Ионосфера, отражение волн

Коротковолновые колебания И. обычно рассматриваются в задачах о распространении волн в И. (в част-пости, радиоволн в ионосфере). Для таких волн можно пользоваться приближением геометрич. оптики, т. е., пренебрегая эффектом дифракции, перейти к представлению о лучах. Такое приближение позволяет полу чить довольно полную картину распространения коротковолновых колебаний в неоднородной П., за исключением неи-рых более тонких эффектов, связанных с отражением волн от более плотных слоев П., с рассеянием волн на неоднородностях и т. д. (см. Ионосфера). [c.21]

Частота колебаний плазмы — это частота самой низкой моды колебаний свободных электронов. Мы получили в п. 2.4 ( юрмулу (2.99). Типичные значения частоты колебаний плазмы (=со ,/2л) в дневное время лежат между Ю и 30 Мгц. Пусть к одному концу ионосферы приложена сила , создаваемая некоторой радиостанцией, работающей на типичных широковещательных частотах амплитудной модуляции порядка v=1000 кгц. В этом случае v< v , и ионосфера ведет себя как реактивная среда. Электромагнитные волны экспоненциально затухают, аналогично тому, что происходило в случае связанных маятников (см. рис. 3.11). При этом над ионосферой не совершается никакой работы, так как скорости каждого электрона сдвинуты на 90° по фазе по отношению к окружающему их электрическому полю. В случае системы маятников (см. рис. 3.11) средняя энергия, сообщаемая системе внешней силой, также равна нулю (затуханием пренебрегаем). Энергия, которая сообщается маятнику, возвращается им обратно в течение цикла. Несколько иначе обстоит дело в случае радиостанции и ионосферы. Станция получает обратно очень малую часть переданной в ионосферу энергии. Ионосфера не поглощает энергию, но волны отражаются к Земле, захватывая большой район и не попадая в передатчик. Такое отражение волн от ионосферы обеспечивает техническую возможность передачи радиоволн на большие расстояния к приемникам, находящимся вне поля зрения из-за кривизны поверхности Земли. Все это справедливо, если со меньше граничной частоты со ,. [c.136]

Основным видом распространения коротких волн (КВ) является распространение путем отражения от ионосферы (ионосферные волны). [c.156]

Регулярные отражения от ионосферы испытывают волны длиннее 10 ж. Поэтому как ионосферные могут распространяться лишь сверхдлинные, длинные, средние и короткие волны. Однако метровые волны также могут распространяться как ионосферные — за счет рассеяния на неоднородностях ионосферы и отражений от метеорных следов. [c.16]

Наблюдения за распространением ионосферных волн рассматриваемого диапазона полностью подтверждают результаты расчетов. В дневные часы волны в интервале от 200 до 2000 м испытывают столь сильное поглощение при отражении от ионосферы, что при обычно применяемых мощностях передатчиков с ионосфер-ными волнами в этом диапазоне можно вовсе не считаться. Наоборот, с наступлением темноты поглощение средних волн при отражении от ионосферы резко уменьшается и ионосферные волны приобретают доминирующее значение. Волны в интервале от 2000 до 3000 м, непосредственно примыкающие к диапазону длинных [c.261]

Вследствие значительного поглощения коротких волн в полупроводящей поверхности Земли ) земные волны распространяются при обычно применяемых мощностях передатчиков на расстояния, не превышающие нескольких десятков километров (для более коротких волн диапазона). При распространении в качестве ионосферных волн, т. е. путем однократного или многократного отражения от ионосферы, короткие волны можно использовать для связи на сколь угодно больших расстояниях, поскольку при отра- [c.268]

Проводящий слой земной атмосферы — ионосфера — способен поглощать и отражать электромагнитные волны. От ионосферы хорошо отражаются длинные радиоволны. Это явление наряду с дифракцией увеличивает дальность распространения длинных волн. Хорошо отражаются ионосферой и короткие радиоволны. Многократные отражения коротких радиоволн от ионосферы и земной поверхности делают возможной радиосвязь на коротких волнах между любыми точками на Земле (рис. 254). [c.259]

Внутреннее отражение электромагнитных волн объясняет рефракцию радиоволн в ионосфере. Известно, что на высоте от 100 до 300 км существует ионизированный слой, от которого отражаются радиоволны с длиной волны 10 м. Более короткие волны проходят через него, что используется в радиоастрономии. Оказывается, что в ионосфере реализуется случай и > с, т.е. [c.93]

