Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Типичные интерференционные характеристики в задаче поверхность — воздух над морем; самолет летит на постоянной высоте 10000 футов. приходится встречаться на практике. Следовательно, интерференционные явления над морем будут более резко выражены, чем над сушей. Однако гористые местности могут вызвать непредсказуемые интерференционные явления, с которыми не приходится сталкиваться над относительно гладким морем.
Если мы предположим, что рис. 4.10 иллюстрирует полет самолета прямо на точку А, в которой расположен передатчик, то мы увидим, что чем больше скорость самолета, тем больше частота, с которой для него чередуются максимумы и минимумы. Если эта частота приближается к какой-нибудь из частот, используемых в системе управления, описываемое явление может играть существенную роль.
4.9. Выбор типа поляризации При выборе типа поляризации в некоторой конкретно» задаче следует принимать во внимание: а) степень увеличения сигнала в мзксимуме при отражении, б) степень уменьшения сигнала в минимуме, 127 4. 1О! диФФРАкцня Радиоволн в) влияние типа отражающей поверхности, г) эффекты, которые могут возникнуть вследствие специфических особенностей данной системы. Если две станции нахэдятся над радяэгоризэнтом или на нем, связь между ними при вертикальной и горизонтальной поляризации, по-видимэму, будет осуществляться почти одинаково.
Коэффициент отражения приблизительно одинаков в обоих случаях, если угол скольжения мало отличается от нуля. Величина первого максимума практически одинакова для обоих типов поляризации. Если принимающая станция находится достаточно высоко над радиогоризонтом,то горизонтальная поляризация при тех же углах скольжения даст большее увеличение сигнала в максимумах, чем вертикальная. Вместе с тем, при горизонтальной поляризации в минимумах происходит и значительно большее уменьшение сигналов. Если по требованиям задачи необходимо добиваться наибольшей дальности, а с уменьшением сигналов в минимумах можно примириться, то предпочтительнее горизонтальная поляризация.
Если, напротив, требуется полная непрерывность связи, то следует выбрать вертикальную поляризацию. Подобным же образом и для радиолокации,'если главное †максимальная дальность действия, как зто имеет место в станциях обнаружения, по-видимэму, следует предпочесть горизонтальную поляризацию. Наоборот, в радиолокаторе с автоматическим сопрово-. ждением, где главное в получать непрерывную информацию о цели, предпочтительно будет остановиться на вертикальной поляризации. Конечно, зги соображения правильны только в том случае, если отражающая поверхность допускает такой выбор. Кроме того, сушествуют и другие соображения, вытекающие из способа, которым сигналы фэрмируются из несущей частоты; эти вопросы требуют более тщательного рассмотрения. 4.10.
Диффракция радиоволн Радиоволны, вообще, распространяются от антенны по прямым линиям, за исключением случаев отражения и преломления, но суще- //г/злгалгят/г Радлзороипно йо// Гляда Леаглм //лявдаНшв. Рнс, 4.11. Область лиффракцни под радиогоризонтом. ствует еще один случай, когда вэлны отклоняются от прямолинейной траектории — случай диффракции. Диффракция состоит в том, что если на пути волны имеется какое-нибудь препятствие, 128 [гл. 4 РлспРОстРАнвниз РАдиОВОлн непрозрачное для волны, то она огибает край этого препятствия и ее траектория искривляется.
Таким образом, вследствие диффракцим область тени препятствия уменьшается, и позади него можно обнаружить присутствие некоторой части излучаемой энергии. В частности, диффракция происходит и у поверхности Земли, как показано на рис. 4.11. Строения, горы, конструктивные элементы корабля, самолета или управляемого снаряда также порождают диффракцию. Если препятствие невелико, как в случае управляемого снаряда, то позади снаряда или совсем нет тени, или она очень мала. Влияние диффракции при распространении волн у Земли на напряженность поля в волне видно из рис. 4.12.
4.1!. Типы графиков напряженности поля Существуют три часто применяемых типа графиков для изображения напряженности поля и выигрыша в вертикальной плоскости, проходящей через антенну: а) Зависимость выигрыша или напряженности поля от высоты на постоянном расстоянии от антенны. б) Зависимость выигрыша или напряженнссти поля от расстояния при постоянной высоте приемной антенны. в) Линии равного выигрыша или равной напряженности поля. На рнс. 4.12 приведена зависимость напряженности поля от расстояния между приемной и передающей антенной для постоянной высоты самолета. По этому рисунку можно судить об изменениях напряженности поля, которые летящий самолет обнаружит как в области диффракции (под радиогоризонтом), так и в области интерференции. Чтобы можно было судить о выигрыше и потерях, вызванных явлением передачи по двум путям, на рис.
