правлении с помощью той же аппаратуры, которая используется для радиосвязи в пункте передачи.

6-6. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СРЕДНИХ ВОЛН

В дневные часы волны СВ диапазона сильно поглощаются в ионосфере. Это поглощение особенно проявляется на волнах длиннее 200 м. Поэтому в дневные часы при обычных мощностях передатчиков пространственной волной на СВ диапазоне можно пренебречь.

Дальность действия поверхностной волны в значительной степени определяется мощностью передатчика, длиной волны и проводимостью почвы. Наименьщее поглощение испытывают волны, близкие к 1 ООО м, при распространении их над морем, а наи-больщее - волны, близкие к 100 м, при распространении их над сухой почвой (плохая проводимость). При мощности передатчика 1 кет дальность на волнах порядка 1 ООО м достигает около 1 ООО км, а на волнах около 100 м - менее 100 км. Дальность действия мощных радиовещательных станций поверхностной волной над сущей обычно не превыщает 1 ООО км.

Ночью исчезает слой D, поглощающий средние волны, и, как правило, основное значение приобретают пространственные волны. Ночью работу мощных СВ передатчиков можно принимать на расстояниях до 3 000 кж и более.

В зоне одновременного приема (ночью) поверхностной и пространственной волн возникают довольно частые и глубокие замирания. С укорочением длины волны глубина замираний возрастает при уменьшении длительности замираний. Поэтому замирания особенно резко выражены на волнах, близких к нижней границе диапазона СВ, т. е. к 100 м. Средняя длительность замираний изменяется в пределах от секунды до нескольких дес.1Тков секунд. В качестве мер борьбы с замираниями можно назвать применение антифединговых антенн (см. разд. 7).

Условия радиосвязи на СВ зимой лучше, чем летом, так как зимой уменьшаются ионизация нижних участков ионосферы и уровень атмосферных помех, создаваемых ifpo-зовыми электрическими разрядами в тропосфере. В городах прием на СВ в сильной степени зависит от уровня промышленных помех.

Напряженность поля £д (мке/м), создаваемого на СВ диапазоне в ночные часы пространственной .волной, может быть найдена по эмпирической формуле, предложенной Союзом европейского радиовещания (UER) [Л. 30]:

10 233 , -8.94.10-4-0.26 г,

Ет, = -:- у PjG е

где X и г - длина волны и расстояние, км; Pj;- мощность, кет. .-

Формула позволяет определить среднее за год медианное значение напряженности поля при условии, что середине радиолинии соответствует местная полночь, магнитное склонение в этой точке составляет 61°, относительное число солнечных пятен равно нулю и используется вертикальная антенна. В работе [Л. 30] даны графики, позволяющие внести поправку на фактическое число солнечных пятен, местное время в середине трассы, магнитное склонение в середине трассы и характеристику направленности передающей антенны.

Напряженность поля Ев (же/ж), создаваемая за счет поверхностной волны вертикальной антенной, ориентировочно находится по формуле

(6-29)

2д = а

sin {г/2а Фо)

з1пфо

- действующая высота отражающего слоя ионосферы; Pj.- мощность, кет; г - расстояние, км.

6-7. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЛИННЫХ ВОЛН

В диапазоне ДВ хорошо выражены и поверхностная и пространственная волны (как днем, так и ночью), особенно на волнах длиннее 3 000 м. Однако в связи с тем, что даже лучи с углами возвышения, близкими к 90°, отражаются от ионосферы (днем на уровне слоя D, ночью на уровне слоя Е), основное значение для связи имеют пространственные волны. На расстояниях более 1 ООО-2 ООО км с полем поверхностной волны можно не Считаться (для волн длиннее 3 000 м).

Условия распространения длинных волн практически не зависят от сезона, уровня солнечной активности и не сильно зависят

цсиссферо

(6-28)

Рис. 6-36. К расчету напряженности поля на длинных волнах.

от времени суток (уровень сигналов ночью несколько больше). Для радиосвязей на очень большие расстояния (больше 5 ООО км) требуется иметь весьма мошные передатчики и антенны очень больших размеров.

