поглощение радиоволна

v\:* {behavior:url(#default#VML);}o\:* {behavior:url(#default#VML);}w\:* {behavior:url(#default#VML);}.shape {behavior:url(#default#VML);}Распространение радиоволн - Лекция 4CleanCleanfalsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4st1\:*{behavior:url(#ieooui) }/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-name:"Обычная таблица";mso-tstyle-rowband-size:0;mso-tstyle-colband-size:0;mso-style-noshow:yes;mso-style-parent:"";mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;mso-para-margin:0cm;mso-para-margin-bottom:.0001pt;mso-pagination:widow-orphan;font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";mso-ansi-language:#0400;mso-fareast-language:#0400;mso-bidi-language:#0400;}ЛЕКЦИЯ 4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЕ 4.1.Физическиепроцессы, наблюдаемые при распространениира­диоволнв атмосфереЗемная атмосферапредставляет собой пространственно-неоднородную поглощающую среду, поглощение радиоволна ее верхняячасть - ионосферная плазма обладает еще дисперсными поглощение радиоволна анизотропными свойствами.Рас­пространение радиоволн в такой среде сопровождается следующими фи­зическимипроцессами:а) преломлением волн,обусловленным пространственной неодно­родностью атмосферы; процесс преломленияосложняется двойным луче­преломлением в анизотропной ионосфере;б) рассеянием поля на локальных неоднородностяхатмосферы;в) ослаблением напряженностиполя в газах тропосферы, в осадках типа дождя, тумана поглощение радиоволна др.;г) поглощением, обусловленнымконечной проводимостью ионосфе­ры;д) изменением поляризации волны в анизотропнойионосфере поглощение радиоволна де­поляризацией в осадках;е) регулярными поглощение радиоволна случайнымифлуктуациями напряженности поля, связанными с изменениями электрическихпараметров атмосферы;ж) искажениями передаваемойинформации из-за многолучевой структуры принимаемого поля поглощение радиоволна дисперсии.Рассмотрение количественныххарактеристик этих процессов, имеющих резко выраженную частотную зависимость впределах радио­диапазона, приводится ниже.4.2. Преломление радиоволнОбщие соображения.Диэлектрическая проницаемость атмосферы плавно меняется по высоте.Распространение радиоволн в такой среде со­провождается плавным искривлениемтраектории распространения - явле­нием рефракции.При наличии рефракции траекторияпредставляет кривую, к которой касателен вектор,характеризующий скорость распространения энергии волны. Известно, что прираспространении сигнала, энергия которого сконцентрирована в пределах полосычастот - таким вектором в среде без дисперсии (тропосфера, стратосфера)является вектор фазовой скорости, в среде с дисперсией (ионосфера) - векторгрупповой скорости.В атмосфере скоростьраспространения волны разная на различных высотах. Поэтому элементы фронтаволны, распределенные в простран­стве, перемещаются с разными скоростями, что иявляется причиной поворотафронта волны в процессе распространения, т.е. причиной реф­ракции.Приопределении траектории радиоволн в атмосфере используют метод приближениягеометрической оптики. Этот метод рассматривает непрерывный волновойпроцесс, распределенный в неоднородной среде, как совокупность множествадискретных лучей. При этом каждая точка средыявляется источником преломленного поглощение радиоволна отраженного лучей. Лучевое представлениесправедливо для неоднородных сред с настолько медлен­ным изменением коэффициента преломления n, что на отрезке пути,соиз­меримом с длиной волны в среде,можно принять n(h) = соnst. При этом, в первом приближении,можно пренебречь отраженным лучом поглощение радиоволна свести про­цесс распространения к наличию только преломленного. Ватмосфере приближение геометрической оптики справедливо для всех волн радио­диапазона, за исключением диапазонов СДВ поглощение радиоволна ДВ (λ > 1000м).4.2.1.