(44. 10)

и расстояние мертвой зоны

(44.11)

Максимальное расстояние г при однократном отражении, когда ф = О, определяется с помощью простой формулы

а наибольшее значение при отражении от тонкого слоя равно

(44.13)

2. Амплитуда поля

Покажем, как mojkho сконструировать формулу, определяющую напряженность поля коротких волн. Описывались различные способы получения таких формул, однако при их выводе используется обычно лучевая оптика, поэтому различные формулы принципиально практически не отличаются друг от друга.

Формулу для напряженности поля коротких волн можно вывести аналогично тому, как это было сделано для средних волн. В этом случае важно только учесть расходимость лучей в ионосфере, т. с. то обстоятельство, что траектории лучей, выходящих из точки наблюдения под близкими углами, могут существенно разойтись в ионосфере. Поэтому энергия, излучаемая источником в элементарном телесном угле d< под данным углом ф, распределяется в точке наблюдения на некотором участке (рис. 44.9), площадь которого больше основания правильного конуса, образованного углом d. Если излучающая и приемная антенны представляют собой вертикальные диполи, то поток энергии, излучаемый источником под углом ф к земной поверхности и пересекающий бесконечно малую площадку полусферы радиуса Гц, окружающей источник, равен

(44;-14)

В точке наблюдения, на расстоянии г от источника, энергия волны, распространяющейся в конусе вдоль траектории S, без учета потерь равна

Поэтому, приравнивая (44. 14) и (44. 15), получаем

(44.15)

(44.16)

Рис. 44.9. К расчету напряженности поля на коротких волнах

или, если выразить Е в ме/м, W - в кет, а г - в км, то

300\/W

S - sin ф

cos .

(44.17)

Входящие в формулу (44. 17) величины drjd< и S мояшо определить при заданном п (z) по приведенным выше формулам, определяющим дальность коротких волн. Нетрудно заметить, что когда траектория волны близка к треугольной, то приближенно 5=г/со8ф, dr/dO :;r/cos <Ь sin ф и (44. 17) переходит в формулу (44. 5).

При многократных отражениях расчет ведется по этой же формуле, а из геометрических соображений определяется число скачков волны до точки наб.чюдения (см. рие. 44.1). При учете поглощения и коэффициента отражения Pg от Земли напряженность поля w-кратно отраженной волны равна

Суммарное поле £ = У2й \ берется по всему пути распространения

каждой из волн. Так как короткие волпы преимущественно отражаются от области F ионосферы, то

J yds = 2 И y.j)dS -f- J xsdS -\- J xpdSl,

и, таким образом, для точного вычисления Е необходимо знать зависимость кц, V-E и y-F от высоты, т. е. зависимость iV (z) и v (z) во всей толще ионосферы до точки отражения волны.

Таким путем при испо.тьзовании текущих данных наблюдепий за ионосферой в ряде случаев удается получить довольно хорошее совпадение между вычисленными и измеренными значениями Е на коротких волнах. Ввиду громоздкости и часто неопределенности таких расчетов их выполняют практически лишь в слзчае особой необходимости, а для выбора диапазона волн, пригодного для связи в данных условиях, определяют на оспове ионосферных данных лишь максимально применимую частоту связи ш,, и наименьшую частот,у связи

Наименьшая частота связи рассчитывается по результатам измерений поглощения в ионосфере, задаваясь наименьшим значением напряженности поля Е, обеспечивающим проведение необходимых измерений. Большой опыт, накопленный в настоящее время, позволяет уже довольно уверенно предсказывать на основе прогноза ионосферных данных значения и

в ряде случаев на длительный срок вперед.

§ 45. КРУГОСВЕТНЫЕ ЭХО-СИГНАЛЫ

Мы говорили, что на коротких волнах часто наблюдается многолучевой прием, Мло5кественность путей радиопередачи из одной точки в другую приводит не только к колебаниям но и, естественно, к искажению радиотелефонии, ибо, действуя как зхо, сигналы повторяют звуковую модуляцию с запаздыванием, налагаясь уже на другой звуковой участок нередачи. При телепередаче это приводит к искажению изображения - накладке сдвинутых друг относительно друга изображений, а в радиотелеграфии -появлепия ло;киых эхо-сигналов. Эти эхо, как мы видели, имеют времена запаздывания максимально в 2-3 мсек и названы ближними эхо, в отличие от других, дальних эхо, наблюдающихся на коротких волнах с временем \ запаздывания в несколько десятых секунды и даже, как мы увидим в следую-*щем параграфе, в несколько секунд. Одним из типов таких дальних эхо является кругосветное эхо, т. е. радиосигналы, обегающие вокруг Земли один И большее чиоло раз.

Первые наблюдения кругосветных эхо были сделаны около АО лет назад. Один из таких случаев приведен на осциллограмме рис. 45.1, на которой два следугопцхх Друг за другом сигнала имели повторные эхо с временем запаздывания t:z:0J85 сек, соответствующим пути распространения в 41 400 км, равному 1,035 2п/о, если принять, что сигнал распространялся со скоростью света с.

Наблюдения кругосветного эхо были однилш: из первых радиоопытов, из которых следовало, что скорость радиоволн близка к с. Из этих первых наблюдений была приближенно оценена скорость обегания сигнала вокруг Земли - порядка 290 ООО км/сек.

Несмотря па многочисленные наблюдения кругосветных эхо, проводившиеся 40-45 лет назад, лишь в 1941-1945 гг. [190] были проведепы достаточно систематические исследования этого явления. Их результаты представляют в ряде отношений большой интерес.

Бьт.лр1 проведены паблюдепия за Д7 станциями, расположенными в разных странах в 1000-17 ООО км от пункта наблюдений, в диапазотте 15-30 м. Для этих наблюдений специа.чьпо 5 раз четыре станции из.аучали сигналы с большими интервалами времени на частотах 13,925; 15,075; 17,670 и 19,947 Мгц. Всего в этих опытах было паблюдепо 785 кругосветных эхо, включая также случаи, когда принималось обратное эхо, т. с. когда сигнал обегал пе полный круг вокруг Земли, а лишь часть дуги большого круга в обратном направлении (рис. 45.2). Осциллограмма одного такого измерения изображена, например, на рис. 45.3, на котором время заназдывания обратного эхо /-0,07856 сек.

Рис. 45.1. Осциллограмма кругосветных эхо

а и Ъ - прямые сигналы; а и Ь - кругосветное эхо; принято в Берлине oTj радиостанции в Рио-де-Шанейро