Радиоволн. Радиоволны этого поддиапазона занимают полосу частот от 30 до 300 МГц, что соответствует длинам волн от 10 до 1 м

Радиоволны этого поддиапазона занимают полосу частот от 30 до 300 МГц, что соответствует длинам волн от 10 до 1 м. Как правило, условия отражения от ионосферы при ее нормальном состоянии на этих волнах не выполняются, поэтому они свободно проникают в космическое пространство.

Из главы 2 известно, что метровые волны слабо дифрагируют вокруг поверхности Земли и поэтому дальность их распространения в качестве земных волн лишь немногим превышает расстояние прямой видимости.

Расчет поля земных волн за пределами прямой видимости осуществляется по дифракционной формуле (2.8). В пределах прямой видимости расчет поля производится по интерференционным формулам (2.31) и (2.39).

На распространение метровых волн существенно сказывается рельеф местности, влияние которого проявляется в ослаблении уровня сигнала и в образовании отраженных лучей от неровностей в виде препятствий. Особенно сильно проявляется это в условиях городских застроек, вызывающих экранизирующий эффект. Методы расчета поля в подобных условиях рассмотрены в главе 2.

Ионосферное распространение метровых радиоволн. При обыч-ном состоянии ионосферы метровые волны свободно пронизывают ее толщу и проникают в космическое пространство, лишь незначительно ослабляясь. Однако в годы высокой солнечной активности из-за возрастания критической частоты слоя F ₂ возможно отражение радиоволн от слоя на частотах, значительно превышающих частоты диапазона декаметровых волн. Отмечены случаи распространения метровых радиоволн с частотой до 60 МГц. В годы максимума солнечной ак-тивности возрастает вероятность возникновения спорадического слоя E_s с электронной концентрацией, позволяющей отражаться радиоволнам с частотой до 70 МГц. Все это в целом создает условия для распространения метровых волн на расстояния до нескольких тысяч километров.

Рассеяние метровых радиоволн в ионосфере. Механизм ионосферного рассеяния принципиально ничем не отличается от механизма рассеяния радиоволн в тропосфере. Ионосфера, как и тропосфера, неоднородна в смысле распределения электронной концентрации. В результате горизонтального и вертикального дрейфа под действием ионосферных ветров в ионосфере образуются локальные неоднородности, которые становятся причиной диффузного рассеяния метровых волн. С ростом частоты волны эффективность рассеяния быстро снижается, и на волнах короче 5 м с этим явлением можно совершенно не считаться. С другой стороны, на волнах длиннее 10 м доминирующим фактором распространения становится отражение волны от ионосферы. Таким образом, ионосферное рассеяние как механизм, который может быть использован для организации радиосвязи на УКВ на большие расстояния, эффективно только в весьма узком диапазоне волн от 5 до 10 м.

Вследствие большей (чем в случае тропосферного рассеяния) высоты рассеивающей области протяженность радиолинии по поверхности Земли достигает порядка 2000 км. Однако на расстояниях меньше 800 км угол рассеяния θ принимает столь большие значения, что эффективность рассеяния резко падает. Поэтому ослабление поля в процессе распространения компенсируется применением передатчиков большой мощности и остронаправленных антенн. Обычно мощность передатчика – несколько десятков киловатт.

Целесообразно использовать этот вид радиосвязи в полярных об-ластях, где частые ионосферные возмущения нарушают коротковолновую радиосвязь. Существенный недостаток этого вида радиосвязи – замирания сигнала в пункте приема. Как и на тропосферных радиолиниях, из-за многолучевого характера распространения в пункт приема из объема рассеяния приходит множество лучей с произвольными амплитудами и случайными фазами. В результате их одновременного воздействия уровень сигнала на входе приемника подвержен замираниям. Меры борьбы с замираниями те же, что и в случае тропосферного распространения радиоволн.

Определение мощности передатчика, необходимой для обеспечения заданной надежности работы радиолинии, производится по формуле (1.16), где медианное значение множителя ослабления обычно определяется на основании экспериментальных данных. Компенсация быстрых и медленных замираний производится по графикам, изображенным на рис. 3.12 и 3.14.

Отражение метровых волн от ионизированных следов метеоров. При сгорании в верхних слоях земной атмосферы на высоте около 80...120 км метеорные частицы ионизируют воздух, оставляя за собой столбообразные образования с повышенной электронной концентрацией. Начальный диаметр столба не превышает нескольких сантиметров. Вследствие диффузии метеорный след быстро расширяется, а плотность образовавшихся заряженных частиц уменьшается.

В течение суток в атмосферу Земли попадают сотни миллиардов таких метеоров (метеоры в отличие от метеоритов – мельчайшие частицы вещества, которые имеют размеры в доли миллиметра), которые образуют ионизированные следы протяженностью до нескольких десятков километров. Имея достаточно высокую электронную концентрацию, такие столбы ионизированного воздуха способны отражать метровые волны, причем направление распространения отраженной волны соответствует наклону траектории метеорного следа относительно земной поверхности.

Направленное рассеяние радиоволны от метеорных следов используется для организации радиолинии в метровом диапазоне волн. Однако, как следует из сказанного выше, для радиосвязи на конкретной радиолинии пригодны не все метеорные следы, а только те, которые обеспечивают попадание волны, отраженной от следа, в нужном направлении. Длительность существования ионизированных следов колеблется в интервале 0,1...100 с. Поэтому до возникновения очередного благоприятного для радиосвязи следа радиолинии находится в режиме ожидания. В это время информация, предназначенная для передачи, накапливается специальными запоминающими устройствами. Такая радиосвязь называется прерывистой. В связи с бурным развитием спутниковых систем радиосвязи интерес к подобному способу передачи информации заметно снизился.