Влияние тропосферына распространение земных радиоволн. Явление атмосферной рефракцииВлияниенеоднородности тропосферы на условия распространения земных волн теснейшимобразом связано с явлением атмосферной реф­ракции,известным ещё с глубокой древности (2 век до н. э.). Явление ат­мосферной рефракции, как известно, заключается впреломлении световых лучей (а следовательно, поглощение радиоволна радиоволн), распространяющихся в земнойат­мосфере. Выражение для радиусакривизны траектории радиоволны, рас­пространяющейсяв тропосфере имеет вид R = nт/ [sinφ(-dn/dh)]. Известно, что в тропосфере nт ≈1. Когда луч пологий sinφ =>1. Отсюда R = 106 /(-dN/dh).Это выражениепоказывает, что радиус кривизны луча в нижних слоях тропосферы определяется неабсолютным значением показателя преломления,а быстротой изменения показателя преломления с высотой. Знак минус у производной означает, что радиускривизны будет положи­тельным, т.е.траектория будет обращена выпуклостью вверх только в том случае, если коэффициент преломленияуменьшается с высотой.При распространении в нормальной тропосфере, которая характери­зуется постоянствомградиента - во всей толще тропосферы, траектории радиоволн получают форму дугокружности радиуса R = 25000км.Следует отметить, что радиоволны испытывают в нормальной тро­посфере несколькобольшее преломление, чем световые лучи. Объясняется это тем, что обладающиепостоянным дипольным моментом молекулы во­ды вследствие конечной массы не успевают под действиемэлектромагнитного поля весьма высоких частот, свойственных видимому свету (4 × 1014Гц...7,5× 1014Гц), менять свою ориентировку.Наоборот, в диапа­зоне радиоволн (f < 3× 1011 МГц) полярные молекулы в полной мере уча­ствуютв колебательном движении поглощение радиоволна вносят свои изменения в значение коэффициентапреломления. Для световых лучей R ≈ 50000 км. Атмо­сфернаярефракция, имеющая место в нормальной тропосфере, получила название нормальной рефракции.Учёт атмосферной рефракции при распространении радиоволн в пределах прямой видимости. Понятие обэквивалентном радиусе Земного шараРассмотрим учёт влияния атмосферной рефракции на распростране­ниерадиоволн при поднятых передающей поглощение радиоволна приёмной антеннах в услови­ях применимости интерференционных формул,вывод которых мы рас­смотрим чуть позже. Какизвестно, подобные условия встречаются только в диапазоне ультракороткихволн. Необходимость такого учёта именно в диапазоне ультракоротких волнобусловлена тем, что в условиях приме­нимостиинтерференционных формул результирующее поле в месте приё­ма зависит отгеометрической разности хода прямого поглощение радиоволна отражённого от земли лучей. Выводинтерференционных формул основывается на предположении, что волныраспространяются по прямым, тогда как в дей­ствительности радиоволны распространяютсяпо криволинейным траекто­риям, т.е. проходят более длинные пути, что несомненно влияет на гео­метрическую разность ходалучей. Кроме того, изменение диэлектриче­ской проницаемости с высотой влияет наскорость распространения ра­диоволн, поглощение радиоволна следовательно,и на «оптическую разность хода лучей», как принято называть разность хода,вычисленную с учётом скорости распро­странения волн. На рис.4.1 пунктирнымилиниями показаны прямоли­нейные траектории прямого поглощение радиоволна отражённого от земли лучейпри распро­странении в однородной атмосфере. В нормальной тропосфере радиовол­ныраспространяются по криволинейным траекториям, точнее, по дугам окружностей,показанных на рисунке сплошными линиями. Замена пря­молинейных траекторий дугами окружностей изменит конечные значенияразности хода лучей. В 1933 г.Скиллинг, Берроуз поглощение радиоволна Феррелл предложили упрощён­ный способ учёта влиянияатмосферной рефракции, заключающийся в том, что оба луча, как поглощение радиоволна прежде, распространяются по прямолинейнымтраекториям, однако не над Рис.4.1. Траектории радиоволн в реальной атмосфере поверхностью Земли радиуса а, поглощение радиоволна над воображаемойповерхностью с экви­валентным радиусом аэ.