По мере Р. р. в ионосфере увеличивается сдвиг фаз между волнами и изменяется поляризация суммарной волны. Напр., при Р. р. вдоль Но это приводит к Повороту плоскости поляризации (Фарадея эффект), а при Р, р. перпендикулярно — к периодич. чередованию линейной п круговой поляризаций (см. Коттона — Мутона эффект). Т. к. показатели преломления волн различны, отражение их происходит на разной высоте (рис. 11). Направление волнового вектора к при Р. р. в ионосфере может отличаться от о р. [c.259]

При распространении пакетов волн в однородной гиротропной среде векторы и групповых скоростей волн о изс в общем случае различны, не параллельны друг другу и вектору /е, по лежат в плоскости При вертикальном зондировании ионосферы запаздывание Д<гр отраженного импульса соответствует его групповой скорости распространения [c.341]

Изопланатическая система 322, 326 Импедансные граничные условия 236 Импульсный отклик 264, 312, 318, 321 Инвариант наклона 113, 580 Интерференционные фильтры 203—207 Интерференционный порядок 437 Ионосфера, отражение волн 73 [c.653]

О. р, встречаются и в природных условиях, причём экранирующие поверхности у них не обязательно хорошо проводящие. Напр., существует бисферич. О. р. Земля — ионосфера. Зе.мля является электропроводящим экраном, а ионосфера — рефракционным (из-за полного внутр. отражения волн). Аналогичные О, р., обычно представляющие собой отрезки волноводов диэлектрических (плоско-параллельных или цилиндрических), встречаются и в тйснике. [c.398]

Влияние маги, поля Земли обусловливает ряд особенностей распространения НЧ-волн в ионосфере сверхдлпнные волны могут выходить из приземного волновода за пределы ионосферы, распространяясь вдоль силовых линий геомагн. поля между сопряжёнными точками А и В Земли (рис. 12). Из ф-лы (8) видно, что при < в случае продольного распространения (о /окод нигде не обращается в 0, т. е. волна проходит через ионосферу без отражения. [c.259]

Если е изменяется плавно, т. о. относительное изменение е на расстояниях, сравнимых с X, очень мало, то имеет место рефракция — постепенное изменение направления распространения электромагнитной волны, сопровождаемое плавным изменением ее амплитуды и нарушением ее однородности (т. е. появлением различия между поверхностями равной фазы и равной амплитуды). При определенных условиях рефракция может вести к полному внутреннему отражению волны внутри неоднородной среды (наир,, отражению радиоволн от ионосферы). Рефракцией обусловлено изменение видимого положения светил на небосводе в зависимости от их высоты над горизонтом (астрономическая рефракция), видимого положения отдаленных наземных объектов в зависимости от состояния атмосферы (зе.мная рефракция), возник-цовенне миражей и т. д. [c.502]

Механизм Р. р. связан с явлениями отражения, дифракции, рефракции, поглощения и рассеяния радиоволн и различен для разных диапазонов длин волн X. Сверхдлинные волны (СДВ X > 10 ООО. ч) сравнительно слабо поглощаются земной корой. На их распространение над Землей сильно влияет ионосфера, нижние слои к-рой вместе с земной поверхностью образуют сферич. волновод, внутри к-рого распространяются СДВ (многократное отражение от ионосферы и земной поверхности). Длинные волны (ДВ X = 10 000—1000 м) сильно поглощаются земной корой. Они хорошо огибают Землю как за счет дифракции вокруг Земли (поверхностные или земные волны), так и за счет волновода земная поверхность — ионосфера (пространственные, или ионосферные волны). Средние волны (СВ Я, = 1000—100 м) сильно поглощаются нижней областью D ионосферы днем, когда область D сз ществует, они распространяются только за счет дифракции вокруг Земли (земные волны) ночью же, когда область D исчезает, дальность их распространения резко возрастает за счет отражения от верхних слоев ионосферы (ионосферные волны). На распространение СВ сильно влияют элоЕ трич. неоднородности почвы и неровности земной поверхности. Короткие волны (КВ Я == 100—10 м) за счет дифракции вокруг Земли распространяются на сравнительно небольшие расстояния. Однако за счет отражения от ионосферы оии могут распространяться до антипода (противоположная точка земного пшра). [c.336]

Рис. 224. Антенна передаточной станции излучает волны двух типов — земные (поверхностные) и отраженные. Земные волны распространяются вдоль поверхности земли и используются в первую очередь для радиосвязи на длинных волнах и для передачи на сравнительно небольпше расстояния на волнах высокой частоты. Отраженные волны поднимаются на высоту 60—300 км и отражаются обратно на землю ионосферой. Этот ионизирован-

