п.5. РАСПРОСТРАНЕНИЕ В ОБЛАСТИ ПОЛУТЕНИ И ТЕНИ

Непосредственно за радиогоризонтом следует область полутени и тени. В этой области поле содержит две составляющие: обусловленную рассеянием радиоволн в тропосфере и дифракц-ионную. Уровень первой составляющей на расстояниях примерно до 80 - 100 км незначителег!, поэтому при расчетах ею обычно пренебрегают и рассчитывают в основном поле дифракционной волны. Это справедливо до тех пор, пока значения множителя ослабления с учетом средних условий рефракции превышают {40 ... 50) дБ. При меньших значениях множителя ослабления начинает преобладать дальнее тропосферное распространение волн, т. е. переизлучение электромагнитной энергии неоднородной атмосферой.

Модель радиолинии в области полутени и тени основывается на распространении дифракционной волны над гладкой поверхностью Земли в условиях однородной или вертикально-неоднородной атмосферы с различным профилем коэффициента преломления по высоте. Наиболее полно разработаны методы расчета для линейного профиля коэффициента преломления по высоте (dNIdh = const), хотя известны методы расчета дифракционного поля с любым профилем, заданным аналитически [371. Поле дифракционной волны в областях полутени и тени в общем случае рассчитывают по дифракционной формуле Фока [38]:

(Xi, Уп Ун, Я) ехр (уя/4) 2 Уюс X

ts~(fi Wi(i,) Wr(ls)

x = d/L (П.58)

- относительное расстояние, связанное c длиной трассы

L - (XRlii/ny - (П.59)

- масштаб расстояний;

RefiR/(I+R-IO- (П.60)

- эффективный радиус земного шара; R - 6370 км - радиус земного шара;

Щ (Q - функция Эйри; 4 - s-e корни так называемого характеристического уравнения wliQ - qw- {Q = О,

q = J VnRJklVs + i 6OX0; (П.61)

9 = j/ni?ei.A /e4 jeOXa (П.62)

для вертикальной и горизонтальной поляризации соответственно;

у, hjlH; = кцШ (П.63)

- относительные высоты передающей и приемной антенн над земной поверхностью;

Н = 0,5 {RetikWyf (П.64)

- масштаб высот, м.

Напряженность поля дифракционных волн Е [мВ/м] связана с множителем ослабления Фока следующим соотношением [7]:

£ =---V. (П.65)

где Рт - в киловаттах; d - в километрах.

Формула (П.57) справедлива практически для. всех случаев распространения дифракционных волн над гладкой земной поверхностью в условиях линейной атмосферы. Однако вычисления по (П.57) сложны особенно для области полутени и требуют привлечения ЭВМ. Некоторые частные случаи приведены на рис. П. 18. Расчет кривых распространения земной волны дан в [39].

Если электрические параметры . земной поверхности, длина волны и вид поляризации таковы, что 0,5 > g > > 40, то множитель ослабления не зависит от электрических свойств земной поверхности и для расчета поля диф-)акционной волны пользуются более простыми формулами 40]:

Ui{x)Vi{yj)Vi{yR). . (П.66)

V [дБ] = У1 (X) + V, {ут) + Уг (ук), (П.67)

где Vi {ут), Ui {х), Ki (г/д) находятся по номограммам (рис. П. 19). Поле вычисляется по формуле (П.65). Этот метод справедлив для X < 1 м.

пример li.. Определить напряженность поля дифрайЦйоННой волны при следующих исходных данных: Ру = 25 Вт; Gj = 120; Ji, = 20 см; hj- - 25 см; = 10 м; d = 35 км.

ze 00 60 80 wo izod,m

W- 00 60 8Q т dm

£,00 SO

: so

. 20

Рис. п.18. Напряженность поля при распространении над морем

(е=80, 0=4 См/м, Я,.= 1 Вт):

а) k=i м; б) 1=0,6 м; е) Л=1 м.

20 0Q 60 8Q 100 dji

Подставляя в формулы (П.59), (П.64) значение = 6,37.10* м находим L = 1,37,10 м; Я = 14,8 м.

По формулам (П.58), (П.59), (П.63) (П.64) вычисляем относительное расстояние и относительные высоты антенн:

3.5-104 25 10

=2,56; yj.= --- 1,69; у-

1,37-104

14,8

- = 0,67.