Значение эквивалентного радиуса определяется из условия сохранения постоянстваотносительной кривизны между лучом поглощение радиоволна поверхностью Земли в действительных условиях поглощение радиоволна в э квивалентнойсхеме распространения (табл.4.1). Относительной кривизной в аналитическойгеометрии называют разность 1/а-1/R. Отсюда1/а –1/R = 1/аэ-1/∞. Из этого выражения получаем формулу дляэквивалентного радиуса Землиаэ = поглощение радиоволна / ( 1 – a / R), аэ = поглощение радиоволна / [ 1 + а(dN/dh) × 10-6].При нормальнойтропосферной рефракции аэ = 8500 км. Представ­ление об эквивалентномрадиусе земного шара позволяет учесть неодно­родную атмосферу путём замены вформулах действительного радиуса Земли поглощение радиоволна егоэквивалентным значением. Так формула для определения рас­стояния прямойвидимости принимает вид В табл.4.1 приведены значенияэквивалентного радиуса Земли, ре­альные поглощение радиоволна эквивалентные траектории для различныхвидов тропосферной рефракции. В тех случаях, когда кривизна земли во вниманиене принима­ется, что возможно при расчётах напряжённости поля на небольших уда­ленияхот передатчика, можно не принимать во внимание поглощение радиоволна атмосферную рефракцию. 4.2.2. Преломление поглощение радиоволна отражение радиоволн в ионосфереУсловия отражения отионизированного слоя. До сих пор рас­сматривались различные случаи распространениярадиоволн в однород­ном ионизированном газе. Реальная ионосферапредставляет собой неод­нородныйионизированный газ. Влияние неоднородности ионосферы проявляется, прежде всего, в том, чторадиоволны в таких условиях будут рас­пространяться не по прямолинейнымтраекториям, поглощение радиоволна по криволинейным. В известных условиях радиоволны, испытываяполное отражение от ионо­сферы, возвращаются на Землю.Рассмотрим сначала случай распространения радиоволн в «плоской ионосфере», т.е. втаком ионизированном газе, у которого поверхности одинаковых значенийэлектронной концентрации представляют парал­лельные друг другу плоскости (рис.4.2). Крометого, на первых порах бу­дем считать ионосферу состоящей из ряда плоских слоеввесьма малой толщины, в пределах каждого из которых электроннаяконцентрация имеет постоян­ное значение. Обозначим через N1 элек­тронную концентрациювнутри первого слоя, через N2- электронную концентра­циювнутри второго слоя поглощение радиоволна т.д., причём будем с, ЧТО выполняется неравенство N1 < N2 < N3 < ... n1 > n2 > n3 >…> nn > nn+1. Применяя к каждой границе законсинусов, получим n0sinφ0= n1sinq1; n1sinφ1= n2sinq2 или n0sinφ0 = n1sinφ1 = n2sinφ2 =…= nnsinφn. Последостаточного числа преломлений угол падения у n-гослоя на высоте hотр мо­жет сколь угодноблизко подойти к 90°. Полагая φn ≈ 90° поглощение радиоволна сохраняя в ра­венстве крайниечлены, получим sinφ0 = n илиили 1-sin2φ0 = 80,8N /f2, cos2φ0 = 80,8N /f2, отсюда автоматическиf = fkpsecφ0 - закон секанса,где φ0 - угол падения волны на ионосферныйслой Физической причинойповорота волны в вершине траектории сле­дует считать полное внутреннееотражение. Напомним, что полное от­ражение происходит в том случае, когда припереходе из оптически более плотной в оптически менееплотную среду (т.е. среду с меньшим значением коэффициента преломления) уголпадения превышает некоторое кри­тическое значение.Дополнительными условиями являются: 1 -радиус кривизны тра­ектории радиоволны должен быть меньшеа + hотр. 2-в точке поворота радиоволны dN/dh должнопревышать некоторое критическое значение. Численные расчёты показывают, чтопоследнее условие почти всегда вы­полняется поглощение радиоволна решающим является условие закона секанса.Практическое значениедополнительного условия заключается в сле­дующем: в точке отражения электроннаяконцентрация обязательно долж­на возрастать, поглощение радиоволна отражение не может происходить вобласти максимума электронной концентрации поглощение радиоволна тем более в области уменьшенияэлектрон­ной концентрации с высотой.