<1 ft

Рис. 39.19. Средние спектры интенсивности поля на УНЧ частотах, иолученные днем (сплошная линия) и ночью (пунктир), иллюстрирующие резонансы в ириземном волноводе

J, 2, 3, ... - резонансные максимумы, наблюдаемые экспериментально; вертикальные линии - максимумы, рассчитанные для идеального волновода

W 16 гг

Частота , гц

личные дни - порядка 0,2 гц. Результаты измерений резонансных частот сведены в табл. 39.5. Теоретический анализ резонансных частот позволяет определять параметры нижней ионосферы.

Таблица 39.5 Резонансные частоты волновода Земля-ионосфера

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ ЛУЧЕВОЕ РАСПЮСТРАНЕНИЕ В ПРИЗЕМНОМ ВОЛНОВОДЕ

Рассмотренные в этой главе данные относятся к средним, коротким и частично ультракоротким (ВЧ и СВЧ) волнам радиодиапазона и хорошо описываются простыми методами - приближением геометрической оптики. Для количественного объяснения большинства описываемых экспериментальных фактов необходимо знать длину траектории луча, свойства ионосферы на его пути, свойства отражающих или рассеивающих неоднородностей и поверхпости Земли, Поскольку все эти величины изменчивы в различных условиях и, кроме того, их значения часто неизвестны, точные расчеты структуры поля в точке наблюдения осуществить трудно, хотя качественно наблюдаемые явления обычно легко истолковываются; для этого не требуется строгого теоретического их анализа Во М1ЮГИХ случаях, когда отражающие области ионосферы имеют регулярную структуру и известны высотные зависимости параметров, удается даяда хорошо количественно описывать экспериментальные данпые. Для расчетов линий радиосвязи или предсказания условий распространения, естественно, используются средние характеристики параметров ионосферы. Многочисленные данные показывают, что такие расчеты часто хорошо удовлетворяют различным практическим запросам. Мы не будем останавливаться на всех этих вопросах и их различных практических аспектах, а опишем лишь основные свойства лучевого распространения ВЧ и СВЧ радиоволн в приземном волноводе и наблюдаемые при этом явления.

§ 40. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СРЕДНИХ РАДИОВОЛН НОЧЬЮ

При иереходе ото дня к ночи, когда вся трасса распространения лежит в зоне полной темноты, структура поля средних волн (X 200-2000 м) существенно изменяется. После захода Солнца коэффициент отражения средних волн от ионосферы практически равен единице, тогда как днем, увеличиваясь с уменьшением высоты Солнца, коэффициент отражения очень мал и равен ~ 10~-10 , поскольку средние волны сильно поглощаются в области D ионосферы. Поэтому поле средних волн днем определяется только прямой волной, распространяющейся вдоль поверхности Земли, а ночью уже на расстояниях от источника в песколько десятков километров поле складывается из прямой и отраженных волн. Это влечет за собой увеличение амплитуды и сильную изменчивость поля, усиливающуюся с удалением наблюдателя.

1. Временные колебания поля

С наступлением сумерек уже на близких расстояниях от излучателя (150-200 км и менее) наблюдаются значительные нерегулярные колебания напряженности поля, сначала около среднего дневного значения. Эти колебания Е часто называют замираниями, или федингами.

С наступлением темноты постепенно появляются неглубокие изменения Е, которые затем становятся все более и более значительньши (рис. 40.1). Аналогичные изменения наблюдаются при пеленговании радиостанций с помощью рамочной замкнутой антенны или антенны другого типа. На рис. 40.2 приведен суточный ход ошибок радиопеленга на волне Х=920 м и расстоянии г=80 км от излучателя.

1720

ШЛО 18.30

Мс/пное ддела?, vac

19.00

Рис. 40.1. Результаты измерений напряженности поля в сумерки на волне 350 м на расстоянии 315 км от излучателя

Колебания напряженности поля и радиопеленга возникают вследствие интерференции нескольких волн, пришедших к месту приема по разным путям. Фаза и амплитуда этих составляющих неустойчивы во времени из-за нерегулярных изменений, происходящих в ионосфере. Наряду с изменением амплитуды и фазы изменяется также ориентация и отношение полуосей эллипса поляризации.

В области, где интенсивности прямой и первой отраженной волн соизмеримы, естественно, происходят наибольшие колебания Е. В этой зопе наблюдается также так называемый селективный фединг; характер колебаний поля изменяется даже в пределах полосы модуляции излучателя, что видно, например, из одновременной записи на частотах 609,5, 610,0 и 610,5 кгц на расстоянии в 110 км от излучателя (рис. 40.3). Селективный фединг приводит к перераспределению энергетического спектра излучаемой волны, т. е. к изменению характера ее модуляции и искажению радиотелефонии.

На больших расстояниях, где принимаются только отраженные от ионосферы волны и амплитуды многократно отраженных волн в два и большее число раз меньше амплитуды однократно отраженной волны, колебания Е

J6j30 20. jo 24.30 04.30 06.30

/Лестное бремя, час Рис. 40.2. Суточный ход ошибок радиопеленга

12.30

Ю.3в

200 150 ЮО 50