Для расчета напряженности поля {мв/м) в диапазоне ДВ часто применяют формулу Остина

0,0014

г sin а

хО.6

(6-30)

где Лиг - длина волны и расстояние, км; - мошность, кет; а - геоцентрический угол, соответствующий дальности г между корреспондирующими пунктами (рис. 6-36).

6-8. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕРХДЛИННЫХ ВОЛН

Поскольку длина волны диапазона СДВ сравнима с расстоянием от нижней границы ионосферы до поверхности Земли, то понятия поверхностной и пространственной волн теряют свой смысл, и процесс распространения радиоволн удобнее рассматривать как происходящий в сферическом волноводе, внутренняя сторона которого образуется полупроводящей поверхностью Земли, а внешняя - нижней границей ионосферы (ночью - области Е, днем - области D). Волноводный процесс распространения характерен весьма незначительным ослаблением поля радиоволны, что является одной из причин применения СДВ для целей дальней радионавигации.

Напряженность поля Ед (же/ж) в диапазоне СДВ ориентировочно может быть найдена по формуле

245 ]/Р

~ /(а+2д/2)2д81па

где а - радиус земли, км;

2д - действующая высота слоя, км; - мощность, кет.

Волны с частотой ниже 25 кгц особенно отличаются устойчивостью амплитуды и фазы поля как днем, так и ночью, однако наблюдаются закономерные изменения поля при переходе от дня к ночи. Важным свойством этих волн является возможность проникновения глубоко в морскую воду, что позволяет использовать их для радиосвязи с подводными лодками при глубоком погружении последних. При этом при передаче и приеме СДВ под водой большое значение имеют тип и конструкция антенны: наиболее благоприятные результаты получаются при использовании рамочных антенн (см. разд. 7).

6-9. ВЫБОР ДИАПАЗОНА РАДИОВОЛН ДЛЯ КОСМИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ

При выборе диапазона радиоволн, который можно использовать для космической радиосвязи, исходят из того, чтобы радиоволны, с одной стороны, свободно (без отражения и поглощения) проходили через ионосферу, а с другой стороны - не испытывали поглощения в тропосфере.

Со стороны низких частот этот диапазон ограничивается значениями МПЧ для наземной радиосвязи. Среднее значение нижней границы диапазона при радиосвязях с ИСЗ составляет около 10 Мгц, но в периоды повышенной солнечной активности нижняя граница повышается до 80-100 Мгц и понижается до 2 Мгц для полярных районов в период полярных ночей.

Со стороны высоких частот диапазон волн для космической радиосвязи обычно ограничивается волнами не короче 3 см, чтобы избежать значительных потерь энергии в тропосфере.

В будущем, с развитием лазерной техники, для радиосвязи с космическими летательными аппаратами широко будут применяться волны оптического диапазона.

При радиосвязи с орбитальными космическими летательными аппаратами обычно используются радиосистемы, работающие ria коротких волнах (около 20 Мгц), метровых (в диапазоне примерно 130-150 Мгц\ и волнах дециметрового и сантиметрового поддиапазонов (вплоть до волны примерно 5 см) [Л. 26].

При прохождении сквозь ионосферу происходит вращение плоскости поляризации радиоволны. При применении на передающей и приемной сторонах антенны для плоско-поляризованных волн из-за этого явления возникают дополнительные потери энергии. Для борьбы с ними на частотах до 7 000 Мгц приходится применять антенны с круговой поляризацией (см. разд. 7) как на передающей, так и на приемной сторонах. На частотах выше 7 ООО Мгц с потерями из-за вращения плоскости поляризации можно не считаться.

При осуществлении радиосвязи между космическими летательными аппаратами, находящимися вне земной атмосферы, указанные выше ограничения на диапазон используемых радиоволн, очевидно, снимаются. При этом в целях получения небольших габаритов аппаратуры, особенно антенных устройств, могут применяться радиоволны миллиметрового и оптического диапазонов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Долу ханов М. П., Распространение радиоволн, изд-во Связь , 1965.

2. Ч е р и ы й Ф. Б., Распространение радиоволн, изд-во Советское радио , 1962.