Наибольшая частота,при которой радиоволны отражаются от данного ионосферного слоя при вертикальнонаправленном луче, получила название критической частоты. Условие поворотарадиоволны может быть выполнено только поглощение радиоволна только в том случае, если частотаволны не превосходит fкр . Волны,не удовлетворяющие этому условию, от ионосфе­ры не отражаются, поглощение радиоволна пронизывают еёнасквозь.Отражение от ионосферывертикально направленных лучей. При нор­мальном падении радиоволны на ионосферуот неё будут отражаться толь­ко те радиоволны, частота которых не превосходиткритического значе­ния. Действительно, положив в расчетной формуле φ0= 0, находим nи= 0 или, что то же εи= 0. Таким образом, вертикально направленный луч от­ражается от той областиионосферы, в которой диэлектрическая про­ницаемость обращается в нуль.Предположив, что на больших высотах электронная концентрация продолжаетвозрастать, приходим к выводу, что на этих высотах электрическая проницаемостьделается отрицательной, поглощение радиоволна показатель преломления мнимым. Существенно заметить,что при учёте столкновений показатель преломления не обращается в нуль даже приот­рицательных значениях диэлектрической проницаемости.4.3. Рассеяниерадиоволн слабыми неоднородностями диэлек­трической проницаемости атмосферыАтмосфера представляетсобой среду, в которой наблюдается мед­ленное изменение по высотедиэлектрической проницаемости ε(h) поглощение радиоволна одно­временно существуют, подвижные локальные объемы сдиэлектрической проницаемостью, отличающейся на небольшую величину Dε от диэлек­трической проницаемости окружающегопространства. Как плавная неод­нородность, так поглощение радиоволна локальные объемы, являютсяисточниками рассеяния радиоволн. Процессом рассеяния называют процесс переизлучения элек­тромагнитного поля в неоднородной среде по направлениям, отличным отнаправления распространения первичногополя. Структуру рассеянного поля представляют как многолучевую. Элементарныесоставляющие этой структуры появляются в результате рассеяния первичного поля вразных участках неоднородной среды. В зависимости от свойств рассеивателей различают два вида рассеяния: некогерентное икогерентное.Некогерентное рассеяние естьрезультат переизлучения первичного поля подвижнымилокальными неоднородностями диэлектрической про­ницаемости, хаотическидвигающимися в пространстве. В этом случае фа­зы элементарных полей, рассеянных отдельныминеоднородностями, ме­няются во времени по случайным независимым законам.Когерентное рассеяние естьрезультат сложения элементарных по­лей, фазы которых изменяются подетерминированному (неслучайному) закону.Свойстванеоднородностей изменяются в пределах толщи атмосфе­ры. Различают рассеяниерадиоволн в тропосфере поглощение радиоволна ионосфере. Первый механизм называется дальнимтропосферным распространением (ДТР), второй — ионосферным рассеянием (ИР).Наиболее применим в системах связи механизм ДТР. Характеристики рассеянногополя будем рассматри­вать применительно к параметрам тропосферы поглощение радиоволна геометриитрасс ДТР (рис.4.3). При оценке условий рассеяния необходимо знать ту областьтро­посферы, которая эффективно участвует в формировании рассеянного по­ля наданной радиолинии. Эта область называется эффективным рассеивающим объемом илипросто рассеивающим объемом Vрас.На линиях ДТР, где пункты приема всегда располагаются за линией горизонта,прием осуществляется за счет неоднородностей, существующих в областитропосферы, нижняя граница которой ограничивается плоскостями, касательными кЗемле в точках расположения передатчика поглощение радиоволна приемника (рис.4.3). Нижняя граница рассеивающегообъема располагается на высотеhmin ≈ r2 / (8aэ)В Рис.4.3. Копределению угла поглощение радиоволна объема рассеянияВ условиях среднейрефракции для трасс протяженностью r= 200...600 км hmin= 0,6...5 км. При работе с направленными антеннамиразмер рассеивающего объема ог­раничен областью пересечениятелесных уг­лов главных лепестков диаграмм направлен­ности передающей иприемной антенн. Ли­нейные размеры Vраспропорциональны ши­рине диаграмм направленности Dq0, поглощение радиоволна объем Vраспропорционален Dq03. Vpac =r3Dq3 / (4qpac); qpac ≈ r/aэ, где qрас - уголрассеяния, образованный пересечением направлений мак­симального излученияпередающей антенны поглощение радиоволна максимального приема при­емной антенны. На трассахпротяженностью 200...600 км qрас ≈ 1,3...4°, т.е. объем рассеяния сильно вытянутвдоль трассы. В соответствии с высотой расположения рассеивающего объема втропосфере, поглощение радиоволна также с учетом его размеров считают, что в пределах этого объемасуществуют неоднородно­сти трех видов: локальные неоднородности турбулентногопроисхожде­ния, инверсионные слои поглощение радиоволна плавная неоднородность εт(h). Неоднородности первого вида являются источниками некогерентно-рассеянного поля, два других - источникамикогерентных составляющих поля.Теоретические исследованияпоказывают, что интенсивность некогеретно -рассеянного поля имеет резко выраженный максимум при qрac =0, т.е. в направлении распространения первичного поля. Такой вид рассеянияназывается рассеянием вперед, поглощение радиоволна его источниками являются слабые неод­нородности,через которые основная часть энергии первичного поля про­ходит «вперед» итолько малая часть рассеивается по боковым направле­ниям, что действительнонаблюдается при ДТР. Интенсивность рассеянно­го поля этого вида быстроуменьшается по мере увеличения длины радио­линии, так как угол рассеяния qраспропорционален r. С целью уменьшения угла qрас поглощение радиоволна темсамым увеличения напряженности поля в точке приема диа­граммы направленностиантенн на передаче поглощение радиоволна приеме стараются по воз­можности «прижать» к поверхностиЗемли.Реальноеполе ДТР, формируемое в результате некогерентного поглощение радиоволна ко­герентного рассеянии,подвержено быстрым поглощение радиоволна медленным флуктуациям во времени поглощение радиоволна в пространстве. Распределение амплитуд поля носит характер сложногонестационарного случайного процесса.4.4. Влияние магнитного поля Земли на распространениерадио­волн в ионосфере4.4.1. Распространениерадиоволн в направлении постоянного магнитного поля ЗемлиУстановлено, что приотсутствии электромагнитной волны элек­трон движется по окружности в плоскости,нормальной к направлению постоянного магнитного поля. Для рассмотренияпроцессов, происходя­щих при распространении волны, удобно разложить линейнополяризо­ванную волну на две волны с круговой поляризацией поглощение радиоволна разным направле­ниемвращения векторов Е. С вращением вектора Е по часовой стрелке составляющие волны запишутся в следующемвиде: ЕХ1=Е/2, ЕУ1=-jЕ/2, с вращением вектора Е против часовой стрелки: Ех11= Е/2, Еу11 = + jЕ/2.Если для проверки сложить составляющие этих волн по осям х поглощение радиоволна у, то получим вектор Е в направлении оси х.Рис.4.4. Распространение радиоволн в направлении постоянного маг­нитного поля ЗемлиНаправление вращения вектора е1 поглощение радиоволна направление вращения электрона в постоян­номмагнитном поле совпадают. Смещения электрона под действием волны поглощение радиоволна постоян­ногомагнитного поля суммируются. Волна с электрическим полем Е11сообщает электро­ну смещение в направлении, противополож­ном направлениювращения электрона в по­стоянном магнитном поле поглощение радиоволна результирую­щее смещениеэлектрона является разно­стью этих смещений. Следовательно, сме­щение,получаемое электроном под действи­ем полей Е1и Е11, различно. Ионизирован­ный газ поляризуется по-разному волнамис правым поглощение радиоволна левым вращением вектора Е. Посколькуполяризация определяет диэлектрическую прони­цаемость вещества, последняяоказывается разной для этих двух волн. Та­ким образом, при распространенииволны в направлении постоянного магнитного поля, линейно поляризованная волнараспадается на две вол­ны, поляризованные по кругу с противоположнымнаправлением вращения вектора Е, причем диэлектрическая проницаемость среды для этих волн различнаи волны имеют разные фазовые скорости.