8. Розповсюдження радіохвиль в умовах землі

8.1. Склад атмосфери землі та діапазони радіохвиль

Умови розповсюдження радіохвиль (РРХ) від передавача до приймача в зв’язковій та радіолокаційних лініях (рис. 8.1) чинять істотний вплив на роботу всієї радіолінії в цілому.

Рис. 8.1

Найбільш поширеним середовищем є атмосфера Землі. Атмосфера Землі складається з трьох областей:

тропосфера (від поверхні Землі до висоти 10-12 км);

стратосфера (від 10…12 км до 60 км);

іоносфера (від 60 км до 15…25 тис. км);

від 25 тис. км – космічний простір.

Закономірність розповсюдження радіохвиль у цих середовищах залежить, взагалі кажучи, від довжини хвилі.

Під радіохвилями розуміють електромагнітні хвилі в діапазоні частот від 3 кГц до 3000 ГГц.

У залежності від довжини робочої хвилі одне і те ж середовище чинить різний вплив на її розповсюдження. У зв’язку з цим радіохвилі розподіляють на наступні діапазони (табл. 3).

Радіопристрої військового призначення використовують майже весь спектр радіочастот. Отже, наприклад, наддовгі хвилі, які випромінює стартуючи ракета, дозволяє визначити район її старту. Середні, УКХ, короткі хвилі використовуються у радіозв’язку. Короткі хвилі ще можуть застосовуватись для виявлення на великих відстанях міжконтинентальних балістичних ракет (загоризонтна радіолокація). Сучасні РЛС в основному працюють у діапазоні УКХ.

Оскільки тільки більшість діапазону УКХ вільно проходить через атмосферу Землі, то електромагнітне поле (ЕМП) цього діапазону використовується для зв’язку та радіонавігації з космічними апаратами.

Таблиця 3

Частоти	Довжини хвиль, м	Метрична назва хвиль	Назва діапазону
від 3 до 30 кГц	від 10000 до 100000	Міріаметрові	Наддовгі (НДХ)
від 30 до 300 кГц	від 10000 до 1000	Кілометрові	Довгі (ДХ)
від 300 до 3000 кГц	від 1000 до 100	Гекаметрові	Середні (СХ)
від 3 до 30 МГц	від 100 до 10	Декаметрові	Короткі (КХ)
від 30 до 300 МГц	від 10 до 1	Метрові	Ультракороткі (УКХ)
від 300 до 3000 МГц	від 1 до 0,1	Дециметрові
від 3 до 30 ГГц	від 0,1 до 0,01	Сантиметрові
Від 30 до 300 ГГц	від 0,01 до 0,001	Міліметрові
від 300 до 3000 МГц	від 0,001 до 0,0001	Дециміліметрові

8.2. Плоскі та просторові зони френзеля

8.2.1. Принцип гюйгенса-френеля

Визначення.

Кожна точка фронту хвилі, яка створена яким-небудь первинним джерелом, є вторинне когерентне джерело сферичної хвилі (рис. 8.2).

– поверхня хвильового фронту; – відстань від первинного джерела (А) до вторинного ; – відстань від вторинного джерела до точки спостереження ( ).

Рис. 8.2

Якщо про інтегрувати по всій поверхні хвильового фронту ( ) поля від усіх вторинних джерел, то можна отримати в точці спостереження ( ) величину поля, яке створено первинним джерелом (А).

Треба відмітити, що на великих відстанях ( , ) частину сферичного фронту хвилі можна вважати плоскою.

Тому в подальшому розгляданні поверхню замінимо нескінченною площиною, яка розташована перпендикулярно лінії спостереження АВ. Таке припущення, яке буде доведено нижче, є правомірним.