Лекция 10. Особенности распространения коротких радиоволн

Рис.10.2

При увеличении частоты и приближении ее к МПЧ трассы условия отражения становятся все более критичными, число наблюдаемых траекторий (лучей) уменьшается и при f_p ≈ МПЧ имеет место однолучевой прием. Необходимо также учитывать, что по мере приближения f_p к МПЧ возрастает роль рассеянного компонента поля. Из многообразия возможных условий распространения коротких волн можно выделить некоторые типовые условия, называемые моделями распространения. Каждой модели соответствует определенная структура поля в точке приема, характеризуемая типом и числом траекторий, соотношением амплитуд сигналов, достигающих точки приема по разным траекториям, соотношением между уровнями зеркального и рассеянного компонентов поля. Особое значение придается многолучевости, поскольку большое время запаздывания, характерное для KB линий, существенно снижает показатели работы. В качестве примера рассмотрим модели распространения на средне-широтной трассе протяженностью 2000...3000 км (рис.10.2).

Модели 1 и 2 не содержат запаздывающих сигналов, но в модели 1, где f_p/МПЧ<0,9, преобладает зеркальный компонент 1F, а в модели 2, где f_p/МПЧ>0,9, преобладает рассеянный компонент той же траектории 1F. В модели 3, наблюдаемой при работе на более низкой частоте (f_p/МПЧ_2F≤1), в точке приема присутствуют два луча: 1F и 2F, но с несоизмеримыми амплитудами (U_2F≥3U_1F), поэтому запаздывающие сигналы практически отсутствуют. Модель 3 отличается от модели 1 тем, что преобладающим является поле второго луча 2F. Модели 4 и 5, наблюдаемые, когда f_p, далека от МПЧ трассы, характеризуются наличием запаздывающих сигналов с соизмеримыми амплитудами. Для модели 4 характерно одновременное существование траекторий 1F и 2F, а для модели 5-2E и 2F. Модель 6 не содержит запаздывающих сигналов, так как наблюдаемые траектории 2Е и 2F имеют несоизмеримые амплитуды (U_2Е ≥ 3U_2F). В точке приема доминирует волна, отраженная только от слоя Е ионосферы. Качественные признаки описанных моделей распространения сохраняются для трасс любой протяженности. В зависимости от длины трассы изменяются только типы траекторий, формирующих ту или иную модель. С точки зрения устойчивости связи наиболее неблагоприятными являются модели 4 и 5 с запаздывающими сигналами. Ясно, что существование той или иной модели зависит от рабочей частоты f_p и состояния ионосферы на данной трассе. При изменении f_p или параметров ионосферных слоев происходит смена моделей распространения. Поскольку состояние ионосферы подвержено не только регулярным, но и случайным изменениям, вероятность существования каждой из моделей можно определить только статистически. В табл.10.1 приведены данные о проценте времени существования однотипных моделей распространения на среднеширотных трассах различной протяженности. Они получены за интервал времени Наблюдений в один год при среднем уровне солнечной активности (W = 80). Рабочие частоты выбирались согласно волновому расписанию на каждой радиолинии.

Таблица 10.1

Процент времени существования однотипных моделей

Длина трассы, км	Процент времени существования однотипных моделей распространения
	1	2	3	4	5	6
1500	7	0	0	5	64	24
3000	50	9	14	9	6	12
4500	38	18	0	7	29	8

Из данных табл.10.1 следует, что относительное время существования однотипных моделей в значительной мере зависит от длины трассы, причем наиболее неблагоприятные модели 4 и 5 с запаздывающими сигналами гораздо чаще- наблюдаются на трассах протяженностью, отличной от 3000 км. Вероятность появления каждой из моделей зависит не только от длины трассы, но и от уровня солнечной активности, что позволяет на основе прогноза относительного числа солнечных пятен прогнозировать процент времени существования той или иной модели распространения.