3. А л ь п е р т Я. Л., Гинзбург В. Л., Ф е й и б е р г Е. Л., Распространение радиоволн, Гостехнздат, 1953.

4. Ке с с е и и x В. Н., Распространение радиоволн. Гостехнздат, 1952.

5. Щ у к и н А. Н., Распространение радиоволн, Связьиздат, 1940.

6. Ф е й н б е р г Е. Л., Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. Изд-во АН -СССР, 1961.

7. Дальнее тропосферное распространение ультракоротких радиоволн, под ред. Б. А. Введенского, М. А. Колосова, А. И. Калинина, А. С. Шифрнна, изд-во Советское радно . 1965.

8. Введенский Б. А., Ареиберг А. Г, вопросы распространения ультракоротких волн, изд-во Советское радио , 1948.

9. А р е и б е р г А. Г., Распространение дециметровых и сантиметровых волн, изд-во Советское радио , 1957.

10. Фок В. А.. Дифракция радиоволн вокруг земной поверхности. Изд-во АН СССР. 1946.

П. А л ь п е р т Я. Л., Распространение радиоволн и ионосфера, Изд-во АН СССР, 1960.

12. Ги и 3 б у р г В. Л., Распространение электромагнитных волн в плазме, Физматгиз, 1960.

13. Ч е р н о в Л. А., Распространение воли в среде со случайными неоднородностямн. Изд-во АН СССР, 1958.

14. Т а т а р с к и й В. И., Теория флюктуационных явлений при распространении волн в турбулентной атмосфере, Изд-во АН СССР, 1959.

15. В ы с о к о в с к и й Д. М., Некоторые вопросы дальнего тропосферного распространения ультракоротких радиоволн, Изд-во АН СССР, 1958.

16. Новейшие исследования распространения радиоволн вдоль земной поверхности. Сборник 1, Гостехиздат, 1945.

17. Исследования по распространению радиоволн. Сборник II, Изд-во АН СССР, 1948.

18. А л ь п е р т Я. Л., О распространении электромагнитных волн низкой частоты над земной Тговерхностью, Изд-во АН СССР, 1955.

19. Распространение длинных и сверхдлинных раднозолн. Сборник статей под ред. В. Б. Пестря-кова, Изд-во иностранной литературы. 1960.

20. Д о л у X а и о в М. П. Дальнее тропосферное распространение УКВ, Связьиздат. 1962.

21. К а л и н и н А. И., Расчет трасс радиорелейных линий, изд-во Связь . 1964.

22. П р о с и и А. В., Цветков А. Н., Радиорелейные линии связи, Изд-во АН СССР, 1958.

23. Л а в р о в В. М., Теория электромагнитного поля и основы распространения радиоволн, изд-во Связь , 1964.

24. Б а р а н у л ь к о В. А., Особенности распространения радиоволн, Воениздат, 1964.

25. П о г о р е л к о П. А., Новый вид дальней связи на метровых волнах, изд-во Советское радио , 1959.

26. П е т р о в и ч Н. Т.. К а м и е в Е. Ф., Вопросы космической радиосвязи, изд-во Советское радио , 1965.

27. Ф л иг ль Р., Вузингер Дж., Введение в физику атмосферы, изд-во Мир , 1965.

28. Геофизика (околоземное космическое пространство), под ред. Г. С. Голицина, изд-во Мир , 1964.

29. К а б а и о в Н. И., Осетров Б. И., Возвратно-наклонное зондирование ионосферы, изд-во Советское радио , 1965.

30. R е V i е W UER. А, № 72. 1962.

31. Ф р а и к И. М., Эффект Допплера в преломляющей среде. Изв. АН СССР. Серия физическая, 1942. JV 1-2.

32. С к у р и д и н Г. А. и Плетнев В. Д., Основные гипотезы о пронсхожденин радиационных поясов Земли, Успехи физических наук . 1965, вып. 4.

33. Космическая физика, пер. с англ. под ред. И. А. Жулнна, изд-во Мир , 1966.

34. В г е m m е г Н., Terrestrial radio waves. New York, 1949.

35. К о p с у H с к и Й Л. Н., Распространение радиоволн при самолетной радиосвязи, изд-во Советское радио , 1965.