Распространение волн в пределах прямой видимости

Федеральное агентство по образованию
Дальневосточный государственный технический университет

Контрольная работа.

по дисциплине: Распространение радиоволн.
Вариант№5.

Студент: Смирнов Алексей Владимирович
Курс____4____ № группы ___ЗР-7011_
Шифр 716355
Преподаватель ___________________
(Ф.И.О.)Содержание.

1. Дальность прямой видимости. Учет сферичности земли в интерференционных формулах. Приведенные высоты антенн. Зоны света, тени и полутени 3

2. Распространение волн в пределах прямой видимости. Земной поверхности. Существенная область поверхности Земли, формирующая поле отраженной волны. Отражение от шероховатых поверхностей, критерий Рэлея. Явление "усиления"напряженности поля за счет препятствий. 5

3. Список используемой литературы. 10

Дальность прямой видимости. Учет сферичности земли в интерференционных формулах. Приведенные высоты антенн. Зоны света, тени и полутени.

Ориентировочной оценкой возможности прямолинейного распространения радиоволн служит расстояние прямой видимости. Расстоянием прямой видимости называетсярасстояние между передающей и приемной антеннами, при котором прямая линия, соединяющая эти антенны, касается земной поверхности.
Допустим передающая и приемная антенны расположены в точках q1 и р1 соответственно на высотах h1>λ и h2> λ над поверхностью Земли, представляющей собой гладкую сферу радиуса ао, расстояние между антеннами R (рис. 1). Для качественного рассмотрения происходящих при этом явленийвоспользуемся понятием области, существенной при распространении, радиоволн. Из рис. 1 видно, что если соотношение между величинами h1, h2 и R таково, что первая зона Френеля не достигает земной поверхности, то возможно прямолинейное распространение радиоволн между точками q1 и p1. Если первая зона Френеля перекрывается земной поверхностью, как это имеет место при распространении между точками q1 и р2,то сферичность Земли является препятствием, за которое радиоволны распространяются только путем дифракции подобно тому, как это происходит при помещении полуплоскости на пути распространения волны. Поле в этом случае оказывается сильно ослабленным, поскольку в распространении участвуют только часть первой зоны Френеля и зоны высших порядков, искаженные влиянием поверхности Земли. Для уменьшенияослабляющего действия Земли необходимо, чтобы первая зона Френеля была открыта, т. е. минимальное расстояние между прямой линией q1p1 и поверхностью Земли было больше радиуса первой зоны Френеля.
Рис. 1

Из рис. 1 можно определить расстояние прямой видимости

R0=(a0+h1)2-a02+ (a0+h1)2-a02

Следовательно, пренебрегая малыми величинами h21 и h22 по сравнению с 2а0h1,2, имеем
R0=√2a0(h1+√h2)или, подставляя значение а0=6370 км и выражая Rо в километрах, а h1 и h2 в метрах, получаем

R0=3,57(h1+√h2) (км).

В зависимости от соотношения между протяженностью радиотрассы R и расстоянием прямой видимости R0 (при тех же высотах расположения антенн) следует выбирать одну из трех моделей трассы: 1) если протяженность трассы мала (R<0,2R0), то поверхность Земли можно считать плоской; 2)при 0,2R0<R<0,8R0 первая зона Френеля не перекрывается выпуклостью земной поверхности, но необходимо учитывать влияние сферичности Земли; 3) при R>0,8R0
При расстояниях между передатчиком и приемником, лежащих в пределах 0,2R0<R<0,8R0 следует учитывать сферичность земной поверхности. Схема распространения радиоволн с учетом сферичности Земли изображена на рис. 2.
Если в точкеотражения волны m провести плоскость МN, касательную к поверхности Земли, и отсчитывать высоты антенн от этой плоскости, то картина распространения радиоволн над сферической поверхностью Земли будет аналогична картине распространения волн над плоской поверхностью. Для определения напряженности поля на расстояниях, меньших R0, можно пользоваться интерференционной...