Неоднородность - тропосфера
Cтраница 3
Дальняя радиосвязь тропосферными волнами осуществляется преимущественно в диапазонах дециметровых и частично сантиметровых волн. Радиоволны, излучаемые одной антенной, попадают на неоднородности тропосферы, которые рассеивают их. Другая ( приемная) антенна ориентирована для приема рассеянных радиоволн. Дальность тропосферной связи, которая требует мощных радиопередатчиков, достигает 300 км. При тропосферной связи наблюдаются медленные и быстрые замирания, обусловленные непостоянством количества и размеров неоднородностей, отражающих ультракороткие радиоволны, а также беспорядочным движением этих неоднородностей. [31]
ДГ выбирается в пределах от 1 до 5 мин, но иногда 15 - 60 мин. Быстрые замирания обусловлены интерференцией множества воли, переизлученных неоднородностями тропосферы, которые движутся и одновременно меняют свои размеры и интенсивность. [33]
Лишь в пятидесятых годах стала возможна непосредственная дальняя связь на укв. Такая связь обеспечивается, во-первых, рассеянием укв на неоднородностях тропосферы, во-вторых, рассеянием на неоднородностях ионосферы и отражением от ионизированных следов метеоров и, в-третьих, ретрансляцией через искусственные спутники Земля. Существуют и другие принципы дальней связи на укв, но они имеют меньшие перспективы применений. Несколько особое положение занимает проблема космической связи: в безвоздушном пространстве возможна связь с помощью электромагнитных волн любой длины, в том числе миллиметровых, субмиллиметровых, инфракрасных и световых. [34]
При расстояниях, превышающих расстояние прямой видимости, напряженность поля радиоволн резко убывает. На этих расстояниях распространение происходит вследствие дифракции радиоволн вокруг сферической поверхности Земли, рефракции радиоволн в тропосфере и рассеяния их на неоднородностях тропосферы. [35]
 |
Схема связи, осуществляемой за счет радиоволн, рассеиваемых неоднородностями тропосферы. [36] |
Линии тропосферной радиосвязи имеют полосу пропускания до нескольких мегагерц. Большую полосу получить нельзя, так как с изменением частоты изменяется сдвиг по фазе между лучами, достигающими приемной антенны после рассеяния волн различными точками неоднородностей тропосферы. Применяются тропосферные линии только на УКВ; на более длинных волнах эффективнее связь за счет отражения от ионосферы или дифракции поверхностных волн. [37]
Рассеянное отражение ультракоротких ( конкретно - метровых) волн наблюдается также в нижних слоях ионосферы. Эти неоднородности подобно неоднородностям тропосферы рассеивают часть энергии радиоволн, проходящих сквозь ионосферу. Но амет-ному рассеянию подвергаются только волны метрового диапазона, так как с повышением частоты относительная диэлектрическая цро-ницаемость приближается к единице - см, формулу ( 7 - 5), и влияние неоднородности исчезает. В тропосфере же неоднородности параметров воздуха ( например, влажности) производят рассеяние радиоволн в более широком диапазоне. [38]
Дециметровые волны в меньшей степени, чем метровые, подвержены дифракции. Они рассеиваются местными предметами, что уменьшает вероятность интерференционных помех приему. Так же как и метровые волны, они испытывают рассеяние на неоднородностях тропосферы. Это позволяет осуществить многоканальную телефонную связь или трансляцию телевизионной передачи с помощью радиорелейных линий на расстояниях, превышающих сотни и даже тысячи километров. [39]
В этом случае радиолуч отражается многократно, перемещаясь в так называемом атмосферном волноводе на высоте 10 - 100 м над землей или водной поверхностью. Дальность связи при сверхрефракции достигает сотен и тысяч километров, однако такая связь неустойчива. Более устойчивую дальнюю связь ( до 1000 км) на волнах метрового диапазона осуществляют при использовании рассеяния энергии от отдельных неоднородностей тропосферы. На линиях тропосферной радиосвязи применяют мощные передатчики и сложные антенные системы. [40]
 |
Диаграммы Фейнмана для процесса однократного рассеяния света в веществе. [41] |
С одной стороны, оно приводит к ослаблению первичной волны, с другой - рассеянные в разл. КВ-связь на расстояниях более 2000 км, что значительно превышает возможности чисто дифракц. Аналогично рассеяние волн на турбулентных неоднородностях тропосферы также способствует увеличению поля далеко за горизонтом. Неоднородности тропосферы эффективно исследуются с помощью рассеяния назад пшульсов радиолокаторов. [42]
УКВ не отражаются от ионосферы, расположенной выше 100 км над поверхностью Земли, однако они переизлучаются в тропосфере. Так, при длинах волн 0 01 - 10 м переизлучение может достигать 1200 км. На принципе переизлучения и основана тропосферная связь, при которой расстояние между приемопередающими радиостанциями увеличивается до 300 км и более. Однако из-за неоднородности тропосферы сигнал после отражения оказывается очень ослабленным. [43]
Нижние слои атмосферы, в свою очередь, оказывают некоторое влияние на распространение радиоволн. В так называемой тропосфере, верхняя граница которой лежит на высоте порядка 15 км, сосредоточено около 80 % всей массы воздуха. В тропосфере происходит сравнительно слабая рефракция, заметная на больших расстояниях. Существенную роль, как мы увидим, играют случайные неоднородности тропосферы. [44]
Наряду с проводными линиями связи широко используют радиолинии разных диапазонов. Эти линии более экономичны, позволяют быстро организовать сверхдальнюю ( глобальную) связь без промежуточных станций. На этих частотах обеспечивается широкая полоса тракта передачи, необходимая для многоканальной телефонной и телевизионной связи, мал уровень атмосферных и промышленных помех. Все это обеспечивает высокую помехоустойчивость передачи информации. Разновидностью радиорелейных линий являются тропосферные линии, в которых принимаются сигналы, отраженные от неоднородностей тропосферы. Использование тропосферного распространения радиоволн позволяет создать линии дальней радиосвязи с расстояниями между ретрансляционными станциями в несколько сотен километров. [45]
Страницы: 1 2 3