100 лет радио - Мигулина В.В.
ISBN 5-256-01228-2
Скачать (прямая ссылка):
После того как в радиотехнике стал использоваться диапазон МВ и более коротких волн, положение существенно изменилось. В
102
А.Е.Резников, В.В.Копейкин
этом диапазоне дифракция, как известно, выражена слабо, а формулы для расчета напряженности поля в зоне освещенности (т.е. на расстояниях, не превышающих дальности прямой видимости), основанные на принципе интерференции прямого и отраженного от поверхности Земли лучей, можно применять для расстояний не более 70...80% расстояния прямой видимости. В то же время известные дифракционные формулы можно было использовать для практических расчетов, начиная с расстояний, превышающих примерно на 30...40% расстояние прямой видимости. Таким образом, интервал расстояний, в пределах которого в обычных условиях особенно важно знать напряженность поля, был оставлен по существу без расчетных формул.
Этот пробел был восполнен в 1944 г., когда В.А.Фок, применив новые и оригинальные методы суммирования рядов, к которым сводится задача о дифракции радиоволн вокруг земного шара, и воспользовавшись свойствами вновь введенных им функций (названных функциями Эйри), получил строгое выражение для напряженности поля в месте приема на любых удалениях от передатчика.
Если влиянием метеорологических процессов на условия распространения ДВ, СВ и КВ, которое привлекло в свое время внимание многих исследователей и было предметом многочисленных дискуссий, как оказалось, можно практически пренебречь, то вопрос о влиянии тропосферы на распространение радиоволн короче 10 м получил совсем иное решение. Было установлено, что тропосфера играет исключительно важную роль в процессах распространения метровых и более коротких волн.
Причиной подобного влияния является неоднородность атмосферы: показатель преломления воздуха зависит от давления, температуры и влажности. Каждая из этих величин меняется с высотой, вследствие чего с высотой меняется и показатель преломления воздуха. Незначительная на первый взгляд однородность тропосферы вызывает довольно заметное искривление траектории лучей: они в этих условиях приобретают форму дуг окружностей радиусом 25000 км, обращенных выпуклостью вверх. Явление это, имеющее место и при распространении световых волн, получило название атмосферной рефракции. В то же время становится понятным, почему подобным искривлением можно пренебречь при распространении длинных, средних и коротких волн. В указанных диапазонах огибание волнами поверхности Земли вызывается более сильно действующими факторами, такими как дифракция и отражение от ионосферы, и поэтому незначительным искривлением лучей в тропосфере за счет атмосферной рефракции можно пренебречь. В диапазоне же волн короче 10 м влияние дифракции радиоволн резко уменьшается, и поэтому приходится считаться даже с незначительным искривлением траекторий.
Распространение радиоволн
103
В 1944 г., работая над теорией распространения радиоволн в волноводах, П.Е.Краснушкин указал на возможность дальнего рас-* пространения ультракоротких радиоволн в волноводных образованиях, возникающих в нижних слоях тропосферы. Менее чем год спустя в разных частях земного шара были действительно обнаружены случаи сверхдальнего распространения деци- и сантиметровых радиоволн, что подтвердило правильность разработанной П.Е.Краснушкиным теории.
Среди исследователей ионосферы в течение долгого времени было широко распространено мнение, что интенсивное перемешивание свойственно только низко расположенным слоям воздуха. Так, считалось, что в области распространения ионизированных слоев атмосфера находится в сравнительно стабильном состоянии. Комплексные исследования, проведенные в течение ряда лет в разных пунктах земного шара, показали ошибочность этого предположения. Комплексными эти исследования можно назвать потому, что заключение о характере движения ионизированных масс воздуха делалось путем сопоставления данных о радиозондировании ионосферы с наблюдениями за характером замираний, за метеорными следами в атмосфере, за мерцанием радиозвезд и полярными сияниями.
Были установлены непрерывные и довольно быстрые перемещения ионизированных масс воздуха, известные под общим названием "ионосферных ветров". Основной их причиной является тепловое и гравитационное воздействие Солнца (т.е. явление приливов в ионосфере). Приливное воздействие Луны играет при этом второстепенную роль. Вертикальные перемещения воздушных масс, как и в нижних слоях атмосферы, приводят к горизонтальным перемещениям воздуха.
Тонкая структура ионосферы была исследована в ряде работ, в которых приведены данные о размерах неоднородностей, о скорости хаотических движений в ионосфере и "степени мутности" ионосферы.
На возможность существования в ионосфере нелинейных явлений впервые было указано М.А.Бонч-Бруевичем еще в 1932 г. Вскоре после этого был открыт так называемый люксембург-горь-ковский эффект, т.е. мешающие воздействия мощных радиовещательных станций на передачи других станций в диапазоне средних волн. Элементарная теория этого явления была разработана в 1934 г. Бэйли и Мартином.
