Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 146

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 140 141 142 143 144 145 < 146 > 147 148 149 150 151 152 .. 193 >> Следующая

Свяжем скорость с плотностью TOKaJ, умножив на плотность заряда Nq, где N -число электронов на кубический метр:
J = NqV = ^E jcom
(15.70)
[364| 15. АНТЕННЫ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
Ток отстает от электрического поля из-за инертности электронов. Теперь, чтобы понять, как это влияет на распространение радиоволн, включим плотность тока J в закон Ампера. Запишем:
VxH = J +JCOe0E (15.71)
подставим выражение для J и получим:
VxH = ¦^-E + JO)E0E (15.72) jcom
Перепишем это уравнение в форме:
VxH = jcoee (15.73) где эффективная диэлектрическая проницаемость ? равна:
Nq2
є = є0--г" (15.74)
со m
Перепишем выражение для фазовой постоянной ?, используя уравнение 15.11:
где ?0 - фазовая постоянная в вакууме. Коэффициент преломления п равен:
пя?я LJ*l_ (15.76)
?o V ЄоЮ m
Коэффициент преломления в ионосфере меньше единицы. Это кажется странным, так как длина волны в ионосфере больше, чем в вакууме. Обратите внимание: данное выражение содержит массу электрона в знаменателе, следовательно, такое влияние на коэффициент преломления обусловлено инертностью ионизованных электронов.
15.13. Критическая частота
Упростим уравнение 15.76, для чего определим критическую частоту fc:
2я \ є0ф Подставив константы, получим:
i>9,0Vn (15.78)
Перепишем уравнение 15.76 в следующем виде:
n = Jl-| f I (15.79)
15.13. КРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТОТА [365
На частотах ниже критической постоянная распространения оказывается мнимой и волна ослабляется. В этом случае говорят, что волна затухает - происходит отражение мощности.
Критическую частоту можно измерить, передавая импульсы от радиолокационной станции вертикально вверх и затем прослушивая отраженные сигналы. Обычно длительность импульсов составляет 30 мкс при пиковой мощности от 1 до 10 кВт. Задержка во время отражения говорит о высоте слоя. Зависимость величины задержки отражения от частоты сигнала называется ионограммой. На рис. 15.16 показана летняя ионограмма, где четко видны E-, F1- и F2-cnoH.
600
500
400
300
200
100
tu
0 о I
1 о о о-S о
О- I
?,ш
ГО *
о
Ю
E
3 4 5 6 7
Чостото, МГц
Рис 15.16. Ионограмма, сделанная летом в дневное время в Боулдере, штат Колорадо. Местное время 13:30. На правой оси отложена задержка, связанная с временем приема сигнала, а на левой оси -видимая высота. Отражение от ионосферы приводит к дополнительной задержке, поэтому видимая высота больше истинной, особенно вблизи границы слоя. Рисунок перепечатывается с разрешения Кеннета Дэвиса (Kenneth Davies) из книги «lonospheric radio», выпущенной издательством Peter Peregrinus_
Е-слой наблюдается на высоте 100 км при критической частоте 3,8 МГц. Р,-слой находится на высоте 200 км, критическая частота равна 4,9 МГц. Р2-слой проявляется на высоте 370 км при критической частоте 6,7 МГц.
На рис. 15.17 показано, как солнечная активность влияет на частоту fc.
Критическая частота Е-слоя возрастает от 3 до 4 МГц по мере увеличения числа пятен на Солнце от 0 до 200. Для Р,-слоя fc возрастает с 4 до 5 МГц. При больших количествах пятен Fj-слой не всегда отчетливо виден. Наибольшие изменения претерпевает Р2-слой, где частота fc удваивается с 5,5 до 11 МГц.
На рис. 15.18 показано, как критическая высота зависит от времени дня.
Для Р2-слоя частота fc относительно постоянна летом, но зимой, сразу после полудня, резко возрастает. Своих наибольших значений критическая частота достигает зимой, хотя Солнце находится под меньшим углом, чем летом. Это вызвано столкновением молекул в верхних слоях ионосферы. В верхних слоях преобладает атомарный кислород. Летом плотность молекул кислорода возрастает, в результате время рекомбинации электронов уменьшается, вот почему уровень ионизации понижается.
|36б] 15. АНТЕННЫ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
12
10
# + + +*
1 + > + +'
F2
•4+^ +
#+ -++ ++
F1
+++++ + + 1
+++++ ++ + ++++ + +.+JA^+ ++ +
+ +
+++ +
+^++++v^
.......V+++A+^V^^^^
100
Количество пятен на Солнце
200
Рис 15.17. График зависимости критических частот, измеренных в Вашингтоне в летний полдень для Р2-слоя (верхний ряд точек), F1-CAOA (средний ряд точек) и Е-слоя (нижний ряд точек), от числа пятен на Солнце в течение двух циклов их появления. Рисунок перепечатывается с разрешения Кеннета Дэвиса (Kenneth Davies) из книги «lonospheric radio», опубликованной издательством Peter Peregrinus
4 8 12 16 20 24 Местное Время, ч
12
10
Лето
F2
--V4FI
N. E
б)
4 8 12 16 20 24 Местное Время, ч
Рис 15.18. Дневные изменения критической частоты зимой (а) и летом (б). Перепечатывается из книги Люсьена Буатиаса (Luden Boithias) «Radio Wave Propagation*, выпущенной издательством McGraw-Hill
15.14. МАКСИМАЛЬНАЯ ЧАСТОТА ОТРАЖЕНИЯ |367
15.14. Максимальная частота отражения
Возможно, при изучении оптики вам приходилось сталкиваться с законом Снеллиу-са (Snell's), который связывает углы прохождения между двумя слоями с разными коэффициентами преломления для волны, падающей на поверхность (рис. 15.19). В математическом виде закон выглядит так:
rijSin Oj = Ii, sin 0,
(15.80)
Предыдущая << 1 .. 140 141 142 143 144 145 < 146 > 147 148 149 150 151 152 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed