тропосферы образуется рассеянная волна, улавливаемая приемной антенной, размещенной в точке О. Эта антенна, как правило, также имеет большую направленность (ширина диаграммы направленности составляет угол а), также ориентированную по касательной к поверхности земли. Пересечение диаграмм направленности пере-

4- е 8 to го 40 60 вот soo 400 т тоо то 4000

Рис. 4 13 Зависимость напряжениости поля Е дополнительного затухания от расстояния в различных частотных диапазонах для коротких вертикальных аитеин, размещенных над поверхностью земли, д кВт

дающей и приемной антенн образует в тропосфере объем V, обычно называемый тропосферным объемом переизлучения.

Результаты теоретического анализа и многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что мощность рассеянной волиы тем больше, чем меньше так называемый угол рассеяния 6 (рис. 4.146). Из некоторых теоретических работ следует, что напряженность электрического поля рассеянной волны зависит от угла рассеяния в следующим образом: £о~9~. На практике в ряде случаев эта закономерность нашла хорошее подтверждение. Однако известно много других экспериментальных данных, в которых зарегистрирована другая функциональная зависимость напряженности поля рассеянной волны от угла рассеяния.

Как бы то ни было, любые экспериментальные и теоретические работы говорят о том, что с ростом угла рассеяния уровень напряженности рассеянного поля резко уменьшается. В этой связи становится ясно, что не все области объема V вносят равный вклад в рассеянное поле. Также достаточно очевидно, что наибольший

Процент бремена

Рис 4 !4. Тропосферные радиолинии-

а - схема линии радиосвязи, использующая эффект тропосферного рассеяния, б - угловое распределение мощности рассеянной на неоднородности больших размеров; в - графики потерь усиления антенны

вклад вносит Та часть объема V, для которой характерны малые значения *угла рассеяния 9. Эта область, получившая название эффективной части тропосферного объема, переизлучения Уэфф располагается в нижней части объема V, как это показано на рис. 4.14,а.

Экспериментально было обнаружено, что уменьшение ширины диаграммы направленности антенны до некоторого угла Оо приводит к линейному росту мощности принимаемого сигнала, обусловленного рассеянной волной Если и далее уменьшать ширину диаграммы направленности антенны, то уже не будет наблюдаться линейный рост мощности принятого сигнала. Вначале мощность сигнала будет еще несколько возрастать, а начиная с некоторого угла ао практически остается неизменной. Это явление получило название потерь усиления антенн. Количественная оценка потерь усиления антенн приведена на рис. 4.14е.

На горизонтальной оси этого графика отложено значение коэффициента усиления антенны в свободном пространстве, а на вертикальной - реализуемое значение коэффициента усиления. Кривые, изображенные на рисунке, соответствуют различным процентам времени, в течение которого реальное значение коэффициента усиления не падает ниже уровня, указанного около каждой кривой. Отметим, что по данным, полученным для различных трасс, критический угол Оо составляет один-два градуса и несколько отличается для горизонтальной п вертикальной плоскостей.

Наиболее устойчивая радиосвязь, основанная на эффекте тропосферного рассеяния, наблюдается в том случае, когда обе диаграммы направленности (и передающей, и приемной антенн) направлены вдоль линии, соединяющей станции-корреспонденты. Угловое отклонение в ориентации максимумов диаграмм направленности обоих антенн не должно превышать а/4.

Использование этого вида радиосвязи требует применения антенн с высоким уровнем усиления, мощных передатчиков и чувствительных приемников. Эти требования, естественно, в сильной мере снижают практические возможности реализации радиолюбительской тропосферной радиосвязи. Однако следует отметить, что уже имеется опыт тропосферной радиолюбительской связи, осуществленной с территории Польши с заграничными радиолюбителями, который свидетельствует о том, что при помощи тропосферного рассеяния можно организовать достаточно устойчивую радиосвязь на сравнительно большие расстояния (свыше 500 км).

С целью информации читателя об уровнях затухания на трассах тропосферной радиосвязи на рис. 4.15 приведены графики изменения затухания, полученные для частоты /=144 МГц для двух антенн, расположенных на высоте 50 м. Из графиков видно, что для расстояний, превышающих границу прямой видимости (л = 60 км), характер функции затухания резко изменяется. В этой области основным фактором, обусловливающим радиосвязь, является не дифракционная волна, огибающая поверхность земли, а волна рассеяния в тропосфере.

В заключение отметим, что качество связи зависит от многих факторов, в том числе и от времени года. Обычно в зимнее время года уровень сигнала на 10-15 дБ ниже уровня сигнала в летнее время. Необходимо также отметить, что резкого улучшения качества радиосвязи на тропосферных линиях можно достичь путем иопользоваиия различных методов разнесенного приема.