Метод частотной модуляции позволяет получать, как и эхоимпульсный метод, как интенсивность, так и время прохождения отраженной волны. Интересно отметить, что он был его предшественником и при локации ионосферы, и при контроле материалов, хотя это не так легко понять. Предложенный и опробованный в 1941 г. С. Я. Соколовым, он был вскоре вы- [c.264]

Причиной замирания являются одйовременно два фактора многолучевость распространения волны, т. е. отражение волны в разных точках ионосферы, и непрерывное изменение характеристик (например, высоты отражения) ионосферы в этих точках. В результате в место приема приходит несколько лучей, длина пути которых меняется, что приводит к изменению фаз приходящих сигналов. [c.220]

Помимо способности отражать радиоволны, ионосфера, благодаря наличию в ней мелких неоднородностей, обладает свойством рассеивать падающие на нее радиоволны. Кроме того, вторгающиеся в атмосферу Земли метеоры образуют ионизированные столбы оздуха, так называемые ионизированные следы метеоров, обладающие способностью отражать падающие на них радиоволны. Заметим, что рассеиваться от неоднородностей ионосферы и отражаться от метеорных следов могут волны короче 10 ж, т. е. волны, которые уже не обладают способностью испытывать регулярные отражения от ионосферы. Метровые волны за счет рассеяния от ионосферы и отражения от ионизированных следов метеоров могут распространяться на расстояния до 2000. км. Эффекты рассеяния в ионосфере и отражения от ионизированных следов метеоров на волнах длиннее 10 м маскируются процессами регулярного отражения от ионосферы, которые приводят к созданию в месте приема гораздо более сильных полей. [c.16]

Чап е всего антенны с вертикальной поляризацией представляют собой вибратор, расположенньи перпендикулярно к поверхности земли. Такая антенна имеет круговую диаграмму направленности и излучает под малыми углами к горизонту, независимо от высоты ее установки над землей. Преимущество излучения сигналов под малыми углами по отношению к горизонту объясняется тем, что точка отражения сигнала от ионизированного слоя атмосферы (ионосферы) находится дальше от места расположения передатчика, и отраженная волна придет к поверхности земли на большем расстоянии. Следовательно, сигнал к дальнему корреспонденту придет за меньшее количество отражений (скачков), менее ослабленный поглощающими свойствами земли и ионосферы. [c.4]

С целью расширения радиуса действия радиолокации в конце 1946 и в начале 1947 г. Н. И. Кабанов поставил серию опытов на коротких волнах и получил обратное отражение от Земли через ионосферу на расстояниях до 1500—3000 км ( эффект Кабанова ). Эти первые опыты привели в дальнейшем к возникновению и разработке метода возвратно-наклонного зондирования (Н. И. Кабанов, Б. И. Осетров, К. М. Косиков и др.). Указанный метод позволяет получать важные сведения о состоянии ионосферы на трассах большой протяженности, а в определенные периоды времени — и вокруг Земли Он также дает возможность более точно выбирать оптимальные волны для радиосвязи и радиовеш ания на больших расстояниях, определять зоны облучения и направлять излучение в требуемые места, а также находить значения напряженности поля в пунктах облучения из точки передачи. [c.384]

ДЕЦИМЕТРОВЫЕ ВОЛНЫ — радиоволны с длиной волны от 1 до 0,1 м (диапазон частот 300—3000 МГц). Возможность создания направленных антенн относительно небольших геом. размеров, прозрачность ионосферы и тропосферы для Д. в., зависимость коэф. отражения этих воли земной поверхностью от ее структуры являются основой широкого использования диапазона Д. в. в тропосферных радиорелейных линиях, телевидении, линиях космич. связи, дистанц. методах исследования поверхностных слоев Земли (с помощью радиолокации или собственного теплового радиоизлучения Земли), в радиоастрономии при исследованиях галактич. п внегалактич. объектов (распределённое радиоизлучение Галактики, радиоизлучение звёзд, остатков сверхновых, радиогалактик, квазаров и др.). [c.602]

Ионосфера) и частота волны й)>са , где ш — макс. частота, при к-рой п1= возможно возвращение радиоволны на поверхность Земли за счёт её отражения от слоя F. s Заштрихованный участок соответствует приподня- а тому И. в. С понижением частоты D (увеличением Ir to,j) растёт локальный максимум it(z), и для частоты 0)= dm касательная к и будет соответствовать значению л1,=1 (рис., б). Появление др. ионосферных слоев [c.215]

