Казаков В. Д., Машошин Ф. Г., Бобнев М. П. Радиоэлектронные средства систем управления ПВО и ВВС. М., Воениздат, 1987, страница 6

В ЭМВ с круговой поляризацией проекция конца вектора Е на плоскость, перпендикулярную вектору П, представляет окружность. У ЭМВ с эллиптической поляризацией проекция представляет эллипс. В зависимости от направления вращения конца вектора Е относительно вектора П различают правополяризованные и левопо- 27 ляризованные ЭМВ. Если для наблюдателя, смотрящего в направлении распространения ЭМВ, вращение вектора Е происходит по ходу часовой стрелки, то ЭМВ называется правополяризованной.

У левополяризованной,волны конец вектора Е вращается против часовой стрелки. ЭМВ с круговой и эллиптической поляризацией называются ЭМВ с вращающейся поляризацией. На больших расстояниях от источника кривизна фронта сферической волны в пределах площади приемной антенны мала„и ее можно считать плоской. Распространение ЭМВ в свободном пространстве сопровождается убыванием плотности потока энергии с увеличением расстояния. У сферической волны плотность потока энергии обратно пропорциональна квадрату расстояния, у плоских ЭМВ она не зависит от расстояния. Мгновенные значения Е и Н полей в любой точке пространства описываются волновыми уравнениями.

Если известен закон изменения напряженности электрического поля в точке А ех= =Ел сов(соо1+~рз), то в точку В, удаленную на расстояние (?, ЭМВ приходит с запаздыванием иа время т.=та — —.(?/с')и будет иметь вид ев = с в соя[<во( 1 — та) +~ро~ (3.3) Полезная информация, переносимая ЭМВ, может быть заключена в законе изменения одного из ее параметров, например ам'- плитуды, частоты, времени запаздывания', поляризации или одновременно нескольких параметров. При распространении ЭМВ в неоднородных средах возможны явления отражения, поглощения, дифракции и интерференции.

Отражение ЭМВ от границы раздела двух сред объясняется переизлучением ' падающей электромагнитной энергии. В зависимости от соотношения величин неровности и х отражение может быть зеркальным и диффузным (рассеянным). При рассеянном отражении происходит преобразование распространяющихся в одном направлении ЭМВ в ЭМВ, распространяющихся в различных 'направлениях. Зеркальное отражение описывается законами геометрической оптики и происходит, если средняя высота неровностей меньше Х/16.

Явление отражения (рассеяния) ЭМВ положено в основу радиолокационного обнаружения объектов. Объекты, линейные размеры которых малы по,сравнению с ?. слабо отражают ЭМВ. В этом случае они огибают препятствие. Явление огибания ЭМВ препятствий называется дифракцией. При поглощении происходит уменьшение энергии ЭМВ вследствие частичного перехода ее в .тепловую энергию в резуиьтате взаимодействия со-средой. Явление искривления траектории луча в неоднородной среде называется рефракции%. ° Вследствие прихода в место приема нескольких ЭМВ с меняющимися Эо времени друг относительно друга фазами возникают интерференциониые замирания.

3.2. Характеристика сред распространения ЭМВ Любая среда распространения ЭМВ характеризуется относительными диэлектрической .е„магнитной р„проницаемостями и удельными электрической д и магнитной проводимостями, а также характером зависимости этих величин от свойств распространения ЭМВ, прежде всего от амплитуды-и частоты. Если параметры среды не зависят от величины Е и Н, среда называется линейной, в противном случае среда называется нелинейной. Если е, и р являются функцией частоты, среда называется днспергирующей, в противном случае — недиспергирующей. Если свойства среды одинаковы во всех направлениях, среда называется изотропной, в противном случае — анизотропной. Среды могут сильно отлйчаться по величине проводимости д.

Идеальным диэлектриком называется среда, проводимость которой равна нулю. В идеальном диэлектрике под действием ЭМВ возникают токи смещения, в идеальном проводнике †т проводимости. Параметры реальных сред распространения отличаются от параметров идеально проводящих сред н идеальных диэлектриков.

