ля. Положение минимумов и максимумов зависит от длины волны. Авторы неоднократно убеждались, что у подножья гор изменение рабочей частоты на 100 кГц в диапазоне длин волн 2 м было достаточным, чтобы получить увеличение напряженности поля на 10 дБ, либо привести к почти полному его исчезновению.

Поверхность местности, даже равнинной, покрыта застройками или лесом, которые также вносят значительное затухание по сравнению со свободным пространством. В диапазоне 2 м лиственный лес вносит затухание порядка 6 дВ/100 м, а в диапазоне 70 м даже порядка 10 дБ/ЮО м

Водное пространство (морское) с волнами на поверхности в диапазоне KB по своим свойствам не сильно отличается от спокойного моря. В диапазоне УКВ, в особенности когда высота волны сравнима с длиной волны, появляются сильные помехи, влияющие на условия распространения. Для сухопутных трасс влияние препятствий с заданной высотой в очень сильиой мере зависит от длины волны X. Процесс отражения волны, падающей под углом ф на препятствие, схематически представлен иа рис. 4.9. Отраженная волна содержит две составляющие, фазовый сдвиг между которыми равен Дф. Этот сдвнг тем больше, чем больше размер шероховатости. Отметим, что граница перехода от зеркальной поверхности к шероховатой не является резко выраженной. Можно принять (аналогичное

допущение делается и в оптике), что поверхность является гладкой, когда выполняется условие Дф<я/4. Это условие носит название критерия Рэлея. Из этого критерия следует, что допустимая высота препятствия, при котором поверхность можно считать гладкой, определяется исходя из неравенства

ДЛ < Л/16 sin to- (4.8)

Для расчета Ah можно пользоваться графиками, приведенными иа рис. 4.9.

За препятствием существуют, как и в оптике, области тени и полутени. Наличие поля в этих областях обусловлено явлением дифракции. Это явление можно объяснить, используя принцип Гюйгенса. Согласно этому принципу каждая точка фронта волны над препятствием, включая и сам край, является источником новой, вторичной сферической волны, которая распространяется за препятствием. Напряженность поля дифракционной волны сильно уменьшается при отклонении от направления распространения первичной волны.

Затухание, обусловленное налипнем узкого препятствия, можно определить, пользуясь графиками, представленными на рис. 4 1 On. В случае узкого клина, выступающего над поверхностью земчн, затухание можно определить, используя номограмму, приведенную G Зак 351 161

е Ю 20 30 40 50 60 70 SO SO

Рнс. 4 9. Допустимый уровень неравномерности отражающей поверхности при различных углах падения в различных частотных диапазонах

на рис. 4.106. Указанная проблема достаточно широко рассматривается в литературе [1, 31].

Явление дифракции радиоволн приобретает особое значение при рассмотрении условий распространения в горах, когда этот феномен является зачастую единственным способом установления

О 20 *ff $0 80 100 120 т 160 1вО 200

dj+d2,m di,KM Лг,км is,KM ±Н,М

f-300

rwa rtoa so -so

-30 -30

-20 -2y -10

-s ~-s

-Z -1

г/ -1

:HS tO,S -0,3 -0.3

:o,2 :o,2

rO,1 rO,1

-0,05

-ao3 -0,03 :i02 y,o2

-0,01 -0,01

iy2oo

.:50 :50

rZOO tIOO

-30 -20 -JO.

-5 -3 -2

% -0,1 -0,05 -0,03

:0O2 -0,01

tWOOO

-5000 -ЗОЮ

-30 -20 .-10

-5 -5\ -2 N

-J ks

-0,3 -.0,2

-0,1 -0,05 -0,03--.0,02

-0,01

rIOOO

-500 -300

100 \ -50

-20 -10

5\ -3 -1

®(D®®© ® ©®4!KZ>®-®K£HEHI>®

432 -1296 -5600 -10000

®

-10\

-12 -16

-18 g

-20

725 7 30 7 35 -40

Рис 4 !0 Дополнительное затухание при дифракции радиоволн

а -затухание на узком препятствии, б -номограмма для расчета затухания

при дифракции иа остром клине. dg=d\d2l{dt-frd2); diKdi, dg-di

радиосвязи. Исследования в этой области подтвердили возможность установления радиосвязи с использованием явления дифракции радиоволны на вершине горы, препятствующей прямому распространению радиоволны на трассе. Затухание в данном случае зависит

от ytna дифракция 9, частоты, высоты препятствия (горы), и его профиля. Острая вершина вносит меньшее затухание, чем пологая. Этот эффект иллюстрируется графиками на рис 4 11.

Для трассы протяженностью 140 км, на которой расположено препятствие высотой 940 м, радиоволна после дифракции на вершине препятствия достигает точки наблюдения О. Дополнительное затухание на этой трассе можно рассчитать, пользуясь формулами, представленными в [24]. Дополнительное затухание зависит от профиля препятствия и от угла дифракции. Для острой вершины (профиль I на рис. 4.11е), когда имеются два краевых излома, отстояш,и? на расстояние 7,5 м, дополнительное затухание а для частоты 144 МГц равно -24 дБ.

Для более широкой вершины, когда волна подвергается многократной дифракции (профиль II на рис. 4.11е), дополнительное затухание представляет собой сумму затуханий на всех отрезках и на частоте 144 МГц Л=-40 дБ. Отметим, что для этого препятствия на частоте 432 МГц дополнительное затухание составляет -48 дБ.

Результирующее затухание на трассе является суммой затухания при распространении в свободном пространстве и затухания из-за дифракции. Результирующее затухание для волны длиной 2 м равно -118 дБ, а для волны длиной 70 см а =-128 дБ.

Дополнительное ватухание можно определить, лользуясь номограммами рис. 4.106. Еще раз подчеркнем, что для расчета результирующего затухания для трассы неообходимо учитывать затуха- ние на всех участках трассы.

При практическом расчете затухания пользуются различными вариантами построения профиля трассы, отличающимися друг от друга масштабами высот и дальности (см, например, рис. 4.11а-е). При построении профиля трассы большой протяженности необходимо учесть кривизну поверхности земли. При проектировании трасс с закрытием более выгодным оказываются острые препятствия, чем гладкие. Чтобы увеличить уровень сигнала на таких трассах, часто иа вершине естественного препятствия устанавливают пассивный ретранслятор в виде металлической сетки. Длина ретранслятора составляет обычно несколько десятков метров, а высота определяется профилем трассы и высотами расположения передающей и приемной антенн. Более подробную информацию о пассивных ретрансляторах типа препятствия можно найти в литературе [24, 25].

Ранее при рассмотрении условий распространения радиоволн мы практически не учитывали кривизну поверхности земли. Поэтому некоторые приведенные результаты следует применять с известной степенью осторожности. Так, в частности, формула Введенского (4.7) справедлива только при небольших расстояниях между антеннами (г<0,7го). Расстояние Го представляет собой границу прямой видимости между двумя антеннами, расположенными на высотах Ллг и Ло (рис. 4.12а). Формула для расчета выглядит следую-, щим образом:

Го = 3,57(-1/л7+-1/лГ<,), (4.9)

где Ajv и hu заданы в метрах, а Ло - в километрах. На рис. 4.126 приведен график, позволяющий определить го по заданной величине Л (или наоборот, определить необходимые высоты подвеса антенн Л при заданном Лр).

6* Зак 351 163