КОРОТКИЕ ВОЛНЫ (декаметровые волны) — радиоволны в диапазоне длин волн от 10 до 100 м SO—3 МГц). На характер их распространения сильно влияет ионосфера Земли. Загоризонтное раснространепис К. в, осуществляется пройм, путем их отражения от ионосферы или многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли. На небольшое расстояние ( 500 км) К. в. могут распространяться в виде земной волны.. Возможно и сверхдальнее, в частности кругосветное, расиростраиенне ) . в. вдоль ионосферных волноводов (см. Волноводное распространение радиоволн). [c.464]

МЕТРОВЫЕ ВОЛНЫ — радиоволны в диапазоне частот от 30 до 300 МГц (длины волн 1—10 м). М. в. распространяются преим. как земные волны в пределах прямой видимости на расстояния до неск. десятков км. Характеристики распространения М. в. существенно зависят от рельефа местности и типа подстилающей поверхности. Влияние атмосферы Земли выражается в рассеянии М. в. слабыми неоднородностями ионосферы и тропосферы, отражении М. в. от ионизиров. следов метеоров и искусств, ионизиров. областей в атмосфере, что приводит к дальнему (на расстояния до 2 тыс. км) распространению М. в. (см. Загаризонтное распространение радиоволн, Метеорная радиосвязь). М. В. широко используют в радиовещании и телевидении, в метеорных системах связи и радиолиниях ионосферного рассеяния, а также при диагностике ионосферной плазмы с борта ИСЗ, ракет и т. п. [c.126]

Диапазон наземных радиоастр. наблюдений (длины волн от неск. миллиметров до 30 м) определяется прозрачностью атмосферы Земли. КВ-граннца диапазона обусловлена поглощением молекул атмосферы, ДВ-граница — отражением и поглощением космич. радиоизлучения в ионосфере. На миллиметровых волнах становится существенным собств. излучение Земли и атмосферы, а на метровых — космич. (фоновое) радиоизлучение неба, к-рое имеет необычайно высокую яркость и растёт с увеличением длины волны (см. Фоновое космическое излучение). Для снижения влияния фонового радиоизлучения при регистрации сигналов от дискретных космич. радиоисточников применяются сдец. методы приёма сигналов радиоинтерференцион-ный, диаграммной и частотной модуляции и др. (см. Радиотелескоп). [c.212]

Короткие волны (3—30 МГц) слабо поглощаются D- и -слоями и отражаются от /"-слоя, когда их частоты ш < сойшч- В результате их отражения от ионосферы возможна связь как на малых, так и на больших расстояниях при значительно меньшем уровне мощности передатчика и гораздо более простых антеннах, чем в более низкочастотных диапазонах. Этот диапазон применяется для радиотелефонной и радиотелеграфной связи, радиовещания, а также для радиолюбительской связи. Особенность радиосвязи в этом диапазоне — наличие замираний (фединга) сигнала из-за изменений условий отражения от ионосферы и интер-ференц. эффектов. КВ-линии связи подвержены влиянию атм. помех. Ионосферные бури вызывают прерывание связи. [c.261]

Для очень высоких частот и УКВ (30—1000 МГц) преобладает Р. р, внутри тропосферы и проникновение сквозь ионосферу. Роль земной волны падает. Поля помех в НЧ-части этого диапазона всё ещё могут опрю-деляться отражениями от ионосферы, и до частоты 60 МГц ионосферное рассеяние продолжает играть значит. роль. Все виды Р. р,, за исключением тропосферного рассеяния, позволяют передавать сигналы с шириной полосы частот в неск. МГц. В этой части спектра возможно очень высокое качество звукового радиовещания при дальности 30—100 км. Радиовещание с частотной модуляцией работает на частотах вблизи 100 МГц. [c.261]

Распространение СДВ в земных условиях происходит в сферич. волноводном канале, образованном Землёй и ионосферой (см. Волноводное распространение радиоволн). На отражение СДВ от ионосферы оказывает влияние ее ниж. часть — существенная для отражения область располагается на высотах 60—80 км днём и 80—100 км ночью. В этой области высот на очень низких частотах ионосфера представляет собой неоднородную проводящую среду, проводимость к-рой резко возрастает с высотой и приобретает, начиная с высоты 75 км, заметно выраженный анизотропный характер вследствие влияния магн. поля Земли. В дневных условиях влияние магн. поля Земля на отражение СДВ и их распространение в приземном волноводе невелико, однако ночью оно оказывается существенным. При отражении от анизотропной ионосферы в отражённом поле возникают компоненты, отсутствовавшие в падающей волне, что является причиной ошибок в системах радиопеленгации. Наличие анизотропии приводит к зависимости характеристик эл.-магн. поля от азимута трассы распространения и к появлению невзаимности — изменению характеристик поля при изменении направления трассы распространения на обратное. [c.428]

