0.25

0,75

Рис. 41.3. Экспериментальная и теоретическая зависимости глубш]ы кроссмодуляции от частоты

<>, - частота метающей стантхии; - частота принимаемой волны

Поэтому из экспериментальных кривых типа изображенной на рис, 41.2, в можно определить величину г. Далее, легко видеть, что уравнение (41.3) можно переписать в виде

(41.6)

где - предельное значение М при Q -> 0; (41. 6) есть прямая, пересекающая ось у в точке г/о=-(1/ ) и ось х в точке х{\!М\) в системе координат y~il и х={ИМ). Таким образом по точкам пересечения и у из экспериментальной кривой можно определить значения т и М. Интересно также указать, что по значению г, зная взаимное расположение радиостанций, определяется высота области z, в которой происходит кроссмодуляции, если известна высота отражения принимаемой станции.

Как ул?е отмечалось, результаты различных исследований показали, что кроссмодуляция радиоволн наблюдалась преимущественно в диапазоне

<! 0.9

S 7,0

Ч0.75 & &

0,50 0,25 D

о 200 1*00 600

Частота людуляаии

0,50

O.tS 0,60 % 0,75 0.90 w 1С

Рис. 41.4. Экспериментальная .чанисимость ко;)ф-фициента демодуляции от частоты модуляции

а - прп ш1,2- 10 гц; б - при ojw; в - зависимость коэффициента модулягии от частоты и модуляштн

волны г1т1и

w 75 го

средних волн почью, причем область взаимодействия лежала на высотах 80-100 км. В различных условиях максимальное значение М колеблется в пределах 1-8%. Наибольшим образом она нроявлкется по eni;e недостаточно многочисленным данным при oi-- 10, (Og: 5 -10 и расстоянии между мешающей и принимаемой станциями 100-200 км; с ростом частоты М быстро падает. ГГри мощности ИлЮО кв на указанных частотах М.Ъ%. В тех же условиях формула (41. 3) дает близкое значение М .

Наблюдается олшдаемая линейная зависимость М от Mj,. Измеренные указанным выше способом значепия (SvJ лежат в пределах (1-!-2)-10, что дает при принятом в настоящее время значении 8л2-10~ величину q- -10-10 па высоте z ~ 85 км. Максимальные частоты ш- и Wg, па которых наблюдалась кроссмодуляции радиоволн, соответственно равны ШдяьЮ и 0)22,5-10. При этом, в соответствии с отмеченными теоретическими соображениями, в некоторых онытах [2271 на гирочастоте наблюдался ги-рорезонансный эффект, а в других опытах [2281 он отсутствовал.

Результаты различных экспериментальных исследовапий и теоретических расчетов с помощью формулы (41. 3) зависимости глубины кроссмодуляции от частот cog приведены иа рис. 41.3, а. На этом же рисунке приводятся результаты исследований в окрестности гирочастоты при изменениях частоты мен1ающей станции Wj (рис. 41.3, б), когда наблюдались одногорбые и двугорбые кривые, аналогичные получаемым из теоретических расчетов [1811.

С восходом Солнца эффект кроссмодуляции ослабляется, и после захода Солнца на Земле что связано с сильным поглощением средних радио-

волн в части ионосферы, лежащей ниже области, где наиболее благоприятно появление нолинойпого взаимодействия радиоволн.

Некоторые данные, описывающие самовоздействио волны, показаны на рис. 41.4. Самовоздейстние волтш приводит к изменению ее поглощепия, изменению фазы, частотного спектра и глубины модуляции. Одним из таких эффектов является автомидулщия волны, когда глубина модуляции отраженной волны уменьшается по отношению к глубине модуляции нада-ющей волны. Соответствуюп;ая экспериментальная зависимость коэффициента демодуляции от частоты модуляций изображена на рис. 41.4, а [184]. Эти опыты проводились на частоте 200 кгц с передающей станции мощностью 75-400 кет. Такие измерения в сочетании с теоретическими формулами можно использовать, в частности, для онрсдсления эффективной температуры ионосферы.

