74
8.2.
Затухание, дифракция и отражение радиоволн
Влияние свободного пространства
При распространении радиоволн в свободном пространстве амплитудное
значение напряженности электрического поля сигнала
E
mсв
на расстоянии
r
от
передающей антенны определяется выражением
)
θ
,
φ
(
прд
60
F
r
DP
mсв E
Σ
=
,
(8.1)
где
Р
∑
-
излучаемая мощность радиопередающего устройства;
D
прд
-
коэффициент направленного действия передающей антенны;
F (
ϕ
,
θ
)
–
характеристика направленности антенны в горизонтальной и вер-
тикальной плоскостях.
Выражение (8.1) показывает, что напряженность поля сигнала в месте
приема уменьшается обратно пропорционально расстоянию связи
r
вследствие
«
потерь передачи» в свободном пространстве.
Влияние реальной тропосферы
При распространении радиоволн в тропосфере потери напряженности поля
будут определяться тангенсом угла потерь:
tg
δ
= 60
σ
тр
λ
/
ε
тр
,
где
σ
тр
,
ε
тр
–
соответственно удельная проводимость и диэлектрическая прони-
цаемость тропосферы, а
λ
-
длина волны .
Дисперсионные свойства приземного слоя тропосферы (до высоты
h
= 8 км) определяются ее газовым составом, температурой, давлением и влаж-
ностью.
«
Нормальная тропосфера» с параметрами
Т
= 288
0
К,
р
= 0,1013 кПа
и влажностью 60% для диапазона ОВЧ является диэлектриком (tg<<1), в кото-
ром радиоволны распространяются практически без потерь. Однако реальная
тропосфера не является однородной по своему составу. В приземном слое тро-
посферы имеются водяные пары (туман, дождь) или взвешенные частицы (дым,
пыль). Это обусловливает уменьшение напряженности поля из-за тепловых по-
терь на движение молекул газа. Величина поглощения оценивается коэффици-
ентом потерь в зоне неоднородности
ξ
зн
:
ξ
зн
=
e
-
α
r
,
(8.2)
где
ξ
зн
-
коэффициент ослабления напряженности поля сигнала в зоне неодно-
родности;
α
-
постоянная затухания напряженности поля;
r
–
протяженность
зоны неоднородности.
С увеличением протяженности зоны неоднородности
r
поглощение энер-
гии радиосигнала увеличивается. Особенно ощутимы потери для спектров УВЧ
и СВЧ.