СРЕДНИЕ ВОЛНЫ — электромагнитные волны ср. частоты (0,3—3 МГц), длины к-рых лежат в интервале 100—1000 м. Условия распространения волн этого диапазона и характер изменения этих условий ото дня к ночи примерно одинаковы для волн всего диапазона. В дневные часы С. в. распространяются, как правило, в виде земной волны, поскольку уровня ионизаций ионосферного слоя Л недостаточно для отражения от него С. в., а поглощение в слое В столь велико, что для этих волн он практически непрозрачен (см. Ионосфера). В ночные часы слой В исчезает, С. в. достигают слоя Е и отражаются от него по законам геом. оптики. Условия распространения земной волны практически не зависят от времени суток и определяются состоянием подстилающей поверхности (см. Распространение радиоволн), Макс, дальность распространения земной волны при существующих мощностях излучателей не превышает над сушей 500 км. В ночные часы результирующее поле волны в точке приёма вследствие флуктуац. изменений отражающих свойств ионосферы подвержено случайным колебаниям и характеризуется замираниями сигналов. Наиб, сильно замирания С. в. проявляются на расстояниях, где результирующее поле является суперпозицией волн — земной и отражённой от слоя Е. Характеристики С. в., отражённых от слоя Е полностью, определяются свойствами слоя и слабо зависят от 11-летнего цикла солнечной активности и новосфер- [c.655]

Существенной особенностью УКВ является отсутствие регулярного зеркального отражения от ионосферы. Исключением является загоризонтное распространение радиоволн (метровых волн), происходящее в осн. за счет рассеяния их на ионизованных метеорных следах (см, также Метеорная радиосвязь), а также при наличии спорадических , слоев, способных иногда отражать радиоволны вплоть до частот 50—60 МГц. При этом возможно многоскачковое распространение радиоволн в волноводе Земля—ионосфера с предельной дальностью скачка 2000 км (см. Волноводное распространение радиоволн). Значит, влияние на распространение УКВ оказывает тропосфера Земли. Для тропо-с( йры характерны следующие механизмы загоризонтного распространения УКВ нормальная (стандартная) рефракция лучей, рассеяние на турбулентных флуктуациях показателя преломления, каналирование энергии в тропосферном волноводе, отражение от приподнятых инверсных слоев (см. Распространение радиоволи). Учёт рефракций при радиосвязи на УКВ приводит к увеличению предельной дальности в случае нормальной рефракш1и [c.218]

Э. мошет служить средством измерения расстояния г от источника сигнала до отражающего объекта г = ст/2, где X — промежуток времени между посылкой сигнала и возвращением Э., а с — скорость распространения волн в среде. На этом принципе основаны различные применения эхо-сигналов. Электромагнитным Э. пользуются в радиолокации отраженное от ионосферы, оно позволяет осуществлять коротковолновую радиосвязь на большие расстояния (см. Распространение радиоволн) и судить о свойствах ионосферы. Нринцип эхо-волны начинает применяться и в оптич. диапазоне электромагнитных волн, генерируемых квантовым оптическим генератором. [c.538]

РАДИОАСТРОНОМИЯ исследует небесные тела по их собств. радиоизлучению (в отличие от радиолокационной астрономии, исследующей тела солнечной системы нри помощи отраженных ими радиоволн). Радиоастрономич. наблюдения производятся радиотелескопами. Диапазон волп наземной Р. ограничен со стороны миллиметровых волн поглощением в атм. кпслороде и парах Н О, а со стороны декаметропых волн проницаемостью ионосферы (см. Распространение радиоволн). [c.280]

В первых опытах Г. Герца, экспериментально подтвердивших существование электромагнитных волн, наблюдались волны длиной в неск. дес. с.к. Работы А. С. Попова положили начало применению в радиотехнике Р. длиной в сотни м и более (до многих к.н). Дальнейшее развитие методов генерации, приема и усиления электрич. колебаний привело к тому, что в современной радиотехнике практически применяется диапазон Р. от миллиметровых до Р. с длиной волны в дес. к.н. При распространении радиоволн в пределах земной атмосферы вблизи криволинейной поверхпости Земли имеет место ряд особенностей для Р. различной длипы (отраженно от ионосферы, дифракция вокруг Земли и др.). В соответствии с этими особенностями распространения Р. и отчасти в связи [c.286]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...