Физическая энциклопедия - распространение радиоволн

поглощения b=(w/c)c. Среда ведёт себя как диэлектрик, если (4ps/we)21. В первом случае n»?e, поглощение мало, во втором n»c?(2ps/w). В среде e и s явл. функциями частоты w (см. ДИСПЕРСИЯ ВОЛН). Вид частотной зависимости e и s определяется структурой среды. Дисперсия радиоволн особенно существенна в тех случаях, когда частота волны близка к характерным собств.

частотам среды (напр., при Р. р. в ионосферной и косм. плазме, см. ниже). При Р. р. в средах, не содержащих свободных эл-нов (тропосфера, толща Земли), происходит смещение связанных эл-нов в атомах и молекулах среды в сторону, противоположную полю волны E, при этом n>1, vфhт убывает экспоненциально (рис. 1, б). Нарушение законов геом. оптики при Р.

р. связано с дифракцией волн, вследствие к-рой радиоволны могут проникать в область геом. тени. На границе области геом. тени образуется сложное распределение волновых полей. Дифракция радиоволн возникает при наличии на их пути препятствий (непрозрачных или полупрозрачных тел). Дифракция особенно существенна в тех случаях, когда размеры препятствий сравнимы с l.

Если отражение происходит от границы проводящей среды (напр., от поверхностного слоя Земли), то глубина проникновения в него определяется толщиной скин-слоя (см. СКИН-ЭФФЕКТ). В неоднородных средах возможно , волноводное Р. р., при к-ром происходит локализация потока энергии между определёнными поверхностями, за счёт чего волновые поля между ними убывают с расстоянием медленнее, чем в однородной среде (атмосферный волновод).

В средах с плавными неоднородностями локализация связана с рефракцией, а в случае резких границ с отражением. Рис. 1. а рефракция радиоволн в плоскослоистой среде; б зависимость квадрата амплитуды напряжённости электрич. поля радиоволны от высоты h. В среде, содержащей случайные локальные неоднородности, вторичные волны излучаются беспорядочно в разл.

направлениях. Рассеянные волны частично уносят энергию исходной волны, что приводит к её ослаблению. При рассеянии на неоднородностях размером lW0, wH->WH. Напр., для эл-нов wH/2p= 1,4 МГц, а для ионов атомарного кислорода WH/2p=54 Гц. В зависимости от частоты w радиоволны осн. роль в Р. р. играют те или др. виды собств. колебаний, поэтому электрич.

свойства ионосферы различны для разных участков радиодиапазона. При высоких w ионы не успевают следовать за изменениями поля, и в Р. р. принимают участие только эл-ны. Вынужденные колебания свободных эл-нов ионосферы происходят в противофазе с действующей силой и вызывают поляризацию плазмы в сторону, противоположную электрич.

полю волны Е. Поэтому диэлектрич. проницаемость ионосферы ev2 и показатели преломления n и поглощения к приближённо равны: n»?(1-w20/w2), c»2ps/w?e. Т. к. nс, групповая скорость vгр=cnw0. При wwкр (F2) показатель преломления не обращается в ноль и падающая вертикально волна проходит через ионосферу, не отражаясь. Рис. 10. Схематич. изображение радиолучей определённой частоты при разл.

Макс. частота волны, отражающейся от ионосферы при падении под углом j0 (т. е. для данной дальности трассы), равна: wмпч=wкрseсj0>wкр и наз. макс. применимой частотой (МПЧ). Волны с wwмпч. В результате рассеяния угол падения луча на слой F2 оказывается больше, чем при обычном распространении. Рис. 11. Распространение коротких волн между Землёй и ионосферой: а многоскачковая траектория; б скользящая траектория.

свойства к-рой зависят от направления Р. р. и описываются не скалярной величиной г, а тензором диэлектрич. проницаемости eij. Падающая на такую среду волна испытывает двойное лучепреломление, т. е. расщепляется на две волны, отличающиеся скоростью и направлением распространения, поглощением и поляризацией. Если направление P. p. .