Главная >  Очерк развития радиотехнологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 [ 128 ] 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204

странение длинных волн. Замечено, что во время первой фазы ионосферной бури происходит некоторое уменьшение напряжённости поля, а в последующие дни - увеличение.

Явления замираний (фединги), т. е. нерегулярные беспорядочные изменения напряжённости поля длинных волн, не наблюдаются. Дело в том, что причиной их является интерференция в пункте приёма волн, прошедших пути разной длины и имеющих

разность хода лучей - или нечётное число - (сдвиг фаз я

или нечётное число тг). В нижней части ионосферы происходят изменения высоты отражающего слоя, вызванные, например, восходящими и нисходящими движениями потока воздуха в верхней области стратосферы, но эти изменения высоты нижней части ионосферы малы по сравнению с длиной волны; сдвиг фаз между напряжённостями полей волн получается много меньшим 180° (на волне Х = 20 км для получения сдвига фаз 180° необходима

разность хода лучей--= Ю км), поэтому такие изменения напряжённости поля происходят, как правило, постепенно и бывают не более 30%. Они могут быть зафиксированы при измерении напряжённости поля или записи её; при приёме сигналов на слух сила приёма остаётся неизменной. Изменения напряжённости поля выражены сильней на более коротких волнах (на волне 1= 3 км для получения сдвига фаз 180° необходима разность хода лучей -= 1,5 км).

Так как на длинных волнах явления замираний нет, а потери при распространении пространственных волн малы, длинные волны используются главным образом для радиотелеграфной связи на большие расстояния порядка тысяч километров.

Характеристики распространения средних волн

Несмотря на то, что характеристики распространения длинных и средних волн имеют много общего, распространение средних волн имеет свои особенности.

Напряжённость поля поверхностной волны с увеличением расстояния от передатчика уменьшается бьютрее, чем на длинных волнах. Это вызывается увеличением при возрастании частоты поглощения энергии поверхностным слоем земли. Вследствие более быстрого затухания поверхностной волны напряжённость поля на знач-ительно меньшем расстоянии от передатчика, чем для длинных волн, определяется почти исключительно пространственной волной.

В противоположность длинным волнам, которые отражаются от нижней границы ионосферы, средние волны проникают в ионо-



сферу и тем глубже, чем короче волна. Они не отражаются от нижней границы ионосферы потому, что для их отражения требуется большая электроиная плотность, чем для длинных волн. Пространственные средние волны, проникая в слой Е, поворачиваются к земле за счёт постепенного преломления и, наконец, полного внутреннего отражения. Слой D для средних волн является только поглощающим слоем. В слое Е энергия пространственной волны поглощается в значительно меньшей степени, чем в слое D. Поглощение энергии пространственной волны ничтожно в ночные часы, когда отсутствует слой D, и сравнительно велико в дневные часы при наличии слоя D. Дневное поглощение быстро возрастает с увеличением частоты (с укорочением волны) и на более высоких частотах средневолнового диапазона (волнах от 200 до 2000 м) поглощение настолько велико, что с пространственными волнами можно не считаться. Приём иа больших расстояниях в дневные часы становится невозможным, по крайней мере летом, когда потлощение намного больше, чем зимой. С приближением момента захода солнца и в течение некоторого времени после захода поглощение пространственной волны сильно уменьшается. Эти условия малого поглощения продолжают существовать в течение всей ночи. По мере приближения восхода солнца потери возрастают и пространственная волна исчезает. Наличие большего поглощения в дневное время является, по-видимому, результатом увеличения ионизации у нижней границы ионосферы й опускания её в область более высоких атмосферных давлений.

Более длинные волны средневолнового диапазона (2000 ~ 3000 м) испытывают несколько меньшее поглощение при отражении от ионосферы, чем более короткие волны. Но для всего диапазона средних волн основной особенностью их является то, что днём они распространяются поверхностной волной, а ночью и поверхностной, и пространственной.

Ввиду отсутствия днём пространственной волны, особенно в диапазоне более коротких волн средневолнового диапазона, дальность передачи по сравнению с длинными волнами значительно уменьшается.

Увеличения дальности передачи на средних волнах в дневное время добиваются увеличением мощности передатчика или применением направленных антенн, концентрирующих излучение в горизонтальном направлении, что также эквивалентно увеличению мощности передатчика. В очное время напряжённость поля в пункте приёма представляет собой векторную сумму напряжён-ностей полей поверхностной и пространственной волн. При изменении расстояния от передатчика изменяется как величина этих векторов, так и сдвиг фаз между ими, поэтому будет изменяться и результирующая напряжённость поля.

В непосредственной близости от передатчика напряжённость поля пространственной волны мала, если антенна передатчика 25* 387



излучает под большими углами ничтожную энергию. Поэтому напряжённость поля на малых расстояниях определяется только поверхностной волной. С увеличением расстояния от передатчика утлы излучения пространственной волны уменьшаются и напряжённость поля увеличивается, достигая на некотором расстоянии максимума. При дальнейшем увеличении расстояния напряжённость поля пространственной волны падает. Это отчасти объясняется тем, что, прежде чем достигнуть места приёма, пространственная волна может испытать два или три отражения от ионосферы и земли.

На относительно малых расстояниях от передатчика, где напряжённость поля передатчика определяется только поверхностной волной, явление замираний не наблюдается. При увеличении расстояния от передатчика, когда, кроме напряжённости поля поверхностной волны, ночью будет напряжённость поля пространственной волны, наблюдается явление замираний, и при этом достаточно сильное. Это объясняется непрерывным изменением разности фаз интерферирующих поверхностной и пространственной волн, обусловленным непрерывным изменением длины траектории пространственной волны. Изменение траектории вызывается непрерывным изменением высоты и электронной плотности поворачивающего волну ионизированного слоя Е. Очевидно, чем короче волна, тем явление замираний должно быть более сильным. Напряжённость поля средних волн благодаря явлению замираний изменяется в больших пределах (в десятки раз).

При дальнейшем увеличении расстояния от передатчика, nprf затухании поверхностной волны, явление замирания также имеет место благодаря интерференции, но уже только пространственных волн, пришедших в пункт приёма по разным траекториям (волн, испытавших разное число отражений от ионосферы и земли). Из-за явления замираний качество приёма ночью на сравнительно больших расстояниях низкое.

В качестве иллюстрации различных условий приёма при изменении расстояния может служить рис. 29.IX, на котором приведены кривые, показывающие изменения в пункте приё.ма напряжённости электрического поля поверхностной и пространственной волн в зависимости Ьт расстояния от передатчика. Передатчик мощностью 50 кет работал на волне >. = 300 м. Верхняя граница заштрихованной площади соответствует наименьшей напряжёп-йости поля радиоволны, обеспечивающей возможность заглушить полностью помехи при данных условиях. Области высококачественного и удовлетворительного приёма для дневных и ночных условий, а также область сильных искажений приёма ночью отмечены на рисунке. Область АС больше области АВ потому, что днём пространственная волна отсутствует, а ночью она проявляется и на участке ВС напряжённость её поля соизмерима с напряжённостью поля поверхностной волны. Следует отметить, что местоположение области сильных искажений ночью {ВК) не зави-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 [ 128 ] 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204