Читать «Радиоэлектроника для начинающих (и не только)» онлайн - страница 226

Рис. 11.3. Длина пути прямой и отраженной волн различны

Наибольший интерес представляет распространение УКВ и FM над неровной поверхностью (покрытой горами, оврагами, лесами, строениями и т. п.). Над такой местностью отраженный от земли луч будет в месте приема ослаблен, так как земная поверхность представляет собой уже «кривое зеркало». Помимо этого луча в точку приема могут приходить волны, отраженные от соседних высоких зданий и гор. Над неровной поверхностью зависимость напряженности поля от расстояния и высоты неопределенна и почти не зависит от длины волны.

Характер влияния местности можно себе представить, глядя на рис. 11.4, а, где показан реальный профиль местности перед телецентром и результат измерений напряженности поля на этой местности (сплошная кривая на рис. 11.4, б).

Рис. 11.4. а) Характер влияния местности на распространение УКВ; б) изменение уровня напряженности поля от расстояния для этой горной местности

В начале трассы местность ровная и напряженность поля убывает плавно так же, как над плоской поверхностью (ср. сплошную и пунктирную кривую). На расстоянии 8 км местность приподнята и напряженность поля растет. За холмом напряженность поля резко падает, это — область тени. За следующим холмом напряженность поля немного выше, чем поле, которое должно быть над плоской поверхностью. Это объясняется тем, что данный холм благодаря своим определенным геометрическим размерам «работает» как ретранслятор. Падающие на него волны он переизлучает во все стороны, в том числе и в область тени.

Первый признак приема УКВ и FM за пределами прямой видимости — неустойчивый уровень сигнала. Он подвержен в этой зоне замираниям, продолжительность и глубина может быть самой различной. Распространение УКВ и FM здесь почти полностью зависит от электрических свойств атмосферы. Поскольку ее состояние часто неустойчиво, то и принимаемый сигнал будет неустойчив, изменяясь в сложной зависимости от погоды. За пределами прямой видимости имеется некоторое электромагнитное поле за счет огибания (дифракции) земной поверхности радиоволнами. Однако напряженность такого поля быстро уменьшается по мере увеличения расстояния, и тем быстрее, чем короче волна.

При высоте приемной антенны 10…20 м напряженность дифракционного поля на расстояниях свыше 100…150 км пренебрежимо мала по сравнению с напряженностью поля, полученной благодаря дальнему тропосферному распространению УКВ и FM.

Тропосферой называют область атмосферы до высоты 10 км. Она характерна тем, что в ней по мере увеличения высоты, как правило, наблюдается понижение температуры, давления и влажности. Диэлектрическая проницаемость воздуха находится в зависимости от этих параметров и также уменьшается с высотой. Кроме того, в тропосфере наблюдаются отдельные неоднородности с диэлектрической проницаемостью, отличающейся от диэлектрической проницаемости окружающего воздуха, например, облака.

Картину обычного распространения УКВ в тропосфере можно представить по рис. 11.5, а и 11.5, б. На рис. 11.5, а показано преломление траектории волны (рефракция), которое возникает из-за того, что скорость фронта волны в верхних слоях воздуха оказывается больше, чем у поверхности земли. Благодаря этому зона прямой видимости расширяется на 20 %. Из-за рассеивания и отражения волн метрового диапазона, происходящего на неоднородностях тропосферы (рис. 11.5, б), в точку приема приходит ряд волн со случайной фазой и амплитудой, в результате чего возникают замирания сигнала. Практически вся излучаемая энергия волн метрового диапазона проникает через толщину тропосферы и не возвращается на землю.