Поле высоко поднятого излучателя в освещенной зоне. Отражательная трактовка влияния Земли. Модуль относительной комплексной диэлектрической проницаемости Земли

точках интерференционных минимумов модуль множителя ослабления уменьшается до величины

min     (16.20) где R — модуль коэффициента отражения при           . В этих точках vmin < 1.

На рис. 16.8 показана зависимость V(r). Как видно из рисунка, ширина интерференционных лепестков уменьшается по мере приближения к источнику, что согласно (16.14) объясняется гиперболической зависимостью разности хода дг от расстояния. Одновременно значения [7 в точках минимумов возрастают, поскольку при приближении к источнику углы д увеличиваются, а значения R уменьшаются (см. рис. 16.4). В первом интерференционном максимуме, который соответствует т = и располагается на наибольшем удалении от источника, сдвиг фаз между прямой и отраженной волнами равен 2п. При дальнейшем удалении от источника траектории волн настолько сливаются, что дг —» 0 и множитель ослабления уменьшается монотонно.

Рис. 16 8

На стационарных наземных радиолиниях, работающих в пределах освещенной зоны, пункт приема обычно располагают вблизи псрвого интерференционного максимума.

Из формулы (16.15) видно, что интерференционная структура поля имеет место не только вдоль трассы, но и по высоте. Это можно трактовать как влияние Земли на диаграмму направленности передающей антенны. Для оценки этого влияния выразим разность хода лучей = 2/1 sinA (рис. 16.9). Подставив это соотношение в (16.12), получим

        У = 1+R²                             /i)sinA-O].                       (16.21)

Из формулы видно, что в результате влияния Земли диаграмма направленности излучателя приобрела многолепестковый характер. При углах д, соответствующих (4Tthl/i)sinA — = 2тп, т = 0, 1, 2, ... , множитель ослабления V максимален и равен I + R. При углах д, соотвстствующих

(47thl/i)sinA — 0 = (2n + l)7t, у = 0, 1, 2, .

множитель ослабления И минимален и равен — R.

16.2.3. Интерференционный множитель с учетом сферичности Земли

В рамках отражательной трактовки, когда влияние Земли сводят к интерференции в точке приема прямой и отраженной волн, влияние сферичности земной поверхности учитывают путем соответствующих изменений амплитуды и фазы отраженной волны по сравнению со случаем плоской Земли.

Начнем с вопроса о фазовых соотношениях. При сферической земной поверхности сдвиг фаз полей прямой и отраженной от Земли волн в точке приема удобно выразить в виде функции не- Рис. 16.10 которых высот, которые называются приведенными высотами и обозначаются 1' и h2'. Для определения этих высот необходимо провести плоскость S, касательную к сферической земной поверхности в точке отражения С (рис. 6.10). Тогда разность хода — rl над сферической поверхностью будет равна разности хода над плоскостью S и может быть рассчитана через высоты hI' и 112', отсчитываемые от плоскости S

Из рис. 16.10 следует, что

                                                         (16,22)

Согласно определению предельного расстояния прямой видимости (16.1) длина участков r' — 2азмД/11 И    2а зм 2 следовательно,

                                              (16.23)

Определение местоположения точки отражения на трассе, т. е. определение r' и Р' в случае произвольного соотношения высот h и довольно громоздкая задача. Приближенно r' = rhl/(hl + h2); К' = rh2/(hl + h2). (16.24)

Подставляя в (16.22) выражения (16.23) и (16.24), получаем

2

• h'2 =h2-(16.25)

Точный расчет приведенных высот рассмотрен в [28].

Зная приведенные высоты (16.25), разность хода прямой и отраженной волн для сферической Земли определяется как дг = 2/11'h2'/r.  (16.26)

После замены истинных высот hl и h2 на приведенные hl' и h'2 угол д (см. рис. 16.7) определяются как tgA sinA = (h'l + h2')/r.        (16.27)

Выпуклость земной поверхности приводит к заметному расхождению отраженной волны (рис. 16.11), что уменьшает плотность потока мощности отраженной волны в заданном направлении. Для учета этого явления вводят понятие коэффициента расходимости. Если обозначить через площадь сечения телесного угла пучка волн, отраженных в пределах плоской существенной области для отражения, а через ,Sc4) — то же, для случая сферической поверхности, то изменение плотности потока будет пропорРис. 16.11         ционально       отношению площадей [ЖКХф, а изменение напряженности поля —

(16.28)

Уменьшение напряженности поля отраженной волны за счет расхождения пучка лучей оценивают путем изменения модуля коэффициента отражения :

(16.29) сф

После подстановки в (16.12) величин (16.26) и RCф (16.29), получаем выражение для модуля интерференционного множителя с учетом сферичности Земли: