В общем энергетическом балансе радиолинии выигрыш энергетического потенциала обеспечивается выходной мощностью передатчика, коэффициентом усиления обеих антенн и чувствительностью приемника, а снижение энергетического потенциала обусловлено затуханием при распространении радиоволн в свободном пространстве (затухание трассы), потерями в линиях питания обеих антенн и тепловыми шумами окружающей среды, принятыми антенной приемной станции

Зная закономерности распространения радиоволн, легче приспособиться к существующим условиям распространения путем выбора соответствующей рабо!ей частоты, вида антенны, а также ее ориентации в пространстве. Различные способы распространения )адиоволн широко освещены в литературы, например в 1, 31]. 7оэтому в этой главе в основном изложены вопросы распространения, связанные с современными методами работы радиолюбителей.

4.2. Способы распространения радиоволн

На рис. 4 1 схематически представлены различные способы распространения радиоволн, используемые в практике радиолюбительской связи, обозначенные буквами от а до я.

Радиоволны, распространяющиеся вблизи поверхности земли, называются приземными и делятся иа поверхностные (г) и пространственные (а) волны. Поверхностная волна г, возбужденная передающей антенной, в основном сконцентрирована вблизи поверхности земли и распространяется вдоль нес, подвергаясь в диапазоне KB значительному затуханию. Пространственная волна а имеет значение в основном для диапазона УКВ, когда обе антенны (передающая и приемная) подняты высоко над землой. В свою очередь, простраиствсиная волна, как правило, состоит из двух волн прямой и отраженной от поверхности земли. В случае, когда обе антенны расположены на очень небольшой высоте над землей, обе составляющие пространственной волны имеют одинаковые амплитуды, но противоположные фазы, что приводит к их взаимной компенсации. В данной ситуации приземная волна имеет только одну составляющую, а именно - поверхностную волну.

Если па пути распространения пространственной волны находится препятствие (л), то волна огибает его (явление дифракции), но при этом амплитуда волны сильно ослабляется, причем тем сильнее, чем больше угол между пря.мой и дифракционной волнами.

в диапазоне УКВ большое значение имеет способ распространения, обусловленный рассеянием в тропосфере (б). Этот эффект вьиван неоднородной структурой тропосферы (представляющей со-6oii приземный слой атмосферы висотой в несколько километров), то шее - неоднородностью диэлектрической проницаемости этой среды Вследствие этого возникает рефракция (преломление линии распространения) волны

Рис 4 I Различные способы распространения радиоволн, используемые в практике радиолюбительской связи

В диапазоне KB подобное явление возникает при прохожде пин радиоволны в ионосфере (в). Ионосферная волна может достигать приемника или при однофазовом отражении от ионосферы или при многократном отражении от ионосферы - земли - ионосферы и т. д. Условия распространения, близкие к условиям распространения волны в свободном пространстве, встречаются на радиолиниях, где сигналы передаются с помощью отражения от ис-диолиниях, где сигналы передаются с помощью отражения от искусственных (к) и естественных (Луна) спутников Земли, с помощью отражения от метеорных следов (d) и с помощью ретранс-

душном шаре и т. д. Следует помнить, что на этих радиолиниях часть пути волна проходит через тропосферу.

Особые условия распространения радиоволны наблюдаются в области северного сияния (з), при иеоднородностях ионосферы (ж), при тропосферном рассеянии (и).

4.3. Основные закономерности распространения радиоволн

Распространение в свободном пространстве. Рассмотрим распространение радиоволн в свободном пространстве, т. е. в однородной изотропной среде, не вносящей затухания. Естественно, что эти условия распространения - чисто теоретически, но к ним достаточно близки условия распространения радиоволн в космическом пространстве и приземной пространственной волны.

Напряженность поля в точке приема при распространении в свободном пространстве была определена п § 2.1, а именно для антенны изотропной - формулой (2.27), а для антенны с коэффициентом направленного действия D - формулой (2 30).

На практике для определения амплитуды напряженности поля Е чаще шользуются следующим выражением:

£ = 2451/р70 - = 2451/Рд -, (4,1а)

где Е-напряженность электрического поля, мВ/м; г - расстояние, КМ; Pi - мощность, излучаемая антенной, кВт; Ои - коэффициент усиления антенны (по сравнению с изотропным излучателем).

Произведение PiGa = Pa принято называть эффективной мощностью излучения (рис, 4.2),

Обозначим через Рг мощность, принятую приемной антенной. Если эффективную площадь раскрыва приемной антенны обозначить (как и раньше) через А,фф, то мощность

Pi = GiPi Адфф/4пг = ОгОХР1/(АпгГ. (4.2а)

Реально из-за потерь в окружающей среде мощность, принятая приемной антенной, меньше значения Р, рассчитанного по формуле (4.2а), Мерой дополнительного ослабления является коэффициент затухания W=ar, где а - удельные потери, г - расстояние, С учетом этого фактора амплитуда -апряженности поля

245 VKgI 245 Кр7 Е =-=-W, (4,16)

а мощность, принимаемая приемной am иной, (4яг)2

Очень удобно (и иа практике обычно гак и поступают) рассчитывать уровень мощности, принятой прнеу/он нтенпой, используя децибсльную меру, В этом случае фор\\. ti (1,26) принимает вид

Б = 1 + 20 Ig {К/4ПГ) + 0,д g -f G, + r (3. (4,3)

Коэффициент ослабления \ при распространении волны в свободном пространстве определяется как отношение мощности Pi, из-