Реальные среды характеризуются комплексной диэлектрической прон нцаемостью е,= е„— 160д'Л (ЗА) Величина й=й?»/е, служит критерием для деления сред на проводники и диэлектрики в зависимости от ь. Среда считается проводником, если й)1, диэлектриком, если й(1, и полупроводником, если Й=1. В большинстве практических случаев средой распространения ЭМВ является атмосфера Земли. Наибольшее влияние на распространение ЭМВ оказывают ее тропосфера и ионосфера.

Тропосфера простираетсй до высот 1Π— 15 км. С увеличением высоты температура и влажность воздуха падают. Поэтому показатель преломления уменьшается с высотой. При резких изменениях метеорологических условий показатель преломления может изменяться в значительных пределах. В тропосфере имеются также местные неоднородности, вызываемые турбулентным движением воздуха. Этн явления сильно влияют на распространение ЭМВ. Ионизированная часть атмосферы, расположенная на расстоянии 50— 2000 км ст поверхности Земли, называется ионосферой. Ионосфера представляет собой совокупность ионизированных слоев, образующихся под действием солнечных и космических излучений.

Слои обозначают буквами ??, Е и з". Слой 1? является самым нижним слоем ионосферы, появляется только днем, ночью этот слой 29 исчезает. Слой Р расположен над поверхностью Земли на высоте 50 — 90 км. Слой Е лежит на высотах 90 — 150 км, а слой Р удален от Земли на расстояние более 150 км. Наибольшую концентрацию зарядов имеет слой Е.

Область между тропосферой и ионосферой называется стратосферой. Она обладает постоянными электрическими свойствами. 3.3. Особенности распространения электромагнитных волн различных диапазонов Вследствие отражения ЭМВ от ионосферы и огибания ими земной поверхности в точку приема могут приходить ионосферная и земная волны (рис.

3.2). Земная ЭМВ, распространяющаяся вдоль Рнс Зйп Раднссвнаь с помощью земной н ноносферной волн земной поверхности, включает прямую волну, волну, отраженную от Земли, и поверхностную волну. Прямая волна распространяется непосредственно от источника к месту приема. Отраженная ЭМВ распространяется после отражения от поверхности раздела двух сред или от неоднородности среды. Поверхностная ЭМВ образуется в результате огибания препятствий. На распространение земных ЭМВ существенное влияние оказывают поглощение и дифракция.

Ионосферные волны, многократно отражаясь от ионосферы и поверхности Земли, могут распространяться на большие расстояния и огибать земной шар. Рассмотрим особенности распространения ЭМВ различных диапазонов. Мириаметровые волны и КМВ (СДВ и ДВ) распространяются как земной, так и иоиосферной волной. Для этих волн токи проводимости для всех видов земной поверхности преобладают над токами смещения.

Поэтому при распространении земной волны происходит небольшое проникновение ее энергии в глубь Земли. Вследствие небольших потерь энергии эти волны могут распространяться земной волной на дальности до 3000 км. Ионосферная волна появляется в точке приема на расстояниях свыше 300— 400 км, причем на расстоянии свыше 3000 км связь устанавлнва- 30 ется с использованием ионосферной волны.

Волны указанного диапазона мало поглощаются при прохождении в толщу суши и моря. Условия распространения являются достаточно стабильными. По этой причине мириаметровые волны и КМВ используются в системах дальней радионавигации 'и линиях дальней радиосвязи (в частности, для связи с подводными лодками в погруженном положении).

Недостаткам РЭС этих диапазонов является невозможность их использования для передачи широкополосных сообщений. ГМВ могут распространяться земными и ионосфериыми волнамн. Днем эти волны распространяются, как земные волны. Однако оии испытывают значительное поглощение в полупроводящей поверхности Земли. Дальность распространения волн днем составляет порядка 1000 км. Ночью дальность распространения ГМВ возрастает, так как их поглощение в ионосфере резко уменьшается.

При одновременном приеме земной и ионосферной волн, претерпевших различное число отражений, возникают интерференционные замирания. ГМВ используются в радионавигации„телефонной и телеграфной радиосвязи. ДКВ распространяются в основном ионосферной волной, так как земная волна затухает иа расстояниях нескольких десятков километров. Распространение происходит в результате многократных отражений падающей волны от ионосферы (слои Е, Е) и Земли. Поскольку потери при распространении невелики, ДКВ распространяются на большие расстояния (вплоть до полного огибания Земли).