії.

Р₂₀ – потужність сигналу на вході приймача за відсутності затухання.

Р₂ – потужність сигналу на вході приймача при наявність затухання радіохвиль в атмосфері.

Р₂₀ >Р₂

За наявності загасань ми маємо коефіцієнт затухання kз, який у свою чергу рівний

[дБ]. (I.5.12)

На прикладі розглянемо затухання радіохвиль при активній системі. Коефіцієнт затухання в цьому випадку рівний

(I.5.13), де  [дБ/км(м)]- затухання на одиниці довжини траси.

Тоді використовуючи формули (I.5.12) і (I.5.13) ми одержуємо вирази для Р2

; ; ; .

У свою чергу потужність сигналу на вході приймача за відсутності затухання рівно

.

З якого виходить, що .

При наявність затухання радіохвиль в атмосфері, потужність на вході приймача рівна потужності порогового сигналу, тобто потужності сигналу при якій цей сигнал ми можемо розрізнити на фоні перешкод: .

Тоді Дальність дії такої системи визначатиметься наступним виразом

,

де - дальність дії системи без урахування затухання.

Кінцевий вираз для дальності дії системи за наявності затухання в атмосфері

. (I.5.14)

Рішення рівняння (I.5.14) представляється у вигляді графіка мал. I.5.5.

Вплив рефракції радіохвиль в атмосфері. Рефракцію (заломленням, викривленням) радіохвиль називають відхилення розповсюдження радіохвиль від прямолінійної при проходженні ними середовища з електричними параметрами, що змінюються.

Вплив віддзеркалення радіохвиль іоносферою. Радіохвилі, що досягають приймальної антени після віддзеркалення іоносферою, називають просторовими. Такі хвилі забезпечують дуже велику дальність дії, що і використовується в зв'язних системах короткохвильового (декаметрового" діапазону. На просторових хвилях здійснюється також наддалеке виявлення радіолокації деяких цільний (ядерних вибухів і запуску ракет) за допомогою відбитого ціллю сигналів, які на трасі розповсюдження випробовують одне або декілька віддзеркалень від іоносфери і поверхні Землі. Явище прийому таких сигналів (ефект Кабанова) було відкрито радянським вченим Н. И. Кабановым в 1947г. РЛС, засновані на цьому ефекті, називають іоносферними або загоризонтними. В таких станціях, що працюють на хвилях завдовжки 10-15 м, як і в звичайних РЛС, дальність цілі визначається за часом запізнювання сигналу, а напрям фіксується за допомогою направленої антени. Внаслідок нестійкості іоносфери точність таких станцій невелика, а розрахунок дальності дії представляє складну задачу через трудність обліку втрат на розсіяння і поглинання радіохвиль на шляху розповсюдження, а також при їх віддзеркаленні від Землі і іоносфери. При цьому потрібно враховувати також втрати через зміну площини поляризації радіохвиль.