При распространениирадиоволн в направлении постоянного маг­нитного поля происходит поворотплоскости поляризации распростра­няющейся волны. Составляющие волны е1 поглощение радиоволна Е11, векторы которых имеют разноенаправление вращения, испытывают в ионизированном газе в при­сутствиипостоянного магнитного поля различное поглощение, что приво­дит к появлениюэллиптической поляризации суммарного колебания. При распространении волныпроисходит поворот большой оси эллипса поглощение радиоволна рас­ширение эллипса за счет болееинтенсивного поглощения одной из волн. В пределе эллиптическая поляризацияможет перейти в круговую.4.4.2. Распространение радиоволн в направлении перпендику­лярном к направлениюпостоянного магнитного поля ЗемлиРассмотрим распространение волны внаправлении, перпендику­лярном кнаправлению постоянного магнитного поля Земли. Пусть волна распространяется вдоль оси z, поглощение радиоволна магнитное поле направлено вдольотрица­тельных значений оси y (рис.4.5). В этом случае у волны вектор Еволны лежит в плоскости хоуи имеет составляющую Ех, нормальную кнаправлению магнитного поля, исоставляющую Еу, совпадающую снаправлением магнитного поля. XРис.4.5.Распространение радио­волн в направлении, перпендику­лярном направлениюпостоянно­го магнитного поля ЗемлиОчевидно, что наэлектрон, получаю­щий скорость под действием составляющей поля Еу, магнитное поле не действует, по­скольку силаЛоренца равна нулю. Видно, что волна, распространяющаяся нормально к си­ловымлиниям постоянного магнитного поля, распадается на две составляющие. Вектор Епервой составляющей волны совпадает по направлению с линиями постоянного магнит­ногополя поглощение радиоволна оно не влияет на распростране­ние волны. Этаволна называется "обыкно­венной". Вектор Е второй составляющей волнынормален к силовым линиям постоянного магнитного поля. Эта волнараспространяется с фазовой скоростью, определяемой диэлектрическойпроницаемостью. При этом появляется составляющая напряженности поля вдольнаправления распространения, не совпадающая по фазе с поперечной составляющей,и поле оказывается эллиптически поляризованным в плоскости распространения волны.Та­кая волна называется "необыкновенной".Таким образом, волнарасщепляется на "обыкновенную " поглощение радиоволна "необык­новенную " волны.Составляющие"обыкновенной" поглощение радиоволна "необыкновенной" волн претер­певают прираспространении различное поглощение (в условиях ионосфе­ры больше поглощаетсясоставляющая необыкновенной волны) поглощение радиоволна отра­жаются на разных высотах.4.5.Ослабление радиоволны в тропосфереОслабление в газах. Прираспространении радиоволн короче 3...5 см (f > 6...10 ГГц) вземной атмосфере происходит дополнительное к потерям в свободном пространствеослабление поля за счет поглощения в газах. Различают нерезонансное ирезонансное поглощения.Нерезонансноепоглощение вызывается затратой энергии воздейст­вующего поля на преодоление силтрения между молекулами, возникаю­щими при вынужденном колебательном движениимолекул под действием поля.Резонансное поглощение связанос тем, что по законам квантовой механики каждая молекула того или иноговещества может поглощать (или излучать) только свои собственные наборы квантовэнергии или со­ответствующие им наборы (спектры) частот. При совпадении частотыпо­ля с одной из дискретных частот внутримолекулярных переходов происходитпоглощение энергии внешнего поля, в результате чего молекула пе­реходит в болеевысокое энергетическое состояние. Из всех составляющих атмосферного газа врадиодиапазоне расположены спектры поглощения только кислорода поглощение радиоволна водяных паров.