Поширення УКХ на відстані, набагато менші за межі прямої видимості, RadioUniverse
Ультракороткі хвилі широко застосовуються на радіолініях невеликої протяжності - у межах прямої видимості. За цією межею напруженість поля УКХ зазвичай різко зменшується, тому що дифракція в цьому діапазоні позначається значно слабше, ніж на довших хвилях. Для збільшення дальності впливу передач на УКХ антени піднімають можливо вище над землею. Знаючи висоту, на яку піднято передавальні та приймальні антени, можна на підставі простих геометричних міркувань легко визначити відстань прямої видимості (рис. 28).
Відстань прямої видимості (в кілометрах) може бути обчислена за формулою
де R - радіус земної кулі (6370 км); h1, h2 - висоти передавальної та приймальної антен, м.
Наприклад, якщо раніше при прийомі передач Московського телецентру, антена якого була піднята на висоту приблизно 150 м, застосовувалася приймальна антена, розташована на висоті 5 м, то межа прямої видимості становила близько 60 км. Після того, як була споруджена Останкінська вежа і передавальна антена стала височіти майже на 500-метровій висоті, відстань прямої видимості при тій же висоті розташування приймальної антени перевищує 90 км.
Перші дослідження в області УКХ були спрямовані на з'ясування умов їх поширення в межах прямої видимості на невеликі відстані, коли на шляху розповсюдження хвиль немає гір, великих будівель та інших суттєвих перешкод.
Вперше у відповідь питання, як розрахувати напруженість поля УКХ і чого вона залежить, дав 1922 р. Б. А. Введенський. Перші досліди проводилися на хвилі довжиною 3,8 м з відривом десятки метрів. Б. А. Введенський показав, що на невеликих відстанях уУ будь-якій точці поле складається з двох хвиль: прямої і відбитої від земної поверхні. Навіть якщо застосовуються гостронаправлені антени, має місце хвиля, відбита від Землі (рис. 29). За невеликих відстаней можна не враховувати кривизни земної поверхні і вважати Землю плоскою.
Залежно від того, наскільки різняться довжини шляхів прямого та відбитого променів, результуюче поле може виявитися більшим або меншим за поля кожної зі складових. При невеликих висотах антени проти довжиною траси (цей випадок зазвичай має місце практично) фаза хвилі при відбитку від земної поверхні змінюється на 180°. Таким чином, якщо різниця довжин шляхів прямого і відбитого променів мала (менше півхвилі) або становить ціле число хвиль, поля віднімаються. Якщо різниця шляхів становить ціле число напівхвиль, то поля складаються.
Поле має у разі інтерференційний характер. Напруженість поля змінюється із збільшенням відстані чи висоти над земною поверхнею, періодично то збільшуючись, то зменшуючись. В результаті діаграма спрямованості антени у вертикальній площині носить пелюстковий характер (рис. 30). Якщо приймальну антену піднімати вище лінії, що збігається з напрямом максимального випромінювання першої пелюстки передавальної антени, то напруженість поля почне зменшуватися з підняттям приймальної антени над земною поверхнею. Піднімати антену вище ніж h2 max недоцільно:
Для розрахунку напруженості поля УКХ у тому випадку, коли приймальна антена розташована не на занадто великій висоті, так що вона знаходиться в області, що відповідає нижній частині першої пелюстки, є формула, що називається відбивною:
де Е - Чинне значення напруженості поля в місці прийому, мВ/м; Р - потужність,випромінювана антеною, кВт; G - коефіцієнт посилення антени; h1, h2 - висоти розташування передавальної та приймальної антен, м; r - відстань вздовж земної поверхні, км; λ - довжина робочої хвилі, м.м.
Формула (15) є основною для розрахунків ультракороткохвильових радіоліній та визначення пунктів розміщення мовних та телевізійних станцій для відстаней, що не перевищують межі прямої видимості. Вона дає наочну залежність напруженості поля від довжини хвилі, висот антен та відстані. З цієї формули видно, що для збільшення напруженості поля слід вище піднімати передавальну та приймальну антени. Напруженість поля зі збільшенням відстані зменшується за квадратичним законом.
Слід зазначити, що формула (15) справедлива лише випадку, коли антени піднято досить високо. Легко бачити, якщо одна з антен розташована на земній поверхні, тобто h1 або h2 дорівнює нулю, то і напруженість поля дорівнює нулю, що не відповідає дійсності. Для цього випадку формула (15) не застосовується.
Ця формула не застосовна також для великих висот підняття антен.
Застосовність її у разі обмежена умовою
$$ \begin h_2
- VKontakte
- Google+