Автодемодуляция проявляется особенно сильно в окрестности гироскопической частоты. Отмечаются следующие ее особенности. В отличие от поведения эффекта па других частотах (рис. 41.4, а), па частоте о)я коэффициент демодуляции MiMf уменьшается с частотой модулязщи Q (рис. 41.4, в). В зависимости от частоты излучаемой волны <о отношение MIMq имеет минимум, например в опыте, результаты которого приведены на рис. 41.4, б, значение М1М-0,Ъ,1. е. модуляция волны уменьшается почти вдвое на частоте шяь0,6 шя-

Этот эффект гиродемодуляции проявляется уже при относительно малых мощностях и мало зависит от иптопсивпости мешающей волны.

§ 42. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КОРОТКИХ ВОЛН

Основная особенность коротких волн (10-200 м) - их способность распространяться на большие расстояния в любое время суток. При переходе ото дня к ночи или изменении времени года необходимо менять лишь длины волн, наилучшим образом перекрывающие большие расстояния. Эта особепность коротких волн обусловлена малыми потерями, которые они испытывают

при отражении от ионосферы. Вполне понятно, что ионосфера играет первостепенную роль в распространении коротких волн, а развитие исследований ионосферы началось именно вскоре после открытия свойств коротких волн. С их помощью впервые прямым путем было доказано существование ионосферы, и до сих пор короткие волпы являются наилучптм средством для радиоисследований ионосферы. Все свойства ионосферы проявляются наиболее выпукло и многообразно именно на коротких волнах. В этом диапазоне частот наблюдается часто многолучевая структура поля, усиливается рассеяние волн в ионосфере й на земной поверхности, а также выявляются различные нестандартные пути их распространения.

1. Зависимость амплитуды поля от расстояния и времени суток

Зависимость амплитуды поля коротких волп от расстояния и времени суток существенно меняется с изменением частоты, сезона и цикла солнечной активности. Вследствие этого количественные характеристики состояния поля коротких волн не имеют устойчивого характера в тсчепие длительного периода времени.

С качественной стороны основные закономерности распространения коротких волн хорошо известны. Общий их характер можпо, например, усмотреть из следующих данных.

Иа рис. 42.1, а приведепы усреднеппыс за длительный период результаты измерений силы приема па разных частотах при приеме радиостанций мощностью 10 кет в полностью освещенной зоне. Из рисунка видно, что в отличие от средних волп здесь наблюдается максимум амплитуды на больших расстояниях от источника и в дневное время. С укорочением длины волны минимум амплитуды на промежуточных расстояниях становится все более глубоким - появляется область, в которой прием практически полностью пропадает. Начиная с 75-100 м характер приема примерно такой же, что и на средних волнах. Если вся трасса находится в зоне темноты (рис. 42.1, б), тополе изменяется качественно одинаковым образом во всем диапазоне волн.

Из рисунка ясно, что на близких расстояниях от излучателя, где поле радиоволны определяется в основном прямой волной, ее напряженность Е быстро падает и наступает зопа очень слабого приема или полного его исчезновения. Эта зона простирается на различных волнах до нескольких сот километров. Область расстояний, в которой наблюдается существенное ослабление интенсивности волны, называется мерттгвой зоной.

Особенно наглядно изображена изменчивость свойств распространения коротких волн на рис, 42.2, опубликованном в литературе более 30 лет назад. На этом рисунке в сглаженном виде представлена зависимость напряженности поля от расстояния и времепи суток. Хорошо видпо, как постененпо появляется и увеличивается протяженность мертвой зоны. Из этих же графиков выступает и другое свойство распространения коротких волн - разделение на дневные и ночные волны. Ночью при измерениях на 16,5 и 33 ж наблюдались очень низкие яначения й , мало пригодные для радиосвязи. Эти волны хорошо проходили лишь в освещенное время суток. На волнах 66 и 111 м уровень поля был высоким имеппо почьго.

Разделение на дневные и ночные волны хорошо заметно также на рис. 42.3, на котором приведены кривые среднемесячных значепий силы приема па волнах 16 и 43 ль по наблюдениям в течение двух лет па трассе Берлин- Нью-Йорк. Хороший прием (заштрихованные области) был возможен па волне 16 ж в часы, ограниченные линиями восхода и захода Солнца в Нью-Йорке, т. е. когда хотя бы часть трассы была освещена. На волне 43 м осу-