Fénytörés és visszaverődés rádióhullámok az ionoszféra - studopediya
Az ionizált levegő terjedési sebessége függ a frekvencia és koncentrációjú szabad elektronok, és ez lesz kisebb, mint a fény sebessége, mint a nem-ionizált levegő, ahol a csoport sebesség.
A nagyobb elektronsűrűség, a kisebb.
A ionizáció mértéke a légkör változik a magassággal, így az ionoszféra optikailag inhomogén rádióhullámok környezet (változó dielektromos állandó), így azok fénytörés.
Ha a törésmutató a levegő. . Az ionoszféra ez kevesebb, mint egység. mert kevesebb, mint egy.
Befolyásolja az ionoszféra inhomogenitás nyilvánul meg, hogy a rádió hullámok utazás egyenes utak nem, és az ívelt. Bizonyos körülmények között a rádióhullámok fog tapasztalni teljes belső visszaverődés az ionoszféra és visszatért a Földre.
Vegyük azt az esetet rádió terjedés „lapos ionoszféra”, azaz , hogy egy, ionizált gáz, amelyben a felszínen a ugyanazokat az értékeket az elektron koncentráció - egymással párhuzamos síkokban.
Úgy véljük, hogy a rétegek vastagsága - kis, amelyen belül az elektron koncentrációja állandó lesz értékeket.
A legalsó réteg a nem-ionizált levegő esik jelentése sugárzási szög. törésmutató
Az átmenet az egyik közegből a másikba rádióhullámok, mint a fény hullámai megtörik a több, annál kisebb a dielektromos állandója a második közeg és a kapcsolódó törésmutatója. Ha feltételezzük, hogy a rádióhullámok gerendák ilyen gerenda hajlik fokozatosan megtört és visszavert a Föld (6. ábra). hullám előtt is fokozatosan kapcsolja.
6. ábra - A fénytörés és visszaverődés rádióhullámok az ionoszféra
hullámok viszont a tetején a röppálya miatt a jelenség a teljes belső visszaverődés, azaz a váltáskor optikai sűrűbb a optikailag kevésbé sűrű közeg.
A dielektromos állandója a koncentrált réteg úgy definiáljuk, mint
- elektronsűrűség (elektronok / cm 3);
(Molekulák) - elektron töltése;
(Kg) - a elektron tömege;
Behelyettesítve ezeket a numerikus értékeket a formula, megkapjuk
A képlet mutatja, hogy a dielektromos állandója a közeg a kevésbé koncentrált, és a nagyobb fénytörés. nagyobb, mint az ionizációs sűrűségű és kisebb rezgési frekvenciájú rádióhullámok (). Alacsonyabb frekvenciákon erősebb fénytörés.
Ie A rádióhullámok visszaverődik az ionoszféra jellemzi az alábbi jogszabályokat:
1) sűrűsége nagyobb, mint az a koncentráció ennek a rétegnek, annál erősebb a visszaverődés és a fénytörés;
2), mint a rövidebb hullámhosszak. annál nagyobb szükség van, hogy az tükrözze az ionizációs sűrűség és a nagyobb utat, fokozatosan végezzük megtört hullámok az ionoszféra.
Ezért a hosszabb hullámok visszavert alsó réteg az ionoszféra, rövidebb - a felső rétegeket, és az ultra, amelyeket kevés ionizációs sűrűséget behatolnak az ionoszféra, és nem tükröződik a lehull területen.
Visszavert rádióhullámok ugyanaz a törvény, mint a fényhullámok: a beesési szög egyenlő a visszaverődési szöge. Ezért a valódi folyamat fokozatos fénytörési ionoszféra hullám is képviselteti magát a reflexió egy tükör felületén található, a tengerszint feletti magasság. amely az úgynevezett aktuális magassága a fényvisszaverő réteg. Érték (7.) Lehet meghatározni geometriai konstrukció, ha tudjuk, hogy az a szög, ami megy az űrbe, és visszatér a Földre rádióhullámok, és a két pont közötti távolság az adás és vétel.
7. ábra - A fénytörés rádióhullámok különböző frekvenciájú az ionoszféra
A természetes frekvenciája a koncentrált gázt
Nyilvánvaló, hogy ha jelentős elektronsűrűség dielektromos gázáteresztő képesség lehet nulla. A kifejezés a relatív dielektromos állandója az ionoszféra megtalálható a, amely a kör alakú frekvencia függőleges előfordulási ionoszféra hullámok réteg:
- ez az úgynevezett természetes frekvenciája az ionizált gáz vagy Langmuir frekvencia vagy kritikus frekvencia.
A fázis és csoport sebesség az ionizált gáz.
Ahhoz, hogy a koncentrált gáz fázissebesség veszteségek nélküli
azaz A fázissebesség az ionoszféra, a fény sebessége.
A ionizált gáz-jel egy sebessége kisebb, mint a fénysebesség ().
A reflexió rádióhullámok a rádióhullámok függ a beesési szög ionizált réteg. Van egy kritikus szög, amelynél a hullám küldött egy adott réteg az ionoszféra megy keresztül reflexió. Szögben nagyobb, mint a kritikus antennanyaláb áthatja az aktív réteg és kiterjeszti a következő. Ez határozza meg:
8. ábra - A függőség a kritikus szög a frekvencia
A kifejezés a kritikus szög határozza meg a maximális üzemi frekvencia (FDM), amelyben a hullámok visszavert az ionoszféra egy adott elektron sűrűsége és beesési szög.
Ha. majd normál előfordulás ionoszféra reflexió nem fordul elő, és a hullám halad a térben, és a reflexiós együttható nulla.
Ha. akkor a reflexiós tényező az ionoszféra változik a frekvencia folytatásban.
Ha ott van a teljes visszaverődés hullámok ionoszféra réteget és egy reflexiós együttható egyenlő az egységet.
Ferde hullám előfordulása ionoszféra transzparens meghaladó frekvencián
9. ábra - meghatározása a maximális való beesés szöge az ionoszféra
Az ábra azt mutatja, hogy a gerenda tangenciálisan irányított a Föld felszínén, esik az ionoszféra a lehető legmagasabb ágy magassága egy adott szögben
A háromszög AOB van
ahol a Föld sugara;
-Granz magassága az alsó visszaverő réteg az ionoszféra.
Mivel a hullám nem lehet elküldeni szögben nagyobb, mint mond a korlátozása az üzemi tartományban. A ionoszféra hatással lehet a hullámhossz 10 méter.