7. Особенности распространения радиоволн разных диапазонов
Распространение электромагнитных волн в ионосфере сопровождается поглощением энергии, обусловленным соударениями электронов с другими заряженными частицами.
Мощность, поглощаемая единицей объема среды электропроводностью s, определяется законом Джоуля – Ленца:
P = σЕ2, (12)
где Е – эффективное значение напряженности электрического поля.
Электропроводность ионосферы при ωτ >> 1 равна:
, (13)
где электропроводность в постоянном (ω = 0) электрическом поле,
τ – среднее время свободного пробега электрона.
С увеличением частоты электромагнитной волны уменьшается ее поглощение в ионосфере.
Мириаметровые волны.
при любом угле падения отражаются от нижней границы ионосферы, практически не проникая в ионизированный слой и мало поглощаясь им. Для длинных волн Земля является хорошим проводником, их отражение происходит практически без потерь энергии.
Возникает поверхностная волна, которая в силу большой длины волны огибает (дифрагирует) препятствия на своем пути (в том числе кривизну земной поверхности) и распространяется на несколько сотен километров.
Гектометровые волны распространяются с образованием пространственной и поверхностной волн Интенсивность пространственной волны в этом диапазоне меньше, чем мириаметровых волн. В дневное время связь на гектометровых волнах осуществляется только посредством поверхностной волны.
Дальность связи при этом меньше, чем на мириаметровых волнах, при той же мощности передатчика, так как потери энергии поверхностной волны в толще Земли быстро растут с повышением частоты. В ночное время существенную роль при приеме на гектометровых волнах играют поверхностные и пространственные волны. Условия распространения пространственной волны в ионосфере меняются, что приводит к случайным изменениям интенсивности результирующей волны – замиранию радиоволн.
Декаметровые волны.
Отражение от ионосферы происходит если угол падения превышает предельное значение апред. Главную роль в радиосвязи на декаметровых волнах играет пространственная волна. Особенностью приема в этом диапазоне является существование зон молчания.
Метровые волны не отражаются ионосферой, радиосвязь можно осуществлять только с помощью поверхностной волны, которая практически не дифрагирует и распространяется вдоль поверхности Земли прямолинейно.