Ослабление напряженности поляв кислороде поглощение радиоволна водяных парах изме­ряют модулем множителяослабления в газах Vr которыйобычно выра­жают в децибеллах Vr= γH2O rН2O +γO2rO2,где γH2O иγO2 -погонные ослабле­ния, дБ/км, вблизи поверхности Земли соответственно дляводяного пара поглощение радиоволна кислорода при горизонтальном распространении волны относительнопо­верхности Земли; rН2O поглощение радиоволна rO2 - эффективные длины трасс дляводяного пара поглощение радиоволна кислорода соответственно. Из рис.4.6 видно, что водяной паримеет по­лосы поглощения с центрами поглощения вблизи частот 22, 183 поглощение радиоволна 320 ГГц,а кислород - вблизи частот 60 поглощение радиоволна 120 ГГц. Эффективные длины трасс учи­тываютнеравномерные условия поглощения вдоль трассы. На наземных линиях rН2O ≈ rO2≈ r, где r - геометрическая длина трассы. На космических линияхпуть распространения волны проходит через всю толщу тропосфе­ры. На такойтрассе распределение кислорода поглощение радиоволна водяных паров изменяется по высоте. Крометого, космический аппарат перемещается относительно наземного пункта, поглощение радиоволна длинапути распространения изменяется в зависимо­сти от угла возвышения траектории D относительно линии горизонта. На рис.4.7 приведены рассчитанные значения множителя ослабления наразличных час­тотах при разных углах D, справедливые дляспокойной тропосферы, когда волна проходит всю ее толщу.Рис.4.6. Погонноеослабление в ки­слороде поглощение радиоволна водяных парах на разных частотах Ослаблениев осадках. Различные атмосферныеобразования в виде конден­сированныхводяных паров - дождя, тума­на, облаков, града, снега, которые состоятиз отдельных частиц - капель, льдинок (гидрометеоров), являются причиной ос­лабления напряженности поля радиоволн. Ослаблениевызывается, во-первых, нере­зонансным поглощением в частицах и, во-вторых, рассеянием энергии на частицах.Ослабление может такжепроисходить за счет отражения от резко очер­ченной полосы осадков. Ослаблениев осадках начинает сказываться на частотах f > 6 ГГц (λ< 5см) поглощение радиоволна особенно существенно на частотах f > 10 ГГц. При этомосновное значение имеет ослабление в дожде, поглощение радиоволна так­же в тумане поглощение радиоволна облаках. Ослабление в дожде. Множитель ослабления в дожде, выраженный в децибеллах Vд =γдrэд.На рис.4.8 приведены зависимости погонного ослабления γд от часто­ты при различной егоинтенсивностиJД. Видно, что величина γд возрастает при увеличении часто ты поля иинтенсивности дождя. Эффективная длина трассы rэдучитываетнеравномерное распре­деление интенсивности дождя как вдоль поверхностиЗемли, так поглощение радиоволна по вертикали. На наземных линиях в условиях дождей слабой или, средней  интенсивности(Jд < 20мм/ч rэд ≈r).Рис.4.7. Зависимость Vr(f) при D = соnst В остальных случаях rэд = krr, где kr - коэффициент, определяемый графически в зави­симости от величин r поглощение радиоволна JД. Ослабление в тумане поглощение радиоволна облаках. Оно зависит от коли­чества воды вединице объема, т.е. водности, поглощение радиоволна также от темпе­ратуры воздуха поглощение радиоволна частоты рас­пространяющейсяволны. Мно­житель ослабления в тумане или облаках, выраженный в децибеллах, VTO =γTOrTO, при этом коэффициент ослабления γто= kтоrто, где kто - удельный ко­эффициент ослабления, дБкм-1/(г/м3); Мто - водность, г/м3.2050 Г ГцВодностьтуманов в сред­нем оценивается величиной Мт ≈ 0,25 г/м3,а облаков изменя­ется в широких пределах М0 ≈(0,1...8) г/м3. Рис.4.8. Погонное ослабление в дождеНа наземных линиях путь, проходимый волной в тумане (rт), примерно равен длине трассы r. На космических линиях этот путь за­висит от углавозвышения траектории D, поглощение радиоволна вертикального размера зоны тумана или облаков lто, т.е. rто(D) = lтосоsесD, где lт≈ 0,3...2,3 км, поглощение радиоволна l0 Ј 10 км. 4.6.Ослабление в ионосфереРазличают два вида ослабления энергии волны при распространении вионосфере: поглощение (тепловые потери) поглощение радиоволна поляризационные потери за счет эффектаФарадея.Поглощение. В ионосфере с конечной проводимостью модуль мно­жителя ослабления Vи=ехр[-Ги(r)], где Ги(r) - интегральный коэффициент поглощения на пути r, вдоль которого закон изменения коэффициента по­глощенияопределяется функцией δи(r) Коэффициент поглощения на эле­ментарном отрезке dr, где значение δИ можно считать постоянным, , где с0 - скорость света.Запишем это выражение через коэффициент преломления nи2= εи. Для этого представим выражение дляудельной проводимости как σи = ε0γэф(1 - εи)и, подставив, получим выражение для коэффициента по­глощения δи = γэф(1-nи2) / (2с0nи).Различают два случая расчета поглощения. Первый случай соответ­ствуеттак называемому "отклоняющему" поглощению. В слое, где проис­ходит отражение, траектория волны сильноотклоняется от прямолиней­ной. В этом случае nи < 1 поглощение радиоволна расчет величины коэффициента поглощенияведут по последней формуле. Второй случайотносится к слоям, через ко­торые волна проходит без отражения поглощение радиоволна гдекоэффициент преломления nи ≈ 1. В этих слоях поглощение называют "неотклоняющим" поглощение радиоволна δи = γэф(1- nи2) / (2с0). Напомним, чтоинтегральный коэффициент поглощения Ги оп­ределяется не только δИ, нои длиной пути r. В неотклоняющейобласти значение Ги увеличивается спонижением частоты поглощение радиоволна увеличением длины трассы(при фиксированной частоте). В отклоняющей области зависимо­сти обратные. С увеличением длины трассы ипонижением частоты откло­няющее поглощение уменьшается, посколькууменьшается глубина про­никновения волн вотражающий слой. Результирующая частотная зависи­мость величины поглощения Ги, каксуммы неотклоняющего поглощение радиоволна отклоняю­щего поглощений, может быть разной.Поляризационныепотери за счет эффекта Фарадея. Ионосфера под влиянием постоянного магнитного поля Землиприобретает анизо­тропные свойства.Первичная линейно-поляризованная волна в ионосфере расщепляется на две составляющие с круговойполяризацией поглощение радиоволна противо­положнымнаправлением вращения векторов поля. Каждой составляющей соответствует свой коэффициент преломления -обыкновенной - nи°,не­обыкновенной - nих, что обусловливает их разнуюскорость распростране­ния поглощение радиоволна разныйпространственный набег фазы. Появляющийся сдвиг фаз φ°rи - φхrи после прохождения пути rив ионосфере является причиной того, что плоскость поляризации результирующего линейно поляризованного поля (сумма двух составляющих с круговой поляризацией)оказывается повер­нутой относительнопервоначального положения на угол yэф.Поворот плоскостиполяризации поля при распространении в анизо­тропной среде называется эффектом Фарадея. Этот эффектприводит, к рассогласованию поляризации приемной антенны поглощение радиоволна поляризации прини­маемой волны, что эквивалентно потерям.разделы зал аэробика варочный поверхность cata прайс зеркало асбест хризотиловый позитивный психология ленинградский вокзал билет электропечь dimplex model brayford стоматологический услуга билет большой рассылка адрес электросчетчик гамма российский флаг портативный радиостанция концентрирование кислорода экг сервис медикаметозное безоперационное прерывание беременность лечение щитовидный железа sky link хлеборезка ахм холодильник дешево купить букмекерский линия структурный штукатурка откачка туалет пекарня магнитно-маркерные доска ротационный rvg комнатный перегородка кулер процессорный токовый клещ скребковый конвейер прогрессирующий близорукость сервис альфа лаваль антенна бустер телефонный обзвон красный площадь сегодня сейфовые ячейка холодильник либхер сенсорный дисплей обзвон создание анимационный клип shell omala рассылка выборочный лак холодильник оптом бензопила dolmar 8800 gold измеритель rlc пп-пленка цвет ламината класс 32 карл гиря футбольный тотализатор билет ммдм фарфор portofino помидор купля пежо герб рф тренировка память три цвета: синий герб вышивка уличный барбекю сушильный машина ardo видеорегистраторы врач-гинеколог промывка инжектор кислород холодильник zanussi поглощение радиоволна