4.12 приведена для сравнения напряженность поля, которая имела бы место при отсутствии земной поверхности. Существуют строгие методы, позволяющие вычислять напряженность поля в областях интерференции и диффракции, однако эти методы обычно основаны на введении в рассмотрение так называемых «стандартных» атмосферных условий и упрощающих предположений относительно коэффициентов отражения. Введение этих упрощений необходимо для уменьшения вычислительной работы, однако в действительности существует много факторов, которые не могут быть приняты во внимание при вычислениях; к ним относятся, например, неровности земной поверхности, отклонение атмосферных условий от стандартных и другие аномалии.
Вследствие этого, чтобв быть уверенным в достаточности сигнала в области тени или в пограничных областях, конструктор должен прибегнуть к введению в свой проект некоторого коэффициента безопасности. Однако величина этого коэффициента бывает обычно ограничена габаритом 129 4. 121 поглощинив гадиоволн и весом аппаратуры, особенно при проектировании управляемых снарядов. Конструктор должен взвесить возможность выполнения /и//и йд/// /о оо А/ йй /00 код/ "л/Л/ й//// /////й Ретамме мила Рнс. 4.12. Напряженность поля в зависимости от рас- стояния лля высоты 5000 футов. требований, диктуемых научением влияния всех этих факторов, с точки арения экономических и физических возможностей.
4.12. Поглощение радиоволн Ясли вся энергия, содержащаяся в радиоволне, или некоторая ее часть необратимым путем превращаются в какую-нибудь другую форму энергии, например в теплоту, мы говорим, что имеет место поглощение или абсорбция энергии. В атмосфере энергню радиоволн поглощают кислород, водяные пары, все виды осадков и инородные частицы, например пыль. Количество поглощенной энергии 9 зкк 22э2. А. с локк !гл.
4 )50 влпптоствлнвнив глдиоволн не зависит от поляризации радиоволн, а зависит лишь от их частоты. Молекулярное поглощение пренебрежимо мало при частотах ниже 5000 мггц, так что это явление заслуживает внимания только для тех,' кто применяет радиоволны супервысоких частот. ы 5 ь /// ////// /РУ Р Ф /Х / г?Уг?б //1 // //// У/ олимп ыллв/ Рис. 4.!3. Теоретические кривые атмосферного ослабления з кислороде и некоиденсированных нарах воды на уровне моря прн 20' С и !е/е содержания молекул воды.
Если мы рассмотрим только молекулярное поглощение, то в атмосфере абсорбцию микрорадиоволн будут вызывать: а) кислород, который обладает магнитным взаимодействием с радиоволнами, потому что молекула Оз обычно парамагнитна; б) водяные пары, потому что молекулы НаО обладают электрической полярностью. Для каждого из этих веществ существуют такие полосы частот, в которых поглощение чрезвычайно велико вследствие молекулярного резонанса. Для кислорода эти полосы находятся вблиаи длин волн 0,5 и 0,25 см.
Для водяных паров резонанс наступает при 131 4.13) ялссяянив глдиоволн длине волны 1,35 см, но вследствие специфических свойств молекулы воды существует еще много острых резонансов выше полосы супервысоких частот. Чтобы поглощение было заметно, необходимо, чтобы частота радиоволны не отличалась существенно от частоты молекулярного резонанса. Молекулы азота и кислорода, являющихся главными составными частями сухого воздуха, обе лишены постоянного электрического момента, который мог бы взаимодействовать с волнами инфракрасных и микрорадиочастот. Но молекула кислорода является парамагнитной, т. е. имеет постоянный магнитный момент, вследствие чего и может поглощать энергию микрорадиоволн.
Поэтому, хотя обычно под абсорбцией понимают поглощение, происходящее исключительно от электрических диполей, она может возникать также и от магнитной полярности. Кроме того, может случиться, что эффект молекулярного поглощения сам по себе незначителен, но ослабление все-таки заметно, потому что радиоволны проходят в атмосфере большие расстояния. На рис. 4.13 приведены теоретические величины ослабления, происходящего от абсорбции в кислороде, на частотах, представляющих для нас интерес.
Так как в атмосфере всегда бывает водяной пар, необходимо рассмотреть также абсорбцию радиоволн молекулами воды. При длинах волн, меньших миллиметра, поглощение в парах воды настолько велико, что делает этот диапазон радиоволн неприменимым, за исключением передачи на короткие расстояния. Этот вывод перестает быть верным, если длина волны неограниченно уменьшается. Атмосфера снова пропускает волны, если их частота становится большой по сравнению с вращательной частотой молекулы воды, но это имеет место скорее в инфракрасной части спектра, чем в области микро- радиоволн. При учете поглощения микрорадиоволн в парах воды необходимо принимать во внимание, что содержание водяного пара в атмосфере изменяется с высотой, температурой и давлением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
