Отражение радиоволн при горизонтальной и вертикальной

Поляризации. Интерференционный множитель Земли.

Поскольку на земную поверхность падает не один луч, а масса лучей, то отражение от земной поверхности в точку наблюдения будет иметь интерференционную картину, который нужно учесть с помощью интерференционного множителя Земли.

Исходить будем из простой модели: подстилающая поверхность плоская, О – излучатель, А – точка наблюдения, О’ – зеркально размещенный воображаемый излучатель, который формирует поле в точке А.

Комплексная диэлектрическая проницаемость почвы определяется:

Таким образом, почва выполняет роль диэлектрика, полупроводника или проводника.

В данном случае для одной частоты Земля может быть как диэлектрик, а для другой быть как проводник. Так что все в какой-то степени относительно.

Рис. 2

Модуль отражения при горизонтальной поляризации близок к единице. С точка зрения изменения угла от 0 до 90 градусов близок к единице.

С точки зрения фазы – она отлична от 180 градусов. Поэтому фазой пренебречь мы не можем никак.

При вертикальной поляризации уменьшение амплитуды до нуля, который соответствует углу Брюстера. Видим, что здесь модуль коэффициента отражения для диэлектрика при тех же условиях уменьшается и спадает до нуля, а потом увеличивается вновь до единицы.

Здесь мы уже должны учитывать это.

Есть некие углы, при которых вообще нет отраженной волны.

Например модуль коэффициента отражения при вертикальной поляризации для полупроводника – там, где углы Брюстера, уменьшение модуля коэффициента отражения, то есть отражательной спобности.

С фазой вообще бардак. До угла Брюстера фаза в пи, потом скачком меняется до нуля после угла Брюстера.

Аналогично и для полупроводника.

Запишем мощность прямой волны:

Мощность отраженной волны:

Предполагаем, что диаграмма у нас игольчатая:

Предположим, что высота подъема антенны много меньше r1 (условие дальней зоны):

Облучатель на высоте h. Зеркально изображенный излучатель в точке O’. Точка наблюдения в дальней зоне.

Дальней (Фраунгоферовой) зоной называется область пространства, где лучи идущие от облучателей O, O’ можно считать параллельными.

Раз так, то сделаем допущение для дальней зоны:

Учитывая этот факт, запишем поле, формируемое антенной:

Выражение 8 определяет интерференционный множитель Земли.

Таким образом, анализируя выражение 8, можно сказать, что поле в точке наблюдения равно полю в свободном пространстве, умноженному на интерференционный множитель Земли.

Для практического использования нас интересует не сам множитель, а его модуль:

Отсюда поле в точки наблюдения – поле в свободном пространстве, умноженное на диаграмму направленности и на интерференционный множитель Земли:

F*Ф – характеристика направленности антенны с учетом земной поверхности. (диаграмма направленности с учетом интерференции Земли)