Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Выпуклость земной по- верхности закрытыми друг от друга выпуклостью Земли (а также наземными 1преградами в ~виде гор, холмов и др.), возможна при вылолнени~и одного из следующих условий; либо направлении (лу!и) распространения воли должны быть, криволинейными (огибающими выпуклость), либо излучающие !и принимающие антенны должны быть подняты достаточно высоко, чтобы обеспечить «прямую видимость», либо, маконец, между корреспондентами должны быть установлены промежуточные станции, способные принимать и мереизлучать (ретранслировать радиосигналы, лны, распространяющиеся вдоль поверхности Земли и огибающие ее выпуклость, называют по в е р х н ос т н ыми (зе,м ными).
На своем пути поверхностные ~волны встречают неровно. 127 сти, о влиянии которых можно судить, сопоставляя высоту преграды с длиной волны. 1-1ааримар, для длинных волн все виды неровностей земной поверхности (за кеключением гар) ~меньше, чем длина волны, и не составляют преграды. В децимегравам или сантиметровом диапазонах даже мелкая растительность на земле или небольшое волнение на морской поверхности способны препятствовать рэапростраманию радиоволн.
Особенно сложны условия распространения поверхностных волн в городе, где здания создают многократные отражения. Наконец, на процесс распространения рэдиаволн оказывают влияние элекпрические свойства почвы, в особенности вокруг пунктов расположения передающей и принимающей установок. Если бы поверхностный слой был идеальньзм проводником (удельная проводишасть а= аа), то ан црапягспвовал бы проникновению радиоволн в почву и потери в Земле отсутствовали бы. К таким идеальным свойспвам ближе всего подходят свойства морской воды, над которой уславия раскроспранения поверхностных волн наиболее благоприятны. Влажная почва выгоднее, нежели сухая, которая для длинных и тем более коротких волн обладает авойствами диэлекгрика с потерями.
Земной атмосферой называется газовая оболочка Земли, цринимающая участие во вращательном движении Земли. Приближенно можно утверждать, что апмосфара простирается до вьюот окало 20000 км. Нижняя часть атмосферы, ~расположенная непосредственно у поверхности Земли, называется т р оп ос ф е~р о й. Это — ноздух, в составе которого имеется (по объему) 787е азота и 217» кислорода; азот и кислород тропосфвры состоят из абыч.
ных двухатомных молекул (Хз и Оз). В самых нижних слоях воздуха присутствуют ~водяные пары. Состояние и свойства трапосфары, влияющие на распространение в ней радиоволн, ха|рактаризуюгся в первую очередь тремя величи~намш пл о т н ос т ыо воздуха, его температурой и влансностью. Плотность Пропосферы (т. с. число молекул в 1 ам' воздуха) на дан~ной высоте жрапорцнанальна да~влснию слоев, лежащих выше. Естественно, что самое высокое давление и самая высокая плотность наблюдаются у земной поверхности; они падают с увеличением расстояния от Земли.
Если близ поверхности давление ~равно приблизителычо 1 128 технической атмосфере, то .на высоте 10 км оно уменьшается прямсрно .в 4 раза. Температура пропосфары убывает с увеличением высоты. Дело в там, что воздух практически нагревается не солнечными лучами. Нижние слон воздуха получают тепло от земной поверхности, которая поглощает энергию лучей Солнца.
Нагретый воздух поднимается вверх, а на его место поступает холодный. Следовательно, этот процесс конвекцни создает вертикальные перемещения воздуха. Вспречаясь с горизонтальными движениями (т. е. с ~ветрами), вертикальные потоки воздуха образуют местные з а в и х!р е и и я. Свойство образовывать завихрения называется т у р б у л е н тностью тропосферы. ййменьшение тем~пературы с высотой прекращается ариблизительно на уровне 60 — 70' С ниже нуля. Именно на атом температурном уровне п~ривято считать верхнюю границу тропосфцры. Эта граница составляет в среднем 11 км (точнее, от 9 км в полярных областях до 17 км нэд прапическим поясом).
Влажностью воздуха называют процент содержания в нем паров воды. Влажность резко колеблется с изменением метеорологических условий и зависит от чподстилающей» поверхности (суита или вада). Итак, все три параметра пропосферы (плоткасть, температура и влажность) уменьшаются прн увеличении высоты, следуя некоторым средним закономерностям. Однако под влиянием метеорологических и турбулентных явлевий средние закономерности шогда нарушаются. В тропасфере, в частности, могут образовываться местяые неоднородности.
