дящихся на поверхности земли (Я=0; г=0) можно указать соотношения между длиной волны и расстоянием до точки наблюдения, при которых приведенные формулы справедливы.

Минимальная длина волны Кты определяется из условия допустимости пренебрежения ирийиэной земной поверхности, т. е. пренебрежения дифракционным характером поля над реальной (сферической) землей, вызывающим уменьшение напряженности поля по сравнению оо случаем плоской земли.

Из приведенной В. Н. Кеооенихом (Распространение радиоволн.-М.: ГИТТЛ, 1952) таблицы, полученной на основании работ В. А. Фока (Дифракция радиоволн .вокруг земной поверхности.-М.: Изд. АН СССР, 1946) и Г. Бреммера (Земные радиоволны.- Лейден, 1949), следует, что при погрешностях, не превышающих 10 и 20% можно пренебречь кривизной земной поверхности при

d(KM)<d (lOo/o) = 5/?:; d( M)<dn(20o/o) = 23,2/r,

(7.27 а)

(7.27 6)

где d -выраженное в километрах расстояние от точки приема до точки передачи, измеренное вдоль сфвричеокой поверхности земли; Я, -длина волны, выраженная в метрах. Так как здесь рассматривается малый геоцентрический угол, то dxR, где i/? -расстояние от точки передачи до точки приема, измеренное по прямой. Формулы 1(7.27) соответствуют гладкой сферической земной поверхности. Негладкость, а также яводнородн.ость поверхности (неровность рельефа поверхности, наличие леса на ней и др.) в этих формулах не учтены.

Из (7.27) следуют значения минимальных длин волн Я, при заданных предельных расстояниях d , выраженных в километрах, при которых применимы .формулы для плоской земли:

..(10о/о) = -. (7.28 а

1 (20%)

(7.28 6)

Полагая в(7.28а) d (10%) = 10 км, а в i(7j286) d (20%) = =50 км, получаем соответственно: ЯЫ(10%)=8 м; Kmin{20%) =

= 10 iM. Приведенные численные примеры могут служить ориентиром при оценке минимальных длин волн, для которых применимы формулы, соответствующие плоской земле.

Максимальная длина волны Хтах определяется из обычно применяемого условия дальней зоны, которое имеет вид Rl%> >Rlhnax=\~rb, откуда ;\,<Xmax= (0,33-f-l)i?. Можно, однако, показать (Л. С. Тартаковсюий. Область применимостг! формулы Зом.мерфельда. - Радиотехника, № 11, 1964), что уже при >дтаж = 0.3, откуда Я<Я,таж = 3,33/?, с погрешностью около 10% можно пренебречь суммой статической (содержащей множитель l/j/?3) 1и индукционной (содержащей множитель IIR) составляющих поля, соответствующих ближней зоне и не зависящих от параметров земли, по сравнению с волновой составляющей поля, содержащей множитель \IR, соответствующей дальней зоне и за-В1исящей от этих параметров. Заметим еще, что с той же погрешностью около 10% при R/X<R/K6 = 0,05, откуда X>X6, = 20R, можно пренебречь волновой составляющей поля по сравнению с суммой статической и индукционной составляющих. Причем в этом случае поле не зависит от параметров земли.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ПЕРЕДАЮЩИЕ И ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ

8.1. Диаграмма направленности

В общем виде векторная комплексная ДН передающей антенны может быть представлена в виде трех сомножителей, описывающих соответственно амплитудное, поляризационное и фазовое распределения излученного антенной электромагнитного поля в дальней зоне:

F(A, ф) = /=-(А, Ф)1Р(А, ф)еФ<Д-<1). (8.1)

Амплитудной диаграммой направленности называется зависимость модуля комплексного вектора напряженности поля в точке наблюдения от направления на эту точку, определяемого азимутальным углом ф и углом возвышения А (или углом 0 = 90°-А), при постоянном расстоянии точки наблюдения от центра антенны. Амплитудная ДН £(А, ф) нормируется таким образом, что в направлении максимального излучения антенны [(Атах, фтах) =

Для удобства изображения обычно используют ДН в определенном сечении, чаще всего -в азимутальном сечении f(A, ф) прн A = oonst (например, А = Атах), и ДН в вертикальной плоскости \Р(А, ф) I при ф = соп51 (например, ф=<ртаж). Для сравнения направленных свойств антенн принято пользоваться следующими

характеристиками диаграмм направленности: шириной основяого (главного) лепестка ДН по уровню половинной мощности, шириной основного (главного) лепестка ДН по нулевому уровню, максимальным уровнем боковых лепестков, углами максимального излучения в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Второй сомножитель в (8.1) представляет собой единичный вектор поляризации с двумя компонентами, ориентированными по направлениям базисных ортов сферической системы координат бе и е ф :

р(А, ф)=ее/7е(А. Ф) + ефРф(А, Ф), (8.2)

где Pq и рф -компоненты, показывающие относительное содержание вертикальной и горизонтальной составляющих вектора напряженности электрического поля в дальней зоне антенны для каждого направления А, ф, а также фазовый сдвиг между этими составляющими; /0в1+Рф=1-

Третий сомножитель в (8.1) описывает фазовую характеристику направленности антенны по главной поляризации излученного поля. Фазовой диаграммой направленности антенны называется зависимость фазового сдвига напряженности поля от направления точки наблюдения при перемещении ее по поверхности сферы радиуса г с центром в начале выбранной системы координат.

Диаграмма направленности приемной антенны определяется амплитудным множителем /(А, ф), показывающим зависимость напряжения на входе приемника от направления прихода принимаемой волны, и поляризационным множителем /?(А, ф), учитывающим поляризацию приходящей волны.

8.2. Коэффициент направленного действия

Коэффициент направленного действия (КНД) передающей антенны характеризует степень концентрации излученной мощности в направлении, задаваемом углом возвышения Ао и азимутальным углом фо, и численно равен отношению квадрата модуля полного вектора напряженности поля, создаваемого антенной в данном направлении £(Ао, фо) к среднему по всем направлениям значению квадрата модуля напряженности поля Яср:

D(Ao, Фо)=£(Ао, Фо)171ср1- (8.3)

Поскольку значения напряженности поля пропорциональны соответствующим значениям ДН, выражение для КНД можно записать в виде

D(Ao, Фо) = £(Ао, Фо)171/=(А, Ф)1?р = = 4nF(Ao, Фо)! у йф /(А, ф)Ч08ДйА. (8.4)