100 лет радио - Мигулина В.В.
ISBN 5-256-01228-2
Скачать (прямая ссылка):
ных результатов, в частности так называемый береговой эффект, т.е. береговая рефракция на границе раздела суша — море, и такой подход был одним из доминирующих в 1910 — 1930 гт.
Однако, анализируя накопленный экспериментальный материал и развивая теоретические представления в рамках классической электродинамики, А.Н.Щукин и другие доказали ошибочность этого подхода.
Благодаря работам М.В.Шулейкина, Зоммерфельда и Ван-дер-Поля были получены удобные формулы для расчета напряженности поля земных волн на небольших удалениях от передатчика, когда поверхность Земли можно считать плоской. Развивая и углубляя работы английского физика Ватсона, Б.А.Введенский предложил формулы для расчета дифракционного поля на больших расстояниях от передатчика. Тонкая структура земных волн была исследована в ряде работ, выполненных под руководством Л.И.Мандельштама, Н.Д.Папалекси, В.В.Мигулина и др.
Строгое рассмотрение процесса распространения радиоволн > сферической границы раздела воздух — полупроводящая поверхность Земли принадлежит к числу труднейших проблем математической физики. Исключительная сложность математических выкладок привела к тому, что только немногие простейшие задачи удалось довести до решений, пригодных для инженерной практики.
В свете указанного весьма большое значение имело введение в 40-х гг. сначала А.Н.Щукиным, а затем М.А.Леонтовичем так называемых приближенных граничных условий. Эти условия устанавливают определенные соотношения между составляющими электрического поля радиоволны в воздухе непосредственно над поверхностью Земли в зависимости от электрических параметров почвы. Применение этих условий позволяет существенно упростить решение ряда известных задач о распространении земных волн и решить новые задачи, которые до того не поддавались исследованию.
Используя эти приближенные граничные условия, М.А. Ле-онтовичу и В.А.Фоку удалось описать дифракцию радиоволи вокруг земного шара дифференциальным уравнением параболического типа, т.е. хорошо известным уравнением математической физики.
Продолжая и развивая работы А.Н.Щукина, хМ.А.Леонтовича, Г.А,Гринберга и В.А.Фока, Е.Л.Фейнберг детально исследовал условия распространения земных волн на неоднородных трассах и установил формулы дтя расчета в этих условиях напряженности поля в точке приема. Подобно другим авторам Е.Л.Фейнберг считал, что радиоволны распространяются над плоской поверхностью Земли.
Пока в технике применялись только длинные (ДВ), средние (СВ) и короткие (КВ) волны, это обстоятельство почти не причиняло неудобств. В указанных диапазонах вследствие сильно выраженной дифракции формулы для напряженности поля, составленные в предположении, что радиоволны распространяются над
Распространение радиоволн
101
плоской землей, оказываются пригодными для расчета также в начальной части в области тени (т.е. в той ее части, которая непосредственно примыкает к границе прямой видимости).
Исследование особенностей распространения ионосферных волн шло в двух направлениях. Прежде всего, большая группа работ, выполненных в основном физиками и геофизиками, была посвящена изучению строения верхних слоев атмосферы и происходящим в ней процессам. Другая группа работ, выполнявшаяся в основном радиоинженерами, относилась к особенностям распространения ионосферных волн различных диапазонов. Основное внимание исследователей было направлено на диапазон КВ. Испытывая наименьшее поглощение в ионосфере (по сравнению с СВ и ДВ), короткие волны оказались особенно пригодными для связи на большие расстояния. В то же время КВ характеризовались резко выраженным непостоянством условий распространения. Наблюдая в ^ечение ряда лет за особенностями их распространения, М.А.Бонч-5руевич еще в 1925 г. установил основные закономерности этих процессов. Замирания и некоторые другие явления, сопровождающие распространение коротких волн, были изучены А.Н.Щукиным — автором первого метода расчета напряженности поля в диапазоне КВ.
Развитие телевидения, импульсной техники, радиолокации, радионавигации и некоторых других областей радиотехники вызвало повышенный интерес к диапазону метровых (МВ) и более коротких волн. Изучение процессов распространения метровых волн было начато еще в 1921 г. Б.А.Введенским, который первый указал на роль отраженного от поверхности Земли луча и установил формулы для расчета напряженности поля в месте приема. Ему же принадлежит заслуга распространения дифракционных формул на диапазон МВ и более коротких волн.
По мере увеличения числа передатчиков, регулярно работающих в диапазоне ультракоротких волн (УКВ), было обнаружено существование связи между метеорологическим состоянием нижних слоев атмосферы (тропосферы) и условиями распространения УКВ. Была установлена необходимость учета атмосферной рефракции, т,е. искривления лучей при распространении их в неоднородной атмосфере.
К 1945, г. стало очевидным, что влияние тропосферы на процессы распространения УКВ значительно больше, чем это было принято думать раньше. К этому же времени стала известной сильная изменчивость метеорологического состояния, присущая приземным слоям воздуха. Возникла новая отрасль науки, условно называемая микрометеорологией, изучающая тонкую структуру тропосферы и происходящие в ней изменения.