Все эти свойства оказывают известное влияние на раапространение радиоволн, создавая поглощение нх энергии и преломление их лучей. Воздух, находящийся выше тропосфары, — приблизительно до 90 км, состоит тоже пз молекул азота (Хз) и кислорода (О»), перемешиваемых горизонтальными и всртикальнымп движениями газов. На высотах, превышающих 90 км, происходит расщепление молекул кислорода я азота на атомы и расслоение этих газов Волее легкий одноатомный азот (Н) становится основным газом на высотах 300 км и больше. Разумеется, платность атмосферы на таках высотах в миллиарды раз меньше, чем в тропосфере. На высоте, на шная ат 60 км над зеюпой повсрхкостью и более, газы под действием ультрафиолетовых н рентге- панских лучей Солнца подвергаются нов из а ц и и: нейнральные молекулы и атомы кислорода или азота |расщепляются на положительно заряженные ионы и свободные электроны.
Это существенно для ~распростра~нения радиоволн, переменное электромагнитное поле которых способна приводить в ,нвижение свободные электроны и взаимодействовать с полем электронов. ~ Плотность нонизацни, т. е. число свабццных. электронов в единице объема (в .1 смз), на,разных высотах различна. Казалось бы, что максимум ионизация должен быть около верхней гравицы атмосферы. На тав ,плотность самого газа столь мала, что число элекпранав даже в случае расщепления всех атомов будет относительно небольшим.
Наибольшая плотность газа наблюдается у земной поверхности, но сюда ультрафиолетовые н рентгеновские лучи доходят снвозь толщу атмосферы резко ослабленными. Значит, максимума ионизация следует ожидать на некоторых в~ромежуточных высотах. Эта и нзблюдается в действительности, а потому области атмосферы, лежащие на высотах ат 60 до 300 — 400 км над Землей, называются внутренней понос ф е~р о й; на ббльшлх высотах расположена в н е ш н я я ионосфера. Практически обнаруживается не одни, а несколько уровней ионизация, или, ~кав ~принята говорить, н ее кол ько областей в~нут~ренней нанос ф е р ы. Это п~ронсханит, с одной стороны, благода~ря различной акти~внести воздействия ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, а с другой стороны, благодаря ~расслоенному строению верхней части атмскферы. Кроме того, ионизация может вызываться столквавен~иями космических частиц с молекулами атмосферного газа. Исследования ионосферы раньше производилнсь только с помощью, радиометодав.
Иавосфернымв радиостанциями, устанавлевнымв на земной поверхности, излучались вверх ~радвонмпульсы, опражения юоторых от. ианизнраваыных областей регистрировались эвтоматически. Зная скорость а в отсчитывая время бг от момента посылки зьмпульсов до их возвращения, можно определить высоту (~в метрах) отражающей области; й= абг/2 = 1,б ! Оз бй Отражения для волн разной длины наблюдались в дневные часы на четырех высотах. В ночное время были измерены две высоты от1ражения. Было высказано подтвердившееся затем представление о сушествовннни нескольких б — 131 отражающих ионизнровэнных слоев. В дневное время п~редлолагалссь четыре максимума ианизации, которые были названы слоями )7, Е, Р1 и Ггг условна оня показаны:на рис. 7.3. Последние ' "1[м тзЬ"::.:,'гуго» Рис.
7.3. Условное изображение ионизированных областей ионосферы два слоя объедвнялксь общим названием — слой Е. В ночные часы яанизирующее,дейстние солнечных лучей,прекращается, свободные электроны рекомбннируются (внавь соединяются) с ионами и образуют нейтральные молекулы. Вследствие этого считалось, чта ночью сохраняются только два слоя— Е и Е. Начнвая со второй половины пятидесятых годан в радиаметодам исследований ванасферы дабээипись более точные измерения с ~помощью геофизических ракет. Эти,измерения уточнили прежние,представленвя о структуре ионосферы. Плотность, иначе говоря концент1рацяя электронов, оказалась скачкообразно нарастающей до высот 300 †4 км и далее постепенно уменьшающейся.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
