1.6 Влияние тропосферы на ррв
Самый нижний слой
атмосферы, прилегающий к земной
поверхности, носит название тропосферы.
Тропосфера простирается от поверхности
земли до 10…15 км. Особенностью ее является
падение температуры с ростом высоты. В
среднем на каждые 100м высоты температура
понижается на 0,6
.
С точки зрения условий РРВ тропосфера – неоднородная среда. Причинами этого являются наличие неоднородностей диэлектрической проницаемости воздуха и возможность появления гидрометеоров (дождь, снег, град, туман).
Результатом влияния тропосферы являются:
- переизлучение ЭМВ неоднородностями;
- рефракция радиоволн;
- ослабление ЭМВ газами и гидрометеорами;
- деполяризация.
1.6.1 Рефракция радиоволн
Причиной
рефракции радиоволн в тропосфере
является изменение диэлектрической
проницаемости воздуха
с высотой.
В основе
рефракции лежит явление преломления
радиоволн на границе раздела двух сред
с различными коэффициентами преломления.
Рефракция – искривление траектории распространения радиоволн. Тропосфера представляет собой слоистую структуру, каждый слой, который имеет свое значение (рис.1.12).
Рисунок 1.12
На рис.1.12 представлен
случай, когда диэлектрическая проницаемость
с высотой уменьшается, т.е.
.
Вертикальный градиент диэлектрической
проницаемости
в этом случае также убывает.
В зависимость от
значения
различают два вида рефракции:
- отрицательную
рефракцию, или субрефракцию, при которой
,
и траектория волны обращена выпуклостью
вниз, и положительную рефракцию, при
которой
и траектория волны обращена выпуклостью
вверх (рис. 1.13).
Рисунок 1.13
Здесь:
- отрицательная рефракция;
- рефракция
отсутствует;
- положительная рефракция;
- критическая
рефракция;
- сверхрефракция.
Для учета влияния рефракции на РРВ вводится понятие эквивалентного радиуса Земли
, (1.27)
где
км
– радиус
Земли.
Наиболее
распространена нормальная рефракция,
при которой
.
1.7 Расстояние прямой видимости
Для ориентировочной
оценки беспрепятственного распространения
радиоволн вводится понятие расстояния
прямой видимости
,
при котором прямая, соединяющая передающую
и приемную антенны, касается земной
поверхности с эквивалентным радиусом
(рис.1.14).
Рисунок 1.14
Расстояние прямой
видимости
равно
,
где
;
(1.28)
.
При отсутствии
рефракции
,
.
При стандартной
рефракции
,
.
1.8 Ррв над плоской гладкой поверхностью земли
В этом случае в
точку приема
(рис.1.15) в самом простом случае приходят
две волны: прямая (1), и отраженная от
земной поверхности (2) в точке
(рис.
1.15).
Рисунок 1.15
Результирующее
поле в точке
будет определяться векторной суммой
прямой и отраженной волн. Поскольку
путь прямого (1) луча
короче пути отраженного луча (2)
,
луч (2) будет достигать точки
с запозданием, т.е. между лучами (1) и (2)
будет фазовый сдвиг
(рис.1.16).
Рисунок 1.16
Если прямой и
отраженные лучи в точке приема будут
синфазными, (
или
,
где
-
четное число), то возникнуть интерфериционные
максимумы. Если фазовый сдвиг будет
равен
или
,
где
-
нечетное число, т.е. сигнал значительно
ослабляется (замирает). Это явление
получило название интерференционные
замирания.