ходящейся в области, максимальной электронной плотности {макс) Волны, соответствующие частотам, большим fд повёрнуты к земле не будут, так как они будут достигать области ионо-слоя, в которой электронная плотность убывает с высотой.

Максимальная частота наклонно падающего луча, который возвращается ионизированным слоем за счёт поворота в области максимальной электронной плотности, называется максимально применимой частотой. Она обозначена (мп- существу максимально применимая частота является критической частотой наклонно падающего на ионизированный слой луча.

Максимально применимая частота имеет большое значение для расчёта коротковолновых линий радиосвязи, так как она является той частотой, на которой обычно пространственная волна (отражённая от ионосферы) имеет наибольшую напряжённость поля в пункте приёма, так как потери с ионосфере тем меньше, чем выше частота (короче волна).

В то время как поглощение в земле резко увеличивается с возрастанием частоты, благодаря чему поглощен1е

Рис 33. IX. К выводу закона косинуса энергии поверхностных коротких волн возрастает с укорочением волны, потери энергии пространственной волны, проходящей в ионосфере, уменьшаются с уменьшением длины волны, как это следует из ф-лы (50.IX). Физически это объясняется тем, что число столкновений электронов с нейтральными молекулами зависит от частоты. Чем выше частота, тем меньше амплитуда колебаний электронов, тем меньше столкновений электронов с нейтральными молекулами, а следовательно, и меньше потерь.

Необходимо отметить, что наибольшие потери происходят в слое Е, благодаря чему его называют для коротких волн поглощающим слоем. В слое F2 потери значительно меньше, чем в слое Е; слой F2 для коротких воля является отражающим. Несмотря на большую электронную плотность в слое F2, чем в слое Е, плотность нейтральных молекул в слое F2 значительно меньше, чем в слое Е, благодаря чему количество столкновений колеблющихся электронов с нейтральными молекулами в слое F2 также меньше, чем в слое Е, а следовательно, потерь энергии при прохождении волны в слое Е больше, чем в слое F2.

Практически f можно определять по fp, так как между максимально применимой частотой наклонного луча и критиче-398

ской частотой вертикально падающего луча существует простая зависимость. Действительно, для наклонного луча, поворачиваемого в области максимальной электронной плотности {N акХ имеем право, согласно ф-ле (56.IX), написать

sin © = sin© = -,/ l-8l У I МП

(68. IX)

С другой стороны, для вертикально падающего луча критической частоты, отражаемого в той же области ионизированного

слоя (с такой же N макс) на основе ф-лы (57.IX) получаем равенство

макС

Подставляем последнее равенство в ф-лу (68.IX) sin©o = ]/l-

откуда после простых преобразований получим

1кр

COS вп

(69.1Х>

июнь 1931

<г IS го t сутоп

\500км

ШО нм

2500 км

гооо км

1500 км

woo км 500 км Оки

Рис. 34.IX. Семейство кривых суточного хода fff в июне 1937 г. в средних широтах для разной длины скачка радиоволны

Полученное выражение называется законом косинуса. Она Юзволяет определять, для заданного угла падения максимально

399-

шримснимую частоту по известной критической частоте, которая легко находится экспериментальным путём.

Максимально применимая частота претерпевает регулярные -и нерегулярные изменения, рбусловленные регулярными и нерегулярными изменениями состояния ионосферы. В качестве примера регулярных изменений fдJ на рис. 34.IX приведены кривые, показывающие суточный ход изменения максимально применимой частоты для разных расстояний. Из этих кривых, построенных для июля 1937 г. для широты 40°, ясно, что f имеет минимальное значение перед восходом солнца, затем возрастает по мере увеличения угла возвышения солнца над горизонтом и имеет наибольшее значение в течение дня, затем уменьшается к ночи. Из кривых рис. 34.IX также следует, что, чем длинней линия радиосвязи, тем больше fjjj.

Зоны молчания

Рис. 35.IX. К объяснению наличия зоны молчания

Радиоволны, частоты которых меньше критической частоты слоя р2, возвращаются на землю независимо от величины угла их падения на ионосферу, поэтому на этих частотах возможно осуществление радиосвязи при помощи пространственной волны даже в том случае, если пункт приёма находится в непосредственной близости от передатчика.

Если частота, соответствующая рабочей длине волны, больше критической частоты слоя 2, на землю будут -возвращаться только те волны, угол падения которых на ионосферу будет больше критического угла, определяемого ф-лой (52. X). Волны, падающие на ионосферу под углами, меньшими критического угла 0 р, будут проходить сквозь ионосферу, как это показано на рис. 35.IX траекторией OA.

Волны, падающие на ионосферу под углами, большими критического угла, будут возвращаться на землю в точки, находящиеся от передатчика на расстояниях, не меньших некоторого расстояния Rj (рис. 35.IX траектория ОИВ). Пространственные волны не могут попасть на землю в те точки, которые находятся в области, заключённой внутри окружности радиуса Rj.

Так как поверхностная волна очень быстро затухает с увеличением расстояния, имеется зона, начинающаяся в нескольких километрах (или десятков километров) от коротковолнового передатчика и простирающаяся до расстояния Pj, где приём невоз-