При подъеме над поверхностью Земли дополнительная фаза уменьшается и зависит от высоты z над Землей [1481. Теоретическая кривая (tpi-/ рг) и усредненные результаты измерений (?pj-рг) проводившихся на аэростатах [1491 па двух парах волн, изображены на рис. 32.7. Теоретическая и экспериментальная кривые качественно изменяются одинаковым образом. Количественное же сравнение этих данных трудно провести, так как электрические параметры земной поверхности, над которой проводились опыты, точно неизвестны. Кроме того, вследствие дрейфа аэростата изменялось расстояние от излучателя и соответственно условия местности.

2 гглеор

60 ЦО

ио\-

200 иоо

Расстояние, м

3D 20 W О

Высота, число длин волн

Рис. 32.G. Теоретические крипые приведенной суммы дополнителг.ных фаз (/2?2 + ?i) для разных значений е и а при Х=120 и 180 м

Точками нанесены результаты измерений Vz+Vi) на отих же волнах

Рис. 32.7. Зависимость приведенной ра:шости дополнительных фаз (fi-/го) от высоты над земной поверхностью

а - теоретическая кривая; б - ре.чультаты измерений

300 500

расстояние, т

О гоо 600 tooo

Расстояние , км

IttOO

Рис. 32.8. Теоретическая зависимость дополнительной фазы у от расстояния для разных длин волн при учете сферичности Земли

л - над морем (s=-80 и 4,5.10 ); б - над сушей (е = 15, !j=9,7-10 )

2. Сферическая поверхность Земли

Расчеты фазы с учетом сферичности Земли требуют использования функции ослабления У {х, у, у, g). Как уже указывалось, эта функция прота-булирована для ряда значений параметров [145]. С помощью этих таблиц вычислены значения донолиительпой фазы (рис. 32.8).

При учете сферичности Земли дополнительная фаза уже пе стремится к постоянному нределу, а монотонно возрастает с ростом г. Однако на достаточно больпхих расстояниях от излучателя значение составляет лишь незначительную часть полной фазы Ф=2т1; (г/Х)Н-ср и растет приб.пиженно линейно, так что

(2.11)

причем а- малая величина. Так, для высокой проводимости Земли [е = 80 и о-4,5-10* (море)] (см. рис. 32.8, а), соответственно, для Х=2; 20; 60 и 200 м: а да 2,3; 1,4; 0,6 и 0,28 град/км, а при малой проводимости [е=15, 0-9,7.10 (суша)! (см. рис. 32.8,6); для Х=2; 20; 200; 1000 и 2000 ж: =2,0; 0,94; 0,55; 0,33 и 0,18 град/км.

3. Измереиия фазовой скорости

С помощью приведенных выше формул и графиков можно рассчитать дифференциальную фазовую скорость в зависимости от частоты и расстояния, которая по определению равна

=3? (32.12)

- 1 + idldr) (сН <2.13)

Из рассмотрения кривых (см. рис. 32.4) видно, что вблизи антенны с удлинением величина d(\)ldrО, так что здесь i; оо; для укороченных же антенн db/dr проходит здесь через минимум, и v соответственно имеет в этой области расстояний максимум. Далее, с увеличением расстояния V уменьшается, причем при г X для расчетов v можно пользоваться уже формулой (32.2). Затем значение v становится меньше с/п и достигает минимума, который тем меньше (при /=const), чем меньше проводимость о. После этого v монотонно возрастает, стремясь к постоянному пределу, равному с/п [1481, где п - коэффициент преломления воздуха.

Такой ход скорости, строго говоря, верен лишь для плоской поверхности Земли. На самом же деле, как это следует из расчетов для сферической поверхности, фазовая скорость, возрастая с расстоянием, после первого минимума достигает максимального значения v, близл;ого к с/п, а затем монотонно и меделенно падает.

Кривые v/c, рассчитанные по формуле (32.2) для плоской поверхности Земли для разных значений s и а при X-120 м, приведены на рис. 32.9.

Результаты измерений дифференциальной фазовой скорости, показанные на рис. 32.10, получены в опытах, в которых определялась сумма дополнительных фаз (/g 2 1 Ti) что рассчитанная из этих измерений фазовая скорость равна

Рис. 32.9. Зависимость фазовой скорости радиоволн над земной попорхностьн) от расстояния до излучателя для разных значений s и а

V/C 0,6

?- и а

Расстояние, число дпин бопн

и ее следует рассматривать как некоторое среднее значение фазовой скорости, лежащей между значениями i; (т) и (( а). Общий ход кривой v на рис 32.10 близко совпадает с результатами расчетов.

Следует отметить, что в опытах часто измеряется разность фаз на больших интервалах расстояний и тем самым определяется не дифференциальная, а средняя скорость v. Так как полная фаза

(32. 15)

то средняя фазовая скорость равна

(32.16)

В табл. 32.1 приведены некоторые результаты измерений средней скорости прямой волны на средних волнах и скорости v в свободном пространстве на ультракоротких волнах, проводившихся в ра.зных условиях местности.

Из данных таблицы видно, что результаты опытов в общем хорошо согласуются с результатами измерений скорости света; как известно, при учете средней влажности воздуха скорость света с=299 670 км1сек. При и.зме-

Рис. 32,10. Результаты измерений фазовой скорости радио- воот на волнах 120 и 180 м

W 20 30 иО

Расстояние, число дпин Воли

рениях .Скорости прямой волны (первая - пятая строки табл. 32.1) по ве-. личине о нетрудно вычислить

(32.16а)

Таким путем можно ближе сравнивать результаты измерений v со скоростью снета в воздухе. Интересно указать, что при использовании соответ-