Распространение радиоволн в земной атмосфере. Преломление радиоволн. Общие определения. Траектория волны. Радиус кривизны траектории, страница 6

Эквивалентные частоты по условиям отражения. Условия отражения при наклонном падении оценивают по данным вертикального зондирования ионосферы. Если известно, что при вертикальном падении волна с частотой Л отражается с высоты h то согласно (18.24) на этой высоте электронная плотность равна (h ). Но из

е отр

(18.20) видно, что такая же электронная плотность необходима для отражения волны с частотой Л падающей на ионосферу под углом Фо. Приравнивая правые части (18.20) и (18.24), получаем соотношение между ји Л:

               /= fBsecQo.                                                                                            (18.32)

Это соотношение называется законом секанса, который показывает, что при наклонном падении от ионосферы отражаются волны с частотами в seC(P0 раз большими, чем при вертикальном падении. Если волны с частотами /и Л отражаются от одного и того же уровня электронной плотности, эти частоты называются эквивалентными.

Эквивалентную частоту при наклонном падении определяют с учетом сферичности Земли из выражений (18.25) и (18.24):

                    f=fB/ 1—sin² /(l+z отр / азм                                                           (18.33)

При практических расчетах эту формулу часто используют в виде так называемого исправленного закона секанса:

               Л= .fBkssecqjo,                                                                                          (18.34)

где К — поправочный коэффициент, учитывающий кривизну Земли и ионосферы.

Простые траектории волн, отражающихся от ионосферы. Расчет радиолиний ведется в предположении, что волна распространяется по «простым» траекториям, т.е. по дуге большого круга, путем многократных последовательных отражений от ионосферы и поверхности Земли.

Реальные антенны, излучающие волны с частотами, которые отражаются от ионосферы < 30...40 МГц), имеют относительно широкую диаграмму направленности, поэтому на ионосферу одновременно падает пучок лучей под разными углами (Ро (рис. 18.7). Согласно (18.20) чем круче траектория, тем глубже волна проникает в слой, т.е. отражение волн одной и той же частоты происходит на разных высотах. Это означает, что радиусы кривизны траекторий в зонах поворота на Землю неодинаковы. Градиент dN [И, от которого зависит радиус кривизны (18.23), уменьшается при проникновении в глубь слоя. В нижней области слоя радиус кривизны увеличивается с высотой мало, поэтому более крутые траектории, проникая все глубже в слой (по мере уменьшения 90), отражаются и возвращаются на Землю, перекрывая все меньшие расстояния по Земле. Минимальное расстояние, перекрываемое по Земле волной, отраженной от ионосферы, называется внешним радиусом мертвой зоны (см. рис. 18.7). При приближении области отражения к 1Ve радиус кривизны значительно увеличивается, и траектории с углами (Ро < (Рокр возвращаются на Землю тем дальше, чем они круче (см. рис. 18.7).

Наибольшая дальность распространения волны за счет отражения от ионосферы, измеренная по Земле, соответствует траекториям, касательным к земной поверхности и отражающимся вблизи е тах